Aktuální vydání

celé číslo

04

2017

Automatizace v chemii a petrochemii

Technika pro analýzu plynů a kapalin

celé číslo
Domácí automatizace – hračka, spotřební elektronika, nebo seriózní disciplína?

Pojem domácí automatizace může u čtenářů časopisu Automa vyvolávat dojem něčeho, co v porovnání s průmyslovou praxí není tak náročné teoreticky ani realizačně. Dojem něčeho, čím se zabývají doma nadšenci, pro něž je to koníček, nebo dojem něčeho, co se stává spotřební elektronikou, kterou je možné koupit v e-shopu, zasunout do zásuvky, nainstalovat aplikaci do telefonu a bezdrátově propojit. Vše je vyřešeno a složité programování lze vynechat. Tento dojem je vyvolán i tím, že o výhodách a jednoduchosti takové automatizace se píše především v populárních časopisech o bydlení a jim podobných. Tam je předpokládán (a to správně) čtenář jako laik, kterému je třeba podat informaci maximálně zjednodušenou na elementární funkce, často až naivně. Nevyděsit ho nějakou složitostí.   Úvod Jak to ale vypadá v praxi? Stačí dnes do rodinného domu nebo bytu nakoupit a vlastními silami poskládat vedle sebe několik technických zařízení ve špičkovém provedení, pro každé si nainstalovat samostatnou aplikaci do mobilního telefonu a pak vše zvládnout „pouhým“ dálkovým ovládáním? Projděme si genezi jednoho případu, který není až tak hypotetický. Soustřeďme se pro zjednodušení na energetiku domu, na volbu zdrojů, spotřebičů, na toky energií a jejich akumulaci (obr. 1).   Vše s cílem uspořit provozní náklady a pro někoho i s cílem zajistit si pocit ekologického chování a příspěvku k záchraně planety.   Tepelná regulace domu ve všech ročních obdobích V našich zeměpisných šířkách vlastníka domu primárně zajímají zdroje tepla pro vytápění v zimních měsících. Na ně připadá největší podíl z celoročních nákladů. Jako první krok tedy co nejvíce zateplí dům. Jako druhý dokonale utěsní okna. Jako zdroj tepla nainstaluje tepelné čerpadlo. Po chvíli pobytu v takovém prostředí zjistí, že v bytě vzrůstá vlhkost a roste nebezpečí vzniku plísní. Vzduch je vydýchaný a zvyšuje se koncentrace CO2. Takže potřebuje větrat. Když otevře okno, energie a peníze, za které ohřál vzduch uvnitř, „vyletí“ oknem ven. Zavede řízené větrání s rekuperací. Rekuperace ale vzduch zejména v zimě vysušuje. Zavede tedy vlhčení vzduchu. Možná doplní i ionizátor vzduchu. Aby úbytek tepla nebyl tak velký, zavede zónovou regulaci topení a nastaví v každé místnosti jinou požadovanou maximální teplotu. Už nyní má poměrně dost zařízení, která je nutné koordinovat a řídit.   Přijde léto a vlastník domu zjistí, že díky teplu od osob, od chladničky, od vaření, od televize nebo od počítače roste uvnitř teplota, kterou zateplený dům nepustí ven, přičemž pouhým větráním při venkovních teplotách +30 °C se teplota uvnitř nesníží. Zavede tedy chlazení a klimatizaci. Rekuperační jednotka šetří i v létě, kdy odběrem tepla vzduch uvnitř domu ochlazuje (obr. 2). Potom zjistí, že klimatizační jednotka obzvláště ve slunné dny pracuje téměř neustále. To proto, že přes prosklené plochy dovnitř dopadají sluneční paprsky a zahřívají interiér. Nainstaluje venkovní žaluzie a ve slunečných dnech je zatáhne. Interiér se tak zbytečně neohřívá a klimatizace nemusí pracovat tak dlouho. Zatažené žaluzie ovšem do místnosti nepustí denní světlo, takže zapne umělé osvětlení – řízené chytrou elektroinstalací. Tedy stmívané a spínané ve skupinách podle scén a scénářů nebo řízené na konstantní hodnotu osvětlení na pracovním stole.   Řešení energetické náročnosti domácnosti V moderním domě je běžné měření energií, resp. přenos hodnot z elektroměrů, vodoměrů a plynoměrů do centra, a jejich zobrazení tak, aby byly neustále na očích. Pohled na vývoj hodnot spotřeby s nainstalovanými zařízeními však nikoho neuklidní. Pohony ventilátorů a čerpadel, osvětlení, byť úsporné, vlhčení, chlazení, klimatizace atd. si svůj díl elektřiny vezmou. Ve snaze dosáhnout peněžních úspor vlastník domu hledá, jak snížit platby za elektřinu. Zkusí tedy řídit spotřebiče a spotřebu tak, aby se přesunula do oblasti nízkého tarifu. Paralelně zkusí změnit dodavatele elektřiny. Po kolečku přechodů k levnějším obchodníkům se vrátí k původnímu, protože i ten začne nabízet podobné výhody jako jiní. A jde dál. Začne uvažovat o vlastní elektrárně a o soběstačnosti, alespoň částečné.   Nakoupí fotovoltaické panely (obr. 3). Podle nové legislativy může vlastník domu nainstalovat špičkový výkon až 10 kW, tj. přibližně čtyřicet panelů, aniž by se musel stát podnikatelem, ale nesmí do sítě pustit žádné přetoky. Vše si musí spotřebovat doma za vlastním elektroměrem. Použije tedy řízení okamžité spotřeby podle okamžité výroby vlastní energie, která se stala plně závislou na počasí. Která zařízení v domě takové řízení vůbec umožní? Pračka, lednička, žehlička, vařič nebo televize to jistě nebudou. Nelze je zapínat a vypínat podle toho, jak zrovna plynou mraky nad domem, ale tehdy, když jsou třeba. Brzy zjistí, že když slunce svítí, jsou všichni mimo dům a spotřeba je minimální. Reálná spotřeba domu nastává ráno a večer, tedy v době, kdy slunce ještě nebo již nesvítí naplno. Zkusí přebytky z fotovoltaické soustavy přeměnit zpět na teplo a začne ho akumulovat v bojleru. Velmi dobře lze v létě trvale puštěnou klimatizací akumulovat chladný vzduch, má-li dům vůbec konstrukci, která nějakou akumulaci dovolí. I tak ale má přebytky, které přes den nemá kde uplatnit. Buď nastaví měnič tak, aby nedodával tolik elektřiny, nebo si pořídí bateriové úložiště (obr. 4). A začne přemýšlet, jak ho vlastně využít. Ke snížení špiček v odběru ze sítě a použití jističe pro menší jmenovitý proud? K zajištění elektřiny i v době výpadku sítě? Pak potřebuje vybavení schopné udržet ostrovní provoz. Začne sledovat předpověď počasí. Podle toho může přes noc vybít nebo si ponechat více energie na následující den pod mrakem, kdy by mohl nastat výpadek sítě.   Další zařízení, která směřují do domů a do správy hospodaření s energiemi (managementu energií) v nich, jsou elektromobily. Mohou za určitých okolností sloužit podobně jako stacionární baterie, lze je nabíjet přes noc doma ze sítě nebo přes den i z fotovoltaické soustavy. Jejich primárním účelem je být na cestách, a tak se často nabíjejí mimo vlastní dům. Někdy mohou přivézt domů i přebytek energie, která může být využita třeba i jako záloha při výpadku sítě. Řízení nabíjení a využití elektromobilů je dalším tématem pro využití předpovědi, tentokrát nejen počasí, ale i plánovaných cest na nejrůznější vzdálenosti.   Srovnání domácí a průmyslové automatizace Naznačený scénář je jeden z mnoha možných. I při volbě stejných typů zdroje energií a spotřebičů se budou dvě domovní instalace lišit přinejmenším velikostí, a tedy jinou mírou potřeb zdrojů, jinými prioritami uživatelů, jinou strategií řízení, a tudíž i jinou mírou dosažitelných úspor. Do komplexu domácí automatizace vstupují i další systémy, které s domácí automatizací bezprostředně souvisejí: zabezpečovací systém, kamerový systém a interkom, přístupový systém, ovládání vrat (i těch garážových), zavlažovací systém, bazény, meteostanice, ozvučovací systém, videopřehrávač, asistenční technika pro handicapované.   Každý z nainstalovaných systémů dnes jistě má svoji vlastní aplikaci ke stažení do mobilního telefonu, aby jej bylo možné dálkově ovládat. Zvládne však člověk vše každý den ze svého telefonu ovládat, řídit, natož optimalizovat? Má každý člověk, tedy i většina laiků v populaci, optimální intuici a dost času během dne, aby vše prostřednictvím svého mobilu nastavil podle měnícího se počasí, podle aktuálních tarifů nebo podle topného faktoru tepelného čerpadla, měnícího se v závislosti na venkovní teplotě?   V domě vše souvisí se vším a nalézt optimum nemusí být vždy jednoduché. Snese domácí automatizace nějaké srovnání s průmyslovou? Je to jednodušší disciplína? Je v moderních domech stále ještě méně instalovaných řídicích systémů než v průmyslu nebo ve velkých budovách? Nebo jejich míra už dosáhla takové úrovně složitosti, že praktik i teoretik s průmyslovou praxí mají co dělat, aby našli v takové vícerozměrné soustavě optimum pro všechny obyvatele domu?   Uvedená úvaha vychází z poznatků a ze zpětných vazeb od zákazníků, kteří v domech používají volně programovatelný systém Tecomat Foxtrot. Ten je známý čtenářům časopisu Automa jako průmyslové PLC. Firma Teco jej doplnila a průběžně doplňuje o softwarové funkce a hardwarové moduly, které jsou využitelné jak v průmyslové, tak i v domácí automatizaci. Dává tak praktikům v průmyslu do ruky nástroj, s nímž se mohou pustit i do projektů domácí automatizace bez překonání bariéry přechodu na jiný systém. Foxtrot je přímo napojitelný na internet, má svůj vlastní webový server, komunikační službu TecoRoute a schopnost přímo zapisovat do cloudových databází, jakou je třeba Microsoft Azure, i číst z nich. Stává se tak užitečným nástrojem i pro firmy a odborníky z oboru informatiky, kteří vedeni kampaní IoT (Internet of Things – internet věcí) se začínají poohlížet po zdrojích dat, resp. obousměrných zařízeních komunikujících v reálném čase, nad jejichž daty by uplatnili své zkušenosti z „business inteligence“ provozované nad databázemi v cloudu.   Závěr Uvažujete-li o rozšíření svých aktivit z průmyslové automatizace i do oblasti automatizace domácí, vězte, že i zde naleznete mnoho složitých technických výzev k řešení. I výzev, které jsou nové a zatím neřešené. Vězte, že je na trhu systém Tecomat Foxtrot vycházející z norem a zvyklostí průmyslové automatizace, který zároveň nabízí plnou podporu pro specifické systémy a instalace v domech. Systém, který je nejflexibilnější na trhu, protože si neklade omezení z předurčenosti pouze pro domácí nebo pouze pro průmyslovou automatizaci. Uvažujete-li o přesahu do domácí automatizace, připravte se však na jiný typ zákazníků. Budou to na rozdíl od průmyslových zákazníků, kteří jsou schopni předem zformulovat zadání, většinou laici, s nimiž musíte mít trpělivost při specifikaci požadavků, dále při průběžných změnách zadání i při dlouhodobém poprodejním vztahu. Při úpravách či rozšiřování instalace v domácnosti podle toho, jak se v čase mění život obyvatel domu. Vězte, že se můžete stát i něčím podobným, jako byl dříve rodinný lékař, který znal všechny členy rodiny, všechny jejich neduhy a byl schopen se podívat na zdraví celé rodiny jako na celek. I správa a údržba moderního chytrého domu vyžadují podobný celostní pohled. Odborníci firmy Teco to vědí a svými produkty vás v tom trvale podporují. Fotovoltaika na střeše rodinného domu si vynucuje další specifické řídicí algoritmy. Zvládne je každý laik? Nebo je to úloha pro profesionály? Ing. Jaromír Klaban, Teco a. s.  Obr. 1. Chytrý dům je nejen elegantní, ale i plný technických zařízení, která se vzájemně o4vlivňují Obr. 2. Vnitřní prostředí je třeba udržovat zdravé – jedno ze zařízení pro řízenou výměnu vzduchu s rekuperací se v nízkoenergetických domech stalo nutností Obr. 3. Fotovoltaické panely na střeše rodinného domu si vynucují další specifické řídicí algoritmy – zvládne je každý laik, nebo je to úloha pro profesionály? Obr. 4. Na veletrhu Amper bylo ve stánku Teco předvedeno kompletní bateriové uložiště Homegrid s hybridním měničem Studer firmy Solární panely.cz, řízené PLC Foxtrot nabitým pokročilou řídicí technikou

Řídicí systém mobilního simulátoru deště

Ondřej Nývlt, Petr Kavka   Článek po úvodním popisu principů činnosti simulátoru deště a významu tohoto zařízení pro analýzu vodní eroze půdy podrobně informuje o výsledcích dosažených v první etapě modernizace mobilního simulátoru deště provozovaného Fakultou stavební ČVUT v Praze. Pozornost je věnována zejména novému řídicímu systému tohoto zařízení. Jsou uvedeny mj. první výsledky získané při ověřovacích zkouškách modernizovaného simulátoru v polních podmínkách a naznačeny směry dalšího rozvoje nového řídicího systému.   This paper describes in its first part a principle and an importance of a rainfall simulator for an analysis of soil erosion. In its main part the paper presents results which were achieved during the first phase of modernisation of the mobile rainfall simulator operated by Faculty of civil engineering at CTU in Prague. Attention is paid especially to a new control system of the simulator. The first results obtained at field tests of the modernised simulator as well as planned future extensions of its new control system are also included.   1. Úvod a motivace K vodní erozi půdy dochází v důsledku rozrušování povrchu půdy dešťovými kapkami a následného odnosu půdy povrchovým odtokem. Splavovaná svrchní a zároveň na živiny nejbohatší vrstva půdního krytu poté zanáší další části krajiny, včetně vodních toků či nádrží, a často tak poškozuje i lidská sídla a stavby. Jde o přírodní proces, který je obtížné sledovat, protože je závislý na příčinné dešťové srážce. Přirozeně se vyskytující intenzivní deště jsou velmi variabilní co do intenzity a vyskytují se náhodně. Proto je pro potřeby lokálních měřítek nahrazován přirozený déšť umělým s použitím simulátorů deště (jinak také dešťový simulátor – DS), využívaných po světě již déle než 50 let. Simulátory deště se využívají jak v laboratorních podmínkách, tak i přímo v terénu. Jejich hlavní předností je schopnost poměrně pohotově získat potřebné údaje (bez nutnosti čekat na přirozený déšť) za relativně stejných podmínek. Experimenty v laboratoři, při nichž lze detailně a opakovatelně sledovat mnoho půdních i odtokových charakteristik, lze při sledování vlivu vegetace využít jen omezeně [1].   Simulátory deště se kategorizují především podle svých rozměrů a způsobu použití a také podle principu tvorby kapek. Principů generování deště se používá mnoho, v základě se dělí na pulzní a kyvné.   Princip kyvných simulátorů spočívá v pohybu ramene, kdy je intenzita deště dána počtem kyvů ramene nad postřikovanou plochou. Předností je stabilní průtok, nedostatkem je větší spotřeba vody, která je u velkých zařízení a při použití v terénu limitující.   U pulzních simulátorů se požadované intenzity deště dosahuje otevíráním a zavíráním přívodu vody do trysek. Jde o systém náročnější na ovládání, neboť každou trysku je třeba ovládat zvlášť. Z hlediska udržení stálého tlaku vody v zařízení je nutné „spínat“ jednotlivé trysky v jejich těsné blízkosti. Při spínání po sekcích vzniká zpoždění a tlak vody v trysce nabíhá pomalu. Z hlediska generování umělého deště je důležité přesně udržovat kinetickou energii kapek, intenzitu a rovnoměrnost deště. Kinetická energie kapek, která je hlavním činitelem rozrušování půdních agregátů, je závislá na hmotnosti (velikosti) kapek a rychlosti jejich dopadu do půdy.   Katedra hydromeliorací a krajinného inženýrství Fakulty stavební ČVUT v Praze (FSv ČVUT) provozuje od roku 2001 halový simulátor deště [2] a následně také mobilní simulátor, který je využíván pro potřeby různých projektů od roku 2011 [3]. Hlavním úkolem mobilního simulátoru je provést erozní experiment, jehož základem je měření průběhu povrchového odtoku a množství erodovaného materiálu v čase. V roce 2015 bylo přijato rozhodnutí dosavadní mobilní simulátor kompletně zrenovovat a zmodernizovat, pokud jde o akční členy, pohon, rozvody vody a řídicí systém. Na realizaci nového řídicího systému se podílela firma Feramat Cybernetics, s. r. o. Jeho základem je modulární programovatelný automat WAGO-I/O-System 750, jehož jádrem je procesorová jednotka PFC 750-8202. Projekt modernizace simulátoru se skládá z několika etap – v první bylo renovováno zařízení a nainstalován nový řídicí systém, který umožňuje řídit a sledovat provozní veličiny simulátoru (průtok vody, sekvence otevírání trysek atd.) při použití bezdrátového uživatelského ovládání prostřednictvím PC, tabletu nebo inteligentního mobilního telefonu. Rozváděč řídicího systému byl záměrně naddimenzován, protože v dalších etapách bude sestava simulátoru deště rozšiřována o různé snímače hydrologických veličin, jejichž údaje se budou zaznamenávat do souborů na paměťovou kartu SD v procesorové jednotce PFC programovatelného automatu (PLC) pro pozdější zpracování. Do budoucna se např. připravuje přímé měření a kontinuální záznam průtoků v měrném žlabu, vlhkosti půdy a srážek.   2. Současný mobilní simulátor deště FSv ČVUT   2.1 Konstrukce simulátoru Samotné uspořádání mobilního simulátoru deště FSv ČVUT (dále jen „simulátor“, popř. „zařízení“) je podřízeno potřebám snadného ovládání a častého použití v terénu (obr. 1). Sada trysek je nesena na rozkládacím rameni z příhradové konstrukce s podporami. Délka ramene v rozloženém stavu je 10 m, takže je dosaženo rozměrů postřikované experimentální plochy 10 × 2 m. Experimentální plocha je po obvodu ohraničena plechovou bariérou dole ukončenou koncentračním plechovým sběračem ve tvaru trychtýře, který sbírá povrchový odtok se splaveninami do nádoby nebo jiného měřicího a vzorkovacího zařízení. Úkolem při modernizaci bylo mj. nastavit počet a vzdálenost postřikovacích trysek tak, aby experimentální plocha byla postřikována s co možná největší plošnou homogenitou. Tím nutně vznikají přestřiky do stran, kde je intenzita postřiku menší, což znamená větší požadavky na množství vody pro jednotlivý každý experiment, protože je jen zčásti využita k vlastnímu měření v mezích experimentální plochy.   Nejdůležitějším parametrem při měření s použitím simulátoru deště je, kinetická energie kapek, závisející jednak na pádové výšce kapek a jednak na jejich velikosti, která je dána typem trysky a zároveň tlakem vody v zařízení (dále jen „tlak“). Tlak je základním provozním parametrem každého simulátoru deště s tryskami, takže je důležité ho během měření udržovat konstantní a garantovat, že bude tentýž i při opakování měření. Nastavovat požadovanou intenzitu deště je vhodné nikoliv změnou tlaku v trysce, která by ovlivnila charakter deště, ale přerušováním výtoku z trysky při použití předřazeného elektromagnetického ventilu. Ventily u jednotlivých trysek jsou řídicím systémem otevírány a uzavírány v předem určeném naprogramovaném pořadí a intervalech. Za účelem minimalizovat rázy v rozvodu vody a udržet tak co možná homogenní výtok z trysek se u současných konstrukcí simulátorů používá střídavé otevírání a uzavírání stejně početných skupin trysek tak, aby průtokové poměry v rozvodu vody byly co možná stálé.   Vzhledem k potřebě garantovat stabilní charakteristiky vytvářeného deště byla provedena analýza dřívějších kalibračních měření jak z hlediska rovnoměrnosti postřiku, tak i z hlediska kinetické energie kapek. Výsledky analýz ukázaly potřebu poměrně zásadně obnovit dosavadní simulátor.   V původní sestavě simulátoru byly zapojeny čtyři trysky ve vzdálenostech 2,4 m od sebe. Ty byly v roce 2015 nahrazeny celkem devíti tryskami zapojenými ve skupinách po třech. Účelem je dosáhnout lepší rovnoměrnosti postřiku při menším provozním tlaku (při návrhových intenzitách deště okolo 60 mm/h) a také větší variability nastavení charakteristik deště (zejména prostorové i časové homogenity). Trysky jsou typu Spraying System WSQ 40 [4] a jejich vzájemný odstup je 1,2 m.   Standardní délka měřicí plochy byla stanovena na 8 m, zbylý postřikovaný prostor je využíván k umístění srážkoměru a k měření na menší postřikované ploše s rozměry 1 × 1 m, využívané k měření eroze působené výhradně plošným odtokem (tzv. mezirýžková eroze). Současnou konfiguraci trysek simulátoru a umístění experimentálních ploch vzhledem k tryskám ukazuje náčrtek na obr. 2, pohled na postřikovací rameno simulátoru připravované k měření je na obr. 3 (před zakrytím ochrannými plachtami).   Původní elektricky poháněné čerpadlo napájené z mobilní elektrocentrály bylo při modernizaci nahrazeno čerpadlem o výkonu 120 l/min poháněným zážehovým benzinovým motorem. Výkon tohoto čerpacího soustrojí je dostatečný k vyrovnání ztrát v potrubí i k dosažení maximální teoretické intenzity srážek 130 mm/h. Při standardním měření se předpokládá intenzita srážek 50 až 70 mm/h.   Celé zařízení je transportováno ve složeném stavu na přívěsném vozíku za automobil. Vedle konstrukce postřikovacího ramene jsou součástmi sestavy simulátoru nádrž na vodu o objemu 1 000 l, rozváděč s vlastní řídicí jednotkou a již zmíněné výkonné čerpací soustrojí.   2.2 Hardware řídicího systému Nový řídicí systém simulátoru se skládá z hardwarových komponent tří typů: akčních členů, snímačů a vlastního řídicího systému. Jako akční členy jsou použity: solenoidové ventily (jeden pro každou trysku, tj. devět kusů celkem, každý s proudovým odběrem 1,1 A), fyzicky propojené do tří skupin (1+4+7, 2+5+8, 3+6+9); přivedením napětí 12 V DC ventil otevírá přívod vody do trysky; najednou mohou být aktivované všechny ventily, a je tedy nutné dostatečně dimenzovat napájecí zdroj, regulační ventil značky Arag, udržující konstantní tlak v zařízení; ovládá se signálem ±12V DC, kdy polarita přivedeného signálu určuje směr pohybu kuželky ventilu, ventil hlavního obtoku, také značky Arag, přes který jde voda z čerpadla ke zmíněnému regulačnímu ventilu; ovládán je signálem ±12 V DC, kdy polarita určuje směr pohybu, při době přejezdu z úplného otevření do úplného zavření asi 1,2 s, dvoupolohový ventil značky Bragila, umístěný za regulačním ventilem a ovládající obtok přívodu vody do trysek; je ovládán připojením/odpojením napětí 12 V DC (obr. 4).   Ze snímačů je prozatím zapojen pouze snímač tlaku DMP 331 od firmy BD Sensors s proudovým výstupem, který měří tlak v hadicích na rameni u trysek a poskytuje základní údaj pro zpětnovazební regulaci.   Hardware vlastního řídicího systému tvoří jednotky modulárního systému WAGO-I/O-System 750 (PLC, karty I/O, napájecí zdroje) v sestavě: procesorová jednotka WAGO PFC 750-8202 s ethernetovým portem Ethernet (obr. 5), karta DO (8×) WAGO 750-530 ke spínání relé a ovládání akčních členů, karta DI (8×) WAGO 750-430 s napojeným tlačítkem umístěným na dveřích rozváděče, karta AI 0 až 20 mA (4×) WAGO 750-453 s napojeným snímačem tlaku, zdroje napájení WAGO 787-1631 12 V DC (15 A) a WAGO 787-1606 24 V DC (2 A).   Vedle zmíněných komponent řídicí systém ještě obsahuje nutnou „bižuterii“ v podobě relé, jističů či ochran a také směrovač (router) WiFi, který vytváří malou lokální síť, do které je zapojena jednotka PFC, a díky němuž lze celé zařízení bezdrátově ovládat z tabletu/PC. Pohled na řídicí rozváděč simulátoru je na obr. 6.   2.3 Požadavky při simulování deště   2.3.1 Základní úlohy řídicího systému Z požadavků kladených v simulátoru na řídicí systém jsou nejdůležitější rychlost nastavení požadovaných parametrů deště a garance udržení provozních hodnot parametrů simulátoru v požadovaných mezích. Základní čtyři úlohy požadované od řídicího systému simulátoru lze formulovat takto: Udržovat během aktivního chodu simulátoru konstantní tlak v potrubí přivádějícím vodu z nádrže přes čerpadlo do trysek, z nichž proudí voda stále pod stejným tlakem nezávisle na počtu otevřených trysek. Zaručit bezpečné spuštění a ukončení činnosti zařízení tak, aby při uzavření trysek tlak vody nepoškodil přívodní hadice. Čerpací soustrojí vhánějící do potrubí vodu z nádrže lze totiž ovládat pouze manuálně a jeho výkon nelze řídit ani je nelze vypnout z PLC. Scénáře chodu trysek simulátoru musí být začleněny přímo do programu procesorové jednotky PFC. Zaručit automatický chod simulátoru tak, aby operátor nemusel složitě nastavovat parametry zařízení a aby ho stačilo jen rychle zaškolit. Operátor by měl simulátor ovládat bezdrátově z notebooku nebo tabletu. 2.3.2 Regulace tlaku vody (úloha ad 1) Udržovat tlak v potrubí vedoucím vodu od čerpadla ke tryskám na určité nastavené konstantní hodnotě je zcela zásadní požadavek.   Za tím účelem jsou v regulační smyčce zapojeny snímač tlaku, umístěný na postřikovacím rameni simulátoru, a regulační ventil. Nepříjemné na regulačním ventilu je, že je jednak ovládán polaritou (tj. pokud není přivedeno napětí, zůstává ve stálé poloze; je-li přivedeno +12 V, pohybuje se na jednu stranu, je-li přivedeno –12 V, pohybuje se na druhou), takže je třeba správně zapojit dvojici relé, a jednak neposkytuje žádnou zpětnou vazbu o poloze svého činného prvku či o dosažení konce rozsahu. Není tedy známo, nakolik je otevřený, a jeho otevření nelze nastavit na konkrétní hodnotu např. 25 %. Dopředná regulace tedy nemá smysl a je nutné využít zpětnou vazbu ze snímače tlaku. Vlastní regulační algoritmus využívá empiricky naladěnou strategii založenou na pravidlech (rule-based), kdy je ventil po krocích otevírán/zavírán podle vzdálenosti aktuální hodnoty tlaku od hodnoty požadované. Podle měření v terénu je tento regulátor tlaku zcela funkční, doba ustálení tlaku je přiměřeně krátká a hodnota tlaku setrvalá. Funkce regulace tlaku se zapíná pouze v okamžiku, kdy je otevřena alespoň jedna tryska. Jestliže jsou všechny trysky zavřeny, regulace se vypne (regulační ventil zůstane v poloze, kde právě skončil) a aktivují se obtoky (bypass).   2.3.3 Bezpečné spuštění a ukončení činnosti simulátoru (úloha ad 2) Pro účel blokace vstupu vody do potrubí je simulátor opatřen dvěma obtoky. Prvním je hlavní ventil, který přivádí vodu k regulačnímu ventilu a který také může sloužit jako obtok. Jeho uzavřením se tedy zcela zamezí vstupu vody do zařízení. Druhým obtokem je ventil uzavírající vstup do ramene s tryskami. Tento obtok je nutné aktivovat v případě, že se všechny trysky uzavřou a voda pod tlakem by neměla kam odtékat. První z uvedených obtoků představoval stejný problém s přepínáním polarity napájení jako regulační ventil. Vzhledem k tomu, že řídicí systém není trvale napájen, obtoky se při zapnutí napájení, po dobu, než začne fungovat jednotka PFC, nacházejí v „bezpečném“ stavu, tj. zapojení relé při stavu „logická 0“ odpovídá aktivovaným obtokům. Navíc je na dveřích rozváděče spolu s hlavním vypínačem napájení celého zařízení i přepínač, který teprve po nastavení do polohy „zapnuto“ povolí zapnout regulaci. Při přepínači v poloze vypnuto jsou aktivovány všechny obtoky a trysky jsou zavřeny (tzn. bezpečný stav). Správný postup obsluhy je tedy takový, že před vypnutím napájení nejprve přepne přepínač do polohy vypnuto a počká, až se přestaví ventily. Obdobně je třeba při zapnutí napájení nejprve vyčkat, poté přepínač přepnout do polohy zapnuto a teprve následně lze spustit scénář chodu trysek. Stav přepínače je indikován na operátorském rozhraní simulátoru (viz obr. 7).   2.3.4 Scénáře chodu trysek (úloha ad 3) Pouze regulace na vybranou hodnotu tlaku pro správný chod simulátoru nestačí. To je jen základní funkce, bez které simulátor nemůže fungovat. Pro účely správného vedení experimentů je dále nutné realizovat patřičné scénáře chodu trysek, podle nichž se v závislosti na čase automaticky otevírají/zavírají příslušné postřikovací okruhy, takže operátor nemusí řídit experiment ručně za použití stopek. Experti z FSv ČVUT navrhli pět scénářů, které splňují jejich požadavky, a tyto scénáře byly zahrnuty do řídicího programu PLC PFC. Uživatel pouze zadá délku pauzy a dobu, po kterou mají být otevřeny trysky, a aktivuje vybraný scénář. Ten se pak se zadanou pauzou periodicky opakuje až do deaktivace obsluhou.   2.3.5 Automatický chod simulátoru (úloha ad 4) Ovládání simulátoru musí být intuitivní – uživatel musí být zbaven starostí o chod regulace. Proto byl přímo na webovém serveru jednotky PFC vytvořen jednoduchý vizualizační program, který je po připojení na síť WiFi řídicího systému dostupný z libovolného webového prohlížeče s podporou jazyka Java nebo při použití aplikace WAGO WebVisu-App pro operační systémy Android a iOS. Základní operátorské zobrazení funguje jako rozcestník s odkazy také na servisní okna, v nichž lze kompletně manuálně ovládat všechny akční členy simulátoru (obr. 7) nebo spravovat parametry jednotlivých funkcí, např. zpracování dat ze snímače, filtrace dat, záznamníku dat (datalogger), regulace atd. Servisní okna běžný operátor nepoužívá.   Nejdůležitějším zobrazením pro běžného operátora simulátoru je položka scénáře (obr. 8), kde vybere jeden z předem připravených scénářů, navolí délky úseků (tj. dobu otevření trysky a délku pauzy), zapne/vypne logování a aktivuje/deaktivuje chod scénáře. Nic víc nepotřebuje ovládat, ostatní se děje automaticky. Když zapne logování, jsou každou sekundu ukládány údaje o tlaku vody, aktivitě trysek (tj. otevřena/zavřena) a vybraném scénáři do souboru csv na kartě SD jednotky PFC. Data lze přímo prostřednictvím webového prohlížeče sledovat v programu Dataplotter, nainstalovaném v jednotce PFC, či si je stáhnout do PC.   3. Zkušenosti z praxe Modernizovaný simulátor, včetně nového řídicího systému, je od druhé poloviny roku 2015 využíván v rámci projektů výzkumu eroze a povrchové a podpovrchové hydrologie. Možnost rychle nastavit a korigovat hodnoty vstupních veličin, kterou nabízí, je důležitá především z hlediska výzkumu vlivu vegetace na erozi a povrchový odtok, kdy je základem metodiky porovnání měření vykonaného na vzorku s vegetací se vztažným měřením provedeným na udržovaném úhoru. Důležité pro obě měření je nastavit a v průběhu experimentu udržet konkrétní tlak vody. Možnost nastavit sekvenci srážek o různých intenzitách je důležitá jednak při replikaci přirozených srážek a jednak při ověřování odezev návrhových hydrogramů, což bude předmětem zájmu v budoucnu.   Možnost použít bezdrátové ovládání prostřednictvím tabletu nebo mobilního telefonu přes síť WiFi se ukázala jako velmi užitečná vzhledem k tomu, že je možné zároveň vizuálně sledovat průběh měření i ovládat zařízení, popř. na dálku sledovat a řídit jeho chod.   Inovovaný simulátor deště musel být vyzkoušen, aby se ověřilo, zda produkuje umělý déšť požadovaných parametrů s potřebnou přesností. Určujícím parametrem je přitom index rovnoměrnosti, tzv. CU-index [5]. Část výsledků rozšířených měření prostorového rozložení umělého deště při stabilním nastavením tlaku vody uskutečněných na hotovém zařízení je pro ilustraci uvedena v tab. 1.   Z údajů v tab. 1 je patrné, že jednotlaký scénář č. 3 (schéma trysek 3) s průměrnou intenzitou srážek 50 mm/h produkuje velmi vhodné a stabilní pokrytí deštěm (CU-index = 82,9 %) se směrodatnou odchylkou intenzity 16 %. Při zařazení pauzy do schématu lze při zachování rovnoměrnosti dosáhnout intenzity srážek 40 mm/h. Jednotlaký scénář č. 4 (schéma trysek 2) produkuje větší intenzity srážek, se kterými by bylo možné zařazením pauzy dosáhnout požadované intenzity od 50 do 100 mm/h. Rovnoměrnosti jsou stále na velmi dobré úrovni (CU-index nad hranicí 80 %). Relativní směrodatná odchylka intenzity je ve všech případech téměř stejná. Lze tedy konstatovat, že s novým zařízením je možné dosáhnout libovolné intenzity srážky od 20 do 150 mm/h s dostatečnou přesností a se zachováním uspokojivé rovnoměrnosti po ploše.   Uvedené tvrzení bylo prokázáno a ověřeno měřením průtoků jednotlivými tryskami a měřením na plachtě po celé pracovní ploše. K nastavení intenzity deště již není nutné měnit tlak v zařízení, což v minulosti negativně ovlivňovalo jeho další parametry. Změny je nyní dosaženo stanovením doby otevření jednotlivých sekcí trysek a délky vložené pauzy bez deště. Novým zařízením se dosahuje lepšího pokrytí okrajů plochy (v podélném směru) deštěm, jeho chod je stabilní a automatizovaný.   Stabilitu tlaku v zařízení a v rozložení intenzity deště v čase lze posoudit na záznamu z experimentu ověřujícího vlastnosti modernizovaného zařízení na obr. 9. Na začátku záznamu je patrný přechodový úsek, kdy se tlak v potrubí nastavuje na požadovanou hodnotu. Dále je během celé simulace tlak konstantní až po pokles hodnot zaznamenaný na závěr po vypnutí simulátoru. Z grafu na obr. 9 je rovněž patrný vyrovnaný průběh intenzity deště, přičemž záznam minutové intenzity deště H je velmi podrobný a nad rámec možností používaného člunkového srážkoměru.   Pro porovnání se současným stavem je na obr. 10 ukázán průběh tlaku před zavedením nového řídicího systému se zpětnou vazbou ze snímače tlaku. Hodnoty tlaků zde vykazují během měření značnou variabilitu a velmi kolísá i intenzita deště.   4. Závěr a další vývoj V současnosti je úspěšně završena první etapa projektu modernizace mobilního simulátoru deště FSv ČVUT, tj. návrh a realizace jeho základního řídicího systému po stránce jak hardwaru, tak i ovládacího softwaru, uživatelského rozhraní s použitím vizualizace a zpětnovazební regulace tlaku. Chod simulátoru je vyladěn, takže uživatel nemusí nastavovat žádné parametry. Operátor jen vybere schéma, nastaví doby trvání deště a pauzy a zapne/vypne logování. Systém je úspěšně vyzkoušen v praxi v polních podmínkách, přičemž se dostalo velkého uznání jeho vizualizaci fungující na jakémkoliv tabletu i inteligentním telefonu s operačním systémem Android. Hlavní přínos spojení řízení se zaznamenáváním dat spočívá v tom, že lze opustit dosavadní praxi, kdy bylo nutné zaznamenávat naměřené hodnoty ručně nebo s použitím autonomních záznamníků dat a následně srovnávat časy pořízení apod., tedy postupovat způsoby náchylnými ke vzniku chyb.   Projekt simulátoru není z pohledu automatizace a snímací techniky uzavřen a vstupuje do další etapy, kdy je plánováno přidání dalších čidel a převodníků. K tomuto má modernizovaný řídicí systém simulátoru velmi dobré předpoklady: dostatečně dimenzovaný rozváděč, možnost přidat další karty I/O ze systému WAGO-I/O-System 750, a především záznamník dat vestavěný v jednotce PFC, který poskytuje přesně tu integrující funkci, která předchozí verzi simulátoru chyběla. Po připojení nových snímačů k řídicímu systému se jejich výstupní údaje budou automaticky logovat synchronně s časem a s ostatními údaji, jako jsou tlak, vybraný scénář či aktivované trysky. Analytik si pak snadno stáhne soubor typu CSV z jednotky PFC prostřednictvím WiFi k následnému zpracování a vyhodnocení měření v kanceláři.   V plánu je především připojení ultrazvukového převodníku polohy hladiny Banner U-GAGE S18U, kdy z naměřených hodnot bude možné vypočítat průtok. Dále je v plánu připojení srážkoměru s funkcí ověření bodové hodnoty srážky a náhrada v současnosti využívané sondy vlhkosti půdy ThetaProbe ML2x se speciálním výstupním signálem 0 až 1 V novým snímačem vlhkosti se standardním výstupem na 0 až 20 mA, přímo připojitelným k dosavadní kartě I/O WAGO 750-453. Rovněž se uvažuje o integraci komunikačního standardu SDI-12, v tuzemsku nepříliš známého, což je speciální sériová komunikační sběrnice vyvinutá v USA koncem 80. let minulého století k současnému připojení až 62 různých snímačů parametrů okolního prostředí. K tomu bude nutný převodník SDI-12/RS-232, který umožní připojit sběrnici SDI-12 k řídicímu systému prostřednictvím portu RS-232 vestavěného v jednotce PFC.   Pokud jde o software, je naplánováno přidat další scénáře a dále pokročit v automatizaci chodu celého simulátoru tak, aby zaškolení obsluhy bylo co nejsnazší. Cílem je omezit roli obsluhy při výběru intenzity deště, popř. některé ze sekvencí dešťů v případě variabilní srážky (uživatel jen zadá, jakou chce intenzitu deště, a systém sám vybere scénář s potřebnými parametry).   Poděkování Příspěvek vznikl s podporou v rámci projektů NAZV QJ1520265 Vliv variability krátkodobých srážek a následného odtoku v malých povodích České republiky na hospodaření s vodou v krajině a NAZV QJ1530181 Metodika stanovení hodnot C faktoru pomocí simulátoru deště.   Literatura: [1] ISERLOH, T. et al.: European small portable rainfall simulators: A comparison of rainfall characteristics. Catena, 2013, pp. 100–112. [2] KOLÁČKOVÁ, J. et al.: Výzkum půdní eroze pomocí laboratorního dešťového simulátoru. In: Sborník konference Workshop 2002 Extrémní hydrologické jevy v povodích, pp. 73–78. [3] KAVKA, P. et al.: Modernizace a kalibrace mobilního dešťového simulátoru. Stavební obzor, svazek 05/2013, pp. 137–142. [4] STRAUSS, P. et al.: Rainfall Simulation for Outdoor Experiments. In: Current research methods to assess the environmental fate of pesticides, 2000, pp. 329–333. [5] CHRISTIANSEN, J.: Irrigation by Sprinkling. California Agricultural Experiment Station, 1942, Bulletin No. 670.   Ing. Ondřej Nývlt, Ph.D. (nyvlt@feramat.com), Feramat Cybernetics s. r. o., Ing. Petr Kavka, Ph.D., Fakulta stavební ČVUT v Praze   Obr. 1. Mobilní simulátor deště FSv ČVUT v terénu Obr. 2. Schéma nového (2015) rozložení trysek při nejčastěji využívaném měření dvou postřikovaných ploch (1 × 1 m a 8 × 2 m) Obr. 3. Příprava mobilního simulátoru deště k měření Obr. 4. Ventily k řízení toku vody do postřikovacího ramene simulátoru – zleva: obtok trysek na rameni, regulační ventil, hlavní ventil Obr. 5. Procesorová jednotka WAGO PFC 750-8202 Obr. 6. Sestava řídicího rozváděče simulátoru Obr. 7. Operátorské rozhraní k manuálnímu ovládání simulátoru Obr. 8. Operátorské rozhraní k ovládání scénářů Obr. 9. Časový průběh tlaku vody a minutové intenzity deště v průběhu experimentu s novým řídicím systémem (9. 7. 2015) Obr. 10. Časový průběh tlaků v potrubí a kontrolní minutové intenzity naměřené srážkoměrem – stav před instalací nového řídicího systému   Tab. 1. Rozšířené měření prostorového rozložení umělého deště (červen 2015) Číslo zkoušky Schéma trysek Qmean1) (l) CU-index (%) Naměřená intenzita srážek (mm/h) Relativní směrodatná odchylka (%) 1 schéma 1 10,65 78,9 105,8 ± 22,6 ±21 2 schéma 3 2,77 78,8 53,4 ± 10,8 ±20 3 2,97 82,9 50,3 ± 7,8 ±16 4 schéma 2 5,78 82,4 102,1 ± 16,4 ±16 5 5,60 80,8 104,5 ± 18,6 ±18

Modernizace řídicího systému energetického centra v pivovaru Staropramen

Článek popisuje projekt modernizace řídicího systému energetického centra v pivovaru Staropramen se zaměřením na úspory energie a technických médií. Cílem bylo nahradit starý systém, který už neumožňoval další technický rozvoj, a přitom z něj využít co nejvíce dosud funkčních prvků. Dalšími cíli bylo realizovat přenos dat o spotřebě energie do centrálního systému vlastníka pivovaru a umožnit vizualizaci stavu provozu a spotřeby energie prostřednictvím webových prohlížečů.  Jeden z nejvýznamnějších pivovarských koncernů, společnost Molson Coors, která na českém trhu vlastní dva pivovary – pivovar Staropramen a pivovar Ostravar –, se na konci roku 2015 rozhodl modernizovat původní monitorovací a řídicí systém energetického centra v pivovaru Staropramen na základě nejnovějších světových trendů. Jako dodavatel integrovaného systému pro monitorování a řízení energetického centra pivovaru Staropramen byla v roce 2016 v mezinárodním výběrovém řízení vybrána společnost SIDAT.  Cíle projektu Primárním cílem projektu byla náhrada systému monitorování spotřeby energií, vytvořeného na bázi produktu Energomat (od firmy Energo Dolní Benešov), a realizace některých úprav na systému řízení strojovny chlazení, které se zavedením nového řešení systému monitorování souvisely. Navzdory své nesporné dlouholeté funkčnosti bylo totiž dosavadní řešení již technicky zastaralé. Z tohoto pohledu byl problematický zejména další rozvoj systému. Překážkou byla např. obtížná integrace moderních měřidel vybavených datovou komunikací či nemožnost implementovat rozhraní na přenos energetických dat do dalších systémů, v tomto případě do korporátního systému eSight (viz dále). Dalším cílem bylo vytvoření centrálního archivačního serveru energetických a provozních dat, který by sloužil pro periodické zasílání informací do centrálního monitorovacího systému eSight vlastníka pivovaru, společnosti Molson Coors. Specifickým, avšak provozně velmi důležitým třetím cílem bylo kompletní zobrazování technologických obrazovek, zobrazování historizovaných měřených veličin a tvorba časových a poměrových reportů (ukazatelů KPI) ve webovém prohlížeči, a to jak pro platformu PC, tak pro platformu mobilních zařízení. Výchozí stav zde tvořilo měření přibližně 250 energetických veličin, jejichž měřicí body byly rozmístěny ve dvanácti lokálních sběrných jednotkách propojených běžnou kroucenou telefonní dvojlinkou. Z provozního pohledu bylo tak nutné celý dosavadní systém na bázi systému Energomat transformovat do nového systému, a to postupně, bez ztráty archivovaných dat a zejména bez ztráty dohledu nad energetickým centrem pivovaru v období před začátkem letní výrobní sezony.  Požadovaná koncepce a navržené řešení Na koncepci řešení měly podstatný vliv některé požadavky zadavatele řešení, společnosti Molson Coors. Jako hlavní archivační server pro sběr provozních dat byl stanoven real-time server iHistorian společnosti GE, pro výběr ostatních komponent řešení byly z důvodu kompatibility se stávajícími řídicími a vizua­lizačními systémy, které již v pivovaru existují, doporučeny produkty ze sortimentu automatizačních prvků společnosti Siemens. Na rozdíl od dosavadního propojení komunikační linkou RS-485 byla jako komunikační sběrnice propojující jednotlivé sběrné uzly požadována síť na platformě Ethernet. Koncepce řešení byla stanovena s přihlédnutím k těmto specifickým požadavkům a pro jednotlivé části byla navržena v souladu s aktuálními technickými a optimalizačními možnostmi. Celková koncepce řešení je na obr. 1.  Sběr dat z výrobního procesu Jednotlivé měřicí přístroje (elektroměry, průtokoměry apod.) jsou připojeny buď digitálním pulzním signálem, nebo komunikačním protokolem na bázi sítě Ethernet. Měřicí přístroje, které mají jako výstup pouze impulzy indikující spotřebované množství (elektrická energie, voda, pára, CO2 atd.), jsou připojeny do malých programovatelných automatů S7-1200, jež jsou umístěny v samostatných rozváděčích. Součástí rozváděče je také ethernetový switch, který dovoluje připojit další měřidla, jež mají přímý výstup komunikačním protokolem. Z důvodu sjednocení se používá protokol Modbus TCP. Ve vlastním PLC Simatic S7-1200 je nainstalováno standardizované programové vybavení, které umožňuje převádět pulzní signály na aktuální a kumulovanou hodnotu a dále archivuje poslední naměřené hodnoty pro eliminaci případného výpadku komunikační sítě. Současně tato nová PLC také nahradila původní vstupně-výstupní moduly systému Energomat. Byla tak zachována kompletní kompatibilita nového systému řízení a monitorování energií s výrobními řídicími systémy. Sběrná PLC jsou připojena na nově dobudované rozšíření stávající průmyslové komunikační sítě Ethernet. Tato komunikační síť propojuje řídicí systémy jednotlivých technologických celků pivovaru a nyní je určena nejen pro sběr energetických a provozních hodnot, ale také pro přenos informací o množství vyráběného piva v hektolitrech nebo popř. údajů, které jsou důležité pro výpočet energetických ukazatelů a ukazatelů KPI.  Operátorská úroveň a archivace dat Vzhledem ke kumulované funkci systému bylo nutné do systému zařadit část, která bude operátorům zobrazovat stav výroby v reálném čase a umožní realizovat funkce klasických systémů HMI/SCADA. Při analýze současných produktů a jejich možností se ukázalo, že těmto požadavkům nejlépe vyhoví standardní produkt společnosti Siemens WinCC realizovaný v několikaobrazovkové konfiguraci klient-server. Tento systém je v pivovaru používán i v jiných technologických úsecích. Na platformě tohoto produktu byly vytvořeny operátorské obrazovky pro monitorování a řízení provozu energetiky. Současně byla tato úroveň rozšířena i o obrazovky umožňující řízení čtvrthodinového maxima. Pro vlastní řízení výroby jsou použity standardní tzv. tlusté klienty. Vzhledem k požadavku na možnost sledovat data na ostatních zařízeních prostřednictvím webového portálu byla tato instalace WinCC rozšířena o modul WinCC WebUX (obr. 3), který umožňuje sledovat operátorské obrazovky prostřednictvím webového portálu. V této aplikaci byly vytvořeny zjednodušené verze obrazovek s využitím jako webový online monitor provozu technologických částí pivovaru. Současně s provozem systému WinCC a jeho webových částí se veškerá provozní energetická data archivují v systému iHistorian společnosti GE. Tento server je na dálku přístupný vlastníku pivovaru, přičemž hodnoty jednotlivých archivovaných spotřeb energií jsou z této historizační databáze periodicky přenášeny do centrálního monitorovacího energetického systému eSight. V prostředí produktu eSight je následně umožněno uživatelům sledovat energetické bilance výroby v globálním pohledu.  Serverová infrastruktura Pro serverovou infrastrukturu bylo po­užito řešení, které společnost SIDAT úspěšně implementuje již několik let. Jde o řešení, ve kterém na jednom centralizovaném serveru v prostředí virtuálních počítačů VM Ware běží všechny systémy, tedy jak server, tak i klienty systému WinCC a historizační server iHistorian GE. Toto řešení redukuje počet běžných PC, která je třeba udržovat. Je sice spojeno s vyšší vstupní investicí, z dlouhodobého hlediska však snižuje náklady na provoz a údržbu. Vizua­lizační stanice, pro něž jsou použity jednoduché terminály, na kterých není instalováno žádné speciální softwarové vybavení, se následně připojují k jednotlivým virtuálním počítačům prostřednictvím vzdálené plochy.  Integrovaný webový portál SIDAS IEM Přestože produkt eSight nabízí uživatelům značné množství funkcí pro práci s hodnotami energetických veličin, bylo třeba celé řešení rozšířit o aplikaci, která by prostřednictvím webového portálu uživateli umožňovala operativní práci s hodnotami energetických a provozních veličin, a to zejména webové online zobrazování a uživatelskou tvorbu reportů. Po důkladné analýze byl pro realizaci této úlohy zvolen vlastní produkt společnosti SIDAT s názvem SIDAS IEM. S využitím funkcí tohoto osvědčeného produktu byl pro tento projekt SIDAS IEM zkonfigurován tak, aby jako zdrojovou databázi využíval instalovanou historizační databázi GE iHistorian. Proto uživatel může prohlížet historická data uložená v databázi GE iHistorian prostřednictvím webového prohlížeče. Produkt SIDAS IEM dále uživateli nabídl možnost rozčlenit energetická měření do jednotlivých skupin podle technologických celků. Díky tomuto členění je poté možné vytvářet jednotlivé kumulované kalkulované veličiny, kterými je možné hodnotit spotřeby jednotlivých technologických celků. Tyto kumulované kalkulované veličiny lze zobrazovat formou online zobrazení nebo z nich, obdobně jako je tomu u měřených veličin, vytvářet sestavy – tzv. reporty (obr. 4). Reporty v principu představují nejdůležitější část celého řešení. Běžně je možné vytvářet reporty, které obsahují měřené základní energetické veličiny, souhrnné veličiny podle technologických celků nebo specifické kalkulované veličiny zobrazené v čase, tj. v denním, týdenním či měsíčním snímku s grafickým a tabulkovým výstupem. Součástí řešení SIDAS IEM je také možnost generovat reporty s poměrovými ukazateli, kdy reporty zobrazují energetické veličiny přepočtené na jednotky produkce jednotlivých technologických center.  Realizace projektu Projekt byl realizován v období několika měsíců. Postupně byly připojovány jednotlivé moduly původního systému Energomat na nová PLC S7-1200 a paralelně oživovány nové operátorské obrazovky v systému WinCC nebo WinCC WebUX. Současně byly stanovovány energetické veličiny v systémech GE iHistorian, SIDAS IEM a eSight. Díky spoluúčasti pracovníků pivovaru Staropramen se i přes značný rozsah projektu podařilo celý systém postupně oživit a uvést do plného provozu v první polovině roku 2016. Nyní se celý realizační tým soustřeďuje na připojování dalších energetických a provozních veličin a také na automatizované získávání veličin využívaných pro výpočty poměrových ukazatelů (KPI) z většiny technologických celků.  Hlavní poznatky, které vyplynuly z realizace projektu Celková náročnost projektu byla v rozsahu přibližně jednoho tisíce člověkohodin. Během realizace se potvrdilo, že základem úspěšného vyřešení projektu v takovémto rozsahu je zejména důsledná příprava realizačních podkladů. Dodavatel projektu se v tomto případě v první řadě soustředil na podrobnou inventuru jednotlivých měřicích bodů a související infrastruktury, v rámci níž byl původní systém sběru dat provozován. Neméně důležité bylo i vyhodnocení toho, co z dosavadního řešení bude možné využít a které části budou muset být nahrazeny. Oba tyto kroky vyžadovaly také značnou součinnost pracovníků uživatele, neboť původní instalace procházela mnohaletým vývojem a dostupnou dokumentaci bylo v mnoha případech nutné doplnit i historickými souvislostmi, které na papíře ani jinou formou podchyceny nebyly.  Radim Novotný, Miroslav Dub, Sidat Obr. 1. Koncepce řešení Obr. 2. Velín chlazení v pivovaru Staropramen Obr. 3. Systém pro webovou vizualizaci WinCC WebUX Obr. 4. Reporty ze Staropramenu  Ekonomické úspory i ochrana životního prostředí Značné investice do modernizace provozů, které mají za cíl ekonomické úspory i zajištění splnění nejvyšších standardů ohleduplnosti k okolnímu prostředí – to jsou jedny z priorit společnosti Pivovary Staropramen. Výsledkem těchto snah je dlouhodobé snižování spotřeby energií, vody a emisí CO2. Za posledních osm let česká pivovarnická dvojka do provozu pivovarů Staropramen a Ostravar investovala přes jednu miliardu korun. Pivovary skupiny Molson Coors se zavázaly do roku 2020 výrazně snížit spotřebu energií a vody. „Už nyní dosahujeme výsledků, které jsou v rámci skupiny nejlepší, a podle dostupných informací se na špici držíme i ve světovém měřítku, nicméně si dobře uvědomujeme, že je zde stále prostor pro zlepšení,“ říká Zdeněk Lux, vrchní sládek pivovaru Staropramen, kde už mnoho let funguje tzv. ekologický modernizační program. Ten stojí na čtyřech základech – snižování spotřeby energie, snižování hlučnosti provozů, redukce prašnosti a omezení rizika havárií a úrazů na pracovišti. V jeho rámci byly např. v roce 2010 vyměněny chladicí věžě pivovaru Staropramen, což vedlo k poklesu hluku způsobovaného provozem pivovaru. Velký důraz společnost Pivovary Staropramen věnuje i dlouhodobé snaze o snižování spotřeby vody, která je pro pivovar klíčová. A tento úkol se daří plnit. Společnosti se v rámci pivovaru Staropramen za posledních pět let podařilo snížit spotřebu vody ze 4,9 na 3,5 hl na 1 hl uvařeného piva. Tím se Pivovary Staropramen řadí mezi domácí špičku. (Molson Coors) Rozhovor s Martinem Havlem, manažerem technických služeb, a Petrem Fedorem, procesním inženýrem energetiky pivovaru Staropramen Mohli byste prosím stručně představit váš pivovar? Pivovar Staropramen je spolu s pivovarem Ostravar součástí firmy Molson Coors. Pivovar byl založen 23. října 1869 a v současné době vaříme kromě piv značek Staropramen a Braník v licenci také piva značek Asahi a Stella Artois. Kapacita ročního výstavu je tři miliony hektolitrů.  Proč jste nebyli spokojeni se starým systémem řízení energetiky? Nemůžu říci, že bychom s ním nebyli spokojeni. Systém Energomat od firmy Energo Dolní Benešov u nás sloužil od roku 1991 k naší plné spokojenosti.  Jaký tedy byl důvod pro jeho náhradu novým systémem? Společnost Molson Coors velmi dbá na snižování negativního vlivu výroby na životní prostředí. Po začlenění do Molson Coors jsme potřebovali náš řídicí systém napojit na manažerský informační systém celého koncernu, aby bylo možné sledovat efektivitu našeho pivovaru, porovnávat ji s ostatními závody a hodnotit její vývoj v čase, a současně jsme chtěli vytvořit rozhraní, které by informovalo pracovníky přímo v provozu, jak efektivně vyrábějí. Ukázalo se, že splnění těchto požadavků by bylo se systémem Energomat obtížné. Pro Molson Coors bylo důležité, aby byl nový systém kompatibilní s databází iHistorian od GE, kterou koncern používá jako základ informačního systému ve všech pivovarech, které vlastní.  To znamená, že jako databázi používáte iHistorian, a jak je v článku popsáno, k ní přistupují uživatelé prostřednictvím rozhraní eSight. K čemu je tedy vlastně třeba Sidas IEM? Sidas je nástroj pro technické řízení provozu energetiky. Aplikace eSight zobrazuje ekonomické a provozní informace, zatímco Sidas sbírá, zobrazuje a zpracovává hodnoty teplot, tlaků, průtoků, aktuální spotřeby, doby provozu kompresorů, čtvrthodinových maxim atd. Zpočátku jsme si kladli podobnou otázku, ale zjistili jsme, že bez nástroje jako Sidas se neobejdeme, eSight pro technické řízení provozu použít nelze.  To znamená, že Sidas IEM je určen pro operátory energetiky, zatímco eSight pro pracovníky výroby a také jejich manažery? Ano, to je přesné. Naším cílem nebylo zavést eSight, abychom splnili požadavky koncernu, ale abychom využili lokální možnosti snižování spotřeby energie a médií. Aplikaci eSight používají především operátoři výrobních linek jednotlivých provozů. Ti mají, nebo budou mít, po dokončení celého projektu modernizace díky eSight aktuální přehled o tom, kolik produktu vyrobili a kolik při tom spotřebovali energie, tlakového vzduchu, vody, oxidu uhličitého atd. Operátor linky nepotřebuje znát tak detailní technické informace jako operátor energetiky, který používá Sidas, ale potřebuje si dát do souvislostí typ a množství vyráběného produktu se spotřebou energie a médií. Aplikace eSight má i výstupy pro manažery, ale pro nás je cenné zvláště to, že je to nástroj pro operátory v provozu. Když po nich požadujeme, aby se zajímali nejen o to, zda jejich linka pracuje, ale také o to, jak efektivně pracuje, musíme jim dát potřebné informace, ale přitom je nesmíme přetěžovat podrobnostmi, které možná stejně nedokážou ani sledovat, ani ovlivnit. Proto v současné době sledujeme spotřebu pro jednotlivé produkty a receptury a podle nich vytváříme pásma optimální spotřeby. Operátor potom vidí, zda se pohybuje v doporučených limitech, a jestliže ne, může začít situaci řešit.  Je tedy operátor nějak hmotně zainteresovaný na tom, aby nejen plnil plán výroby, ale také nepřekračoval doporučenou spotřebu? Dříve to nebylo možné, protože ruční sledování spotřeby a následné vyhodnocování neumožňovalo operátorům získat včas potřebné informace. Nyní systém zavádíme, to znamená, že teprve stanovujeme cílové limity spotřeby a učíme operátory, jak se systémem zacházet, jak zkontrolovat, zda jsou v něm zadané správné výchozí údaje atd. Jestliže spotřeba převyšuje stanovenou hodnotu, operátora nepostihujeme, ale diskutujeme o možných příčinách, aby se situace vyřešila. Ne všechno mohou ovlivnit provozní pracovníci: velký vliv má také konkrétní receptura, typ balení a různé vlivy okolí. Postupně tedy sbíráme data a celý systém zdokonalujeme. Systém byl spuštěn na konci loňského roku, ale s firmou Sidat jsme se dohodli o pokračování prací ještě v následujících třech letech: do systému potřebujeme doplnit ještě další měřicí body, abychom mohli správně hodnotit efektivitu jednotlivých linek.  Co konkrétně ještě chybí? Dokážeme dobře měřit spotřebu elektřiny, vody, CO2, ale například neměříme ještě spotřebu tlakového vzduchu. Umíme sice změřit výkon kompresorů, ale neumíme změřit spotřebu jednotlivých linek a jejich zařízení. Bez doplnění dalšího měření není možné vyhodnotit efektivitu spotřeby výrobních linek a bez toho nemůžeme diskutovat s příslušnými operátory o tom, zda je třeba například lépe dodržovat technologické postupy, nebo bránit únikům vzduchu lepší údržbou. Dále probíhá instalace měření tepla pro všechny podstatné spotřebiče. V třetí etapě potom k oddělenému měření spotřeby celých linek a celků (sklady, kancelářské budovy, restaurace, návštěvnické centrum, muzeum apod.) doplníme i měření spotřeby rozhodujících strojů s největší spotřebou: myček, tunelových pastérů apod.  Proč jste se rozhodli právě pro Sidat? Sidat vyhrál naše výběrové řízení. Našimi kritérii byly kromě splnění technických podmínek zadání také perspektiva dlouhodobé spolupráce, garance servisu a technické podpory, záruka bezpečného zálohování dat a výhodná cena. Při finálním rozhodování potom hrály svou roli také dobré zkušenosti z předchozích projektů. To znamená, že pořizovací cena není na prvním místě? Na prvním místě jsou technické parametry a záruka, aby realizace projektu proběhla včas a bez problémů. Cena je také důležitá – modernizace může pokračovat jen tak rychle, jak nám to rozpočet dovolí. Důležitější je ale návratnost vynaložených prostředků. Na základě nezávislé studie jsme v mezinárodním měřítku z hlediska efektivity mezi pivovary v první desítce: spotřeba vody je 3,5 hl, spotřeba elektřiny je 6,15 kW a tepla 49 MJ na hektolitr prodaného piva, ale naše cíle jsou ještě ambicióznější. Z hlediska spotřeby je negativním faktorem šíře sortimentu a omezené velikosti výrobních šarží, protože přechody mezi jednotlivými druhy piva jsou energeticky náročné a vlastně neproduktivní. Jenže zákazníci pestrý sortiment požadují. Proto je pro nás systém měření spotřeby tak důležitý: pomáhá nám optimalizovat spotřebu energie a médií i při častých změnách výroby. Od nového systému si dále slibujeme, že nám pomůže při hledání i malých možností úspor. Často jde o jednoduché a levné úpravy. Dříve jsme si mohli myslet, že nám mohou přinést úsporu několika procent, ale skutečnou velikost úspor jsme neuměli ověřit. Nyní můžeme zjistit skutečnou úsporu na pilotním projektu například na jednom stroji nebo lince, a když změříme, že to opravdu stojí za pozornost, můžeme změnu realizovat v rámci celého podniku. Bez podrobného měření bychom možnosti těchto drobných úspor často ani neuměli najít, natož ověřit jejich návratnost.  Můžete na závěr shrnout hlavní cíle celého projektu modernizace řízení energetiky? Hlavním cílem pro nás je to, abychom dokázali všechny zaměstnance zapojit do našeho programu snižování spotřeby energie a médií. Chceme, abychom na případné problémy dokázali reagovat co nejdříve a odstraňovat jejich příčiny. Kontinuální měření parametrů médií, například čistoty CO2, také pomáhá udržovat vysokou kvalitu výroby. Nový systém nám zaprvé umožňuje snižovat náklady na energie a média a zadruhé nám pomáhá chovat se společensky odpovědně a ohleduplně k životnímu prostředí.  Děkuji Vám za rozhovor(Rozhovor vedl Petr Bartošík.) 

Kybernetická bezpečnost průmyslových řídicích systémů (část 3)

Mario Chiock, Del Rodillas   Článek popisuje, co hrozí průmyslovým řídicím systémům z hlediska kybernetické bezpečnosti, a shrnuje, jak těmto hrozbám čelit. Uvádí devět základních funkcí, které by měla splňovat moderní platforma pro zabezpečení průmyslových řídicích systémů, aby zajistila maximální dostupnost zařízení a přitom je ochránila před existujícími i dosud neznámými hrozbami.   Článek je redakčně upravenou verzí studie Defining the 21st Century Cybersecurity Protection Platform for ICS společnosti Palo Alto Networks. První dvě části článku byly zveřejněny v č. 2/2016, str. 34–36, a v č. 4/2016, str. 42–44.   2.5 Detekce neznámého malwaru a prevence proti němu Dále je třeba zabývat se otázkou, jak se vypořádat s neznámým malwarem, který se šíří v komunikační síti ICS. To je úkol centrálního jádra pro inteligentní rozpoznávání hrozeb. Moderní bezpečnostní platforma musí izolovat místo v síti s podezřelou komunikací a poslat informace bezpečnostnímu jádru, které provede rychlou automatickou analýzu a navrhne ochranná opatření jako spuštění antivirového programu, úprava slabého místa apod. Komponenta, která má tuto funkci, může pracovat samostatně, ale efektivnější je tehdy, když je součástí kompletní platformy. Potom může automaticky nejen analyzovat hrozby, ale také poskytnout ochranným zařízením, tj. firewallům, návrh opatření. Detekce je totiž užitečná, ale svého efektu dosahuje jen v uzavřené smyčce. Protože bezpečnostní jádro sbírá různé informace i s jejich kontextem, je analýza velmi efektivní a pomáhá se vypořádat i s útoky typu zero day. Při výběru vhodné platformy je tedy třeba být opatrný na taková řešení, která uživateli jen oznámí, že má problém, ale s jeho řešením mu nepomůžou. Na obr. 6 je ukázán koncept řešení, které rychle odhalí neznámé hrozby a pomůže je zastavit. Jestliže takový systém navíc podporuje vytváření bezpečnostních elektronických podpisů, pomůže i těm zákazníkům, kteří jsou citliví na sdílení souborů mimo hranice podniku.   2.6 Obrana proti útokům typu zero day na koncová zařízení V dalším textu bude věnována pozornost ochraně terminálů HMI, řídicích serverů, pracovních stanic a počítačů administrátorů s privilegovaným přístupem. Na těchto počítačích je provozován software, jehož slabá místa mohou být napadena i na dálku – tento útok se nazývá remote exploit. Uživatel také může podvodný malware spustit sám, úmyslně nebo omylem. Tradiční systémy zabezpečení koncových zařízení hledají signatury, řetězce a chování typické pro kybernetický útok. Takto lze ovšem zastavit jen útok známým malwarem, pro dosud neznámý malware nebo exploit takový typ ochrany vyžaduje značný výpočetní výkon, a přesto je jeho účinnost dosti problematická. Koncová zařízení ICS přitom neohrožují jen útoky zero day v pravém slova smyslu, ale i útoky známým malwarem a již prozrazenými exploity, proti nimž není koncové zařízení dostatečně chráněno, protože od poslední aktualizace jeho softwaru uplynula značně dlouhá doba.   Přístup, který hledá známé signatury, tedy může být jen jednou z variant, ale systém, který zastaví i neznámý exploit, musí účinně blokovat všechny metody používané exploity a malwarem [8]. Každoročně se objeví velké množství nového malwaru, ovšem počet metod průniku, které malware používá, je v řádu desítek až stovek a ročně se objeví jen dva až čtyři nové exploity. To je množina, s níž už lze pracovat. Přestože exploit často využívá kombinaci metod, jimiž se snaží systém napadnout, většinou stačí zablokovat i jen jednu z nich, aby byl útok odvrácen. Ukazuje se, že účinnější je soustředit se na to, jak útok zastavit, než hledat typické řetězce a chování malwaru. Tato metoda je použitelná také pro ověřování instalačních balíčků stažených ze stránek dodavatele softwaru, zda neobsahují trojské koně, podobné např. viru Energetic Bear. Také účinně zabraňuje pokusům o instalaci neautorizovaného softwaru. To, že instalaci nového softwaru je třeba autorizovat, pomáhá udržovat kázeň a přehled o tom, jaký software je na koncových zařízeních nainstalován.   Systém ochrany koncových zařízení využívající popsaný způsob obrany před útoky typu zero day musí také spolupracovat se systémem ochrany komunikační sítě a komunikovat s centrálním jádrem pro detekci hrozeb (obr. 7).   2.7 Centralizovaná správa a reportování Průmyslové řídicí systémy ICS jsou zpravidla velmi distribuované: někdy zahrnují jen jednotlivé stroje a linky v jednom závodě, ale jindy také různé geograficky vzdálené závody nebo např. u distribučních sítí kompresorové stanice plynovodů či rozvodny elektrické sítě. Platforma zabezpečovacího systému musí zajišťovat jejich centralizovanou správu. Spíše než sice centralizované, ale jednotlivé samostatné bloky je výhodnější mít jednu platformu pro všechny potřebné funkce: správu bezpečnostních pravidel, prevenci útoků, databázi povolených URL atd. Systém musí být schopen efektivně agregovat lokálně získané informace a vytvářet konsolidovaný pohled na celý provoz. To výrazně pomáhá při vyšetřování incidentů a při tvorbě podpůrné dokumentace vyžadované při auditu.   2.8 Zabezpečení mobilních zařízení a virtualizovaných systémů Mobilní zařízení a virtualizovaná datová centra zatím nejsou zcela běžnou součástí ICS, ale mnohé významné podniky již zjistily, že využití této techniky pomáhá zvýšit efektivitu a snížit náklady. Začínají se tak využívat např. mobilní terminály HMI v podobě průmyslových tabletů, vhodných pro práci přímo v provozu. Pro zajištění bezpečnosti musí i tato zařízení konzistentně respektovat všechna bezpečnostní pravidla. Některé organizace také již začaly slučovat fyzické servery určené pro aplikace, SCADA, Historian atd., do několika virtualizovaných strojů s jedním supervizorem. Většina uživatelů ICS je při využití mobilních zařízení a virtualizace váhavá, ale jejich čas přichází. To je spojeno s novými požadavky na zabezpečení virtualizovaného prostředí, např. zabezpečením komunikace horizontálním směrem, mezi jednotlivými stroji. Ať už je stupeň využití virtualizace a mobilních zařízení v podniku jakýkoliv, s ohledem na budoucnost je třeba vybírat takové zabezpečovací systémy, které si i v tomto případě mohou poradit.   2.9 Výkonné API a rozhraní pro správu podle průmyslových standardů Platforma, která je vybavena popsaným inteligentním jádrem, přesto potřebuje mít možnost začlenění dodatečných modulů, které pokryjí dříve nepředvídatelné potřeby nebo dodají nové funkce. Proto musí platforma podporovat rozhraní pro správu podle průmyslových standardů a otevřená rozhraní API (Application Programming Interface). Tato rozhraní společně umožní integraci systémů třetích stran, potřebných např. pro zlepšenou správu a konfiguraci bezpečnostních pravidel, analýzu logů, reportování a další důležité bezpečnostní funkce. Například systémy SIEM (Security Information and Event Management) jsou samy o sobě velmi výkonné a dokážou agregovat data z mnoha zdrojů, včetně komunikační sítě, serverů, databází i ze zabezpečovacího systému.   V uplynulých několika letech byly vytvořeny standardy zabývající se speciálně kybernetickou bezpečností kritické infrastruktury a ICS. Jde např. o standardy NERC CIP (North American Electric Reliability Corporation – Critical Infrastructure Protection) pro elektrické rozvodné sítě nebo CFATS (Chemical Facility Anti-Terrorism Standards) pro chemický průmysl. Normy ISA 62443 (Network and system security for industrial-process measurement and control, původně označená a stále běžně známá jako ISA S-99) nebo NIST Special Publication 800-82 Guide to Industrial Control Systems (ICS) Security mohou sloužit jako průvodce a doporučení pro implementaci zabezpečovacího systému. Nejnovější normou je NIST Cybersecurity Framework (CSF). Splnění podmínek této normy je povinné pro vládní agentury USA, ale současně může být dobrým návodem pro všechny podniky kritické infrastruktury [9]. Podniky, které budou používat 21st Century Cybersecurity Protection Platform, budou schopny lépe plnit podmínky uvedených norem, snáze projdou bezpečnostním auditem, ale především budou odolnější proti všem kybernetickým hrozbám.   Vyčerpávající popis NIST CSF není úkolem tohoto článku, ale v tab. 1 je alespoň přehledově uvedeno, jaké funkce NIST CSF popisuje a jak souvisejí s 21st Century Cybersecurity Protection Platform od Palo Alto Networks.   3. Závěr Kybernetické hrozby namířené proti ICS dosáhly takového stavu, že současné metody obrany přestávají být účinné. Jsou třeba nové platformy, které se dokážou vypořádat s různými typy hrozeb a zaručí maximální dostupnost průmyslových zařízení. Tyto platformy, aby dokázaly útok zastavit už v samém počátku, musí kombinovat zabezpečení komunikační sítě a zabezpečení koncových zařízení s inteligentním jádrem pro detekci hrozeb. Navíc musí přinášet podrobný přehled na aplikační a uživatelské úrovni. Taková platforma musí nejen detekovat hrozby, ale také předcházet útokům, a to i těm dosud neznámým. Nebezpečí spojená s provozem kritické infrastruktury a průmyslových zařízení jsou zkrátka tak velká, že nic jiného než prevence nepřipadá v úvahu. Nakonec, platforma musí být snadno použitelná a ovladatelná a musí spolupracovat s ostatními zabezpečovacími systémy.   Literatura: [8] Enterprise Security Platform [online]. Webové stránky produktu. Palo Alto Networks, Inc., Santa Clara, USA, 2007 až 2015 [cit. 27. 1. 2016]. Dostupné z: <https://www.paloaltonetworks.com/products/platforms.html> [9] ANSI/ISA-62443-1-1: Security for Industrial Automation and Control Systems, Part 1: Terminology, Concepts, and Models. ISA, 2007. [10] Forrester Research. Developing a Framework to Improve Critical Infrastructure Cybersecurity [online]. Prepared for NIST, 2013. [cit. 27. 1. 2016]. Dostupné z: <http://csrc.nist.gov/cyberframework/rfi_comments/040813_forrester_research.pdf> [11] Traps: Advanced Endpoint Protection [online]. Palo Alto Networks, Inc., Santa Clara, USA, 2015 [cit. 27. 1. 2016]. Dostupné z: <https://www.paloaltonetworks.com/content/dam/paloaltonetworks-com/en_US/assets/pdf/datasheets/Endpoint/endpoint-protection.pdf> [12] NIST Framework for Improving Critical Infrastructure Cybersecurity [online]. National Institute of Standards and Technology, 2014 [cit. 27. 1. 2016]. Dostupné z: <www.nist.gov/cyberframework/upload/cybersecurity-framework-021214-final.pdf>   Upozornění: Tento článek vyjadřuje osobní názory autorů, nikoliv oficiální stanoviska firem, pro něž autoři pracují. Článek je určen pro vzdělávací účely, nikoliv jako propagace firem, pro něž autoři pracují, ani jiných firem.   Mario Chiock, American Petroleum Institute, Del Rodillas, Palo Alto Networks   Mario Chiock, Cybersecurity & Disruptive Technology Executive Adviser, American Petroleum Institute Mario Chiock dříve pracoval jako náměstek pro kybernetickou bezpečnost (CISO) ve společnosti Schlumberger a získal velké zkušenosti v oboru zabezpečení ICS určených pro těžbu ropy a zemního plynu. Je také aktivním členem společnosti ISSA (Information Systems Security Association) a dobrovolným školitelem programu Certified Information Systems Security. Byl členem správních a dozorčích rad společností WatchFire (nyní IBM), McAfee, ISS (nyní IBM), Qualys, Solera Networks (nyní Blue Coat) a v současné době je aktivním členem správní rady firmy Palo Alto Networks a dozorčích rady firem Onapsis a Watchful Software. Je předsedou podvýboru pro kybernetickou bezpečnost společnosti American Petroleum Institute (API) a jedním ze zakladatelů střediska pro výměnu informací o bezpečnostních hrozbách ISAC (Information Sharing and Analysis Center) v oblasti těžby ropy a zemního plynu.   Del Rodillas, Senior Manager, SCADA and Industrial Controls Cybersecurity, Palo Alto Networks Del Rodilas vystudoval elektrotechniku na Univerzitě Santa Clara (master of science) a titul MBA získal na Whartonově škole při Pensylvánské univerzitě. Pracoval a pracuje na mnohých projektech v oblasti distribučních sítí, těžby ropy a zemního plynu, dopravy i průmyslové výroby.   Obr. 6. Nativní funkce pro vytváření zabezpečeného prostředí pro běh počítačových aplikací, která neznámé hrozby převede na známé a doporučí potřebná opatření Obr. 7. Pokročilý systém zabezpečení koncových zařízení zastavuje útoky a současně komunikuje s inteligentním jádrem pro detekci hrozeb   Tab. 1. Vztah NIST CSF a 21st Century Security Platform Funkční oblasti NIST CSF Odpovídající funkce v 21st Century Security Platform   identifikace identifikace provozu v síti s využitím velmi jemné segmentace aplikace, protokoly ICS, funkční protokoly definování uživatelů a skupin uživatelů, povolené a zakázané IP adresy, země podezřelé programy, datové řetězce, URL, domény ochrana omezení počtu vektorů hrozeb včetně aplikací, protokolů, domén, URL, uživatelů a segmentů ochrana neaktualizovaných systémů před exploity typu zero day a neznámým malwarem ochrana před podvodným použitím protokolů ICS zabezpečení mobilních zařízení a virtualizovaného prostředí ochrana před únikem dat detekce detekce neautorizovaných akcí (ať podvodných, nebo nechtěných) dešifrování šifrovaných přenosů, aby bylo možné identifikovat malware přenášený zašifrovanými zprávami detekce známých hrozeb a detekce neznámých hrozeb (IPS, antivirové programy, detekce podvodných domén a URL, příkazů a útoků označovaných jako Son of Stuxnet) detekci lze realizovat v koncových zařízeních i v síti reakce sdílení informací spojených s hrozbami mezi aplikacemi a uživateli zvyšuje účinnost reakce a umožňuje zjistit původ hrozby inteligentní jádro pro detekování hrozeb v cloudu automaticky analyzuje hrozby a doporučuje obranné opatření pro komunikační síť i koncová zařízení analytické funkce obohacuje integrace s jinými typy zabezpečovacích systémů, např. SIEMS náprava doporučení pro prevenci útoků jsou z inteligentního jádra v cloudu automaticky doručena všem koncovým zařízením informace ze všech postižených zařízení jsou přenášeny do systému centralizované správy a mohou být zprostředkovány dalším součástem systému snadná implementace segmentace a vytvoření dodatečných bezpečnostních pravidel zvyšují zabezpečení systému

Umělý život I: pojem, význam a přístupy k realizacím

Článek, první z dvojice tematicky spjatých pojednání, vysvětluje pojem tzv. umělého života, cíle sledované v tomto oboru a vhodné přístupy k jejich dosažení. Zaměřuje se nejen na aktuální stav v této významné mezioborové oblasti oboru umělé inteligence, ale i na prognózu vývoje v nejbližší době. Značná pozornost je proto věnována trendu současnosti (koncept Průmysl 4.0), kdy kybernetické systémy postupně ovládají nejenom výrobní procesy. V navazujícím příspěvku bude podrobněji popsán a na příkladech ukázán způsob poloautomatického návrhu hybridních modulárních počítačových struktur (architektur) inspirovaných přírodou. This article, the first one from two article series to the topic, describes the concept of so-called Artificial Life, its main goals and suitable approaches for their achievements. The focus is put not only on the current state of this sub-part of Artificial Intelligence, but also on predictions of its development in the near future. The current trend of increasing presence of cybernetic systems in production processes (called Industry 4.0) is described too. The second article of the series will describe one current approach for semi-automatic design of hybrid modular computer architectures inspired by life.

Nová řešení pro nové trhy a průmyslová odvětví

Ve světě roste potřeba automatizace v podstatě v každém odvětví, elektronický průmysl nevyjímaje. V případě výroby elektroniky jde o potřebu zvýšit úroveň automatizace z důvodu rostoucího počtu nových produktů, stále rychlejšího tempa vývoje výrobků a krátkých životních cyklů, což v součtu vyžaduje velkou flexibilitu výroby. Zajistit ji mohou nová řešení „šitá na míru“. Podle zprávy IFR (International Federation of Robotics) bylo v roce 2014 na každých 10 000 pracovníků v automobilovém průmyslu v Německu 1 100 robotů, zatímco v obecném průmyslu (general industry) to bylo jen 147 robotů. V roce 2013 se prodalo 9 373 průmyslových robotů v elektronickém průmyslu (který je součástí obecného průmyslu). Pro srovnání: automobilový průmysl objednal ve stejném období téměř 60 000 robotů. Zpráva také dokumentuje velké regionální rozdíly. V Číně je např. poměr v obecném průmyslu jedenáct robotů na každých 10 000 pracovníků. Obr. 1. Robotizace má při výrobě elektroniky velký potenciál Čísla jasně ukazují nevyužitý poten­ciál pro moderní a na budoucnost orientovanou automatizaci v elektronickém průmyslu. Toto odvětví se stále chová jako dřímající obr. Nicméně prognózy uvádějí, že se tento stav v krátkodobém až střednědobém výhledu změní. Například společnost Morgan Stanley předpokládá v Číně roční nárůst ve využívání robotů o více než 10 %. V důsledku rostoucích mezd v téměř každé zemi a zvyšujících se požadavků na kvalitu jsou automatizace výroby a efektivní vy­užití robotů nevyhnutelné i v elektronickém průmyslu. Moderní automatizace řeší specifické problémy výroby elektroniky. V minulosti byly řady výrobků stejné po celá léta. V současnosti jsou typy produktů modifikovány již po několika měsících. Životní cykly výrobků jsou stále kratší a kratší. Co je žádané dnes, nemusí být moderní zítra. Toto rychle se měnící prostředí vyžaduje mimořádně vysoký stupeň flexibility. Výrobci musí pokrývat rozšiřující se škálu typů produktů a účinně kompenzovat výkyvy ve velikosti výrobních šarží. Automatizace výroby jen pro určitý typ výrobku by byla nerentabilní. Vzhledem k této velké flexibilitě a modularitě se očekává takové řešení automatizace výroby, které dovolí využívat výrobní systémy jednoduše a individuálně pro různé úkoly: např. montáž, testování a kontrolu, manipulaci s materiálem a obsluhu strojů, a umožní zkrátit neproduktivní doby a rychle reagovat na změny ve výrobních sekvencích. Flexibilita – základní požadavek elektronického průmyslu Společnost KUKA si klade za cíl nabídnout v každém odvětví robotizaci a automatizaci „na míru“. V elektronickém průmyslu je využití takových systémů nevyhnutelné. Základním faktorem při rozhodování, zda automatizovat, je návratnost investice, protože vynaložené prostředky se musí vrátit během několika let či měsíců. Roboty KUKA mohou být v provozu po dobu delší než dva nebo tři roky, nicméně koncepce výroby elektroniky je následující: existuje jen málo dlouhodobých investic, ideální jsou investice do konkrétních snadno modifikovatelných projektů. Obr. 2. Robot KR 3 Agilus splňuje zvláštní požadavky výroby v odvětví 3C – počítače, komunikační technika a spotřební elektronika S ohledem na to společnost KUKA vyvinula nejnovější člen řady malých robotů KR Agilus (obr. 1): KR 3 Agilus. Nejrychlejší šestiosý robot ve své třídě zvládá plnit úkoly nejen v elektronickém průmyslu, ale i mimo něj (např. manipulace, testy komponent, balení atd.), ale také splňuje zvláštní požadavky pro odvětví 3C (počítače, komunikace a spotřební elektronika). Jeho dosah 540 mm umožňuje automatizaci v buňkách s rozměry 600 × 600 mm. Kromě manipulace s malými díly a úloh pick and place je vhodný i pro montážní operace. Existuje mnoho dalších oblastí použití tohoto robotu – např. u spojovacích procesů, jako jsou pájení a lepení, ale také šroubování. Automatizace může decentralizovat globální produkci V současné době se pracovní zátěž v globálně působícím elektronickém průmyslu dělí následovně: výzkum a vývoj jsou stále realizovány v Evropě a ve Spojených státech, výroba v Asii. Elektronika vyrobená v USA, Japonsku a Německu je poměrně drahá, proto se vyrábí převážně v Číně. Mnoho renomovaných značek zde má subdodavatele pro jednotlivé výrobní kroky, nebo dokonce pro celý výrobní proces, např. v oblasti 3C. Díky automatizaci výroby je nyní možné nadále efektivně vyrábět i v Číně, a to navzdory rostoucím mzdám. Avšak část operací ve výrobním procesu může být vrácena zpět do Evropy a USA. Roboty nyní umožňují realizovat velmi flexibilní, inteligentní a nákladově efektivní řešení a tím roste jejich užitečnost pro lokální řešení automatizace. V souladu s decentralizací produkce jednotlivých výrobců se tak může zrodit spousta různých atraktivních nápadů a může být vyvinuto velké množství zajímavých obchodních modelů. V budoucnu takovýto postup umožní nové a decentralizové výrobní koncepty a závody na výrobu elektroniky mimo Asii. Čína však stále zůstane i v budoucnosti hlavní výrobní základnou elektronického průmyslu.  (KUKA Roboter CEE GmbH)  

IMU neboli integrované měření utilit

Dobré hospodaření s energiemi přináší úspory a kromě toho firmám umožňuje naplnit zákonnou povinnost spojenou s normou ČSN EN ISO 50001 Systémy managementu hospodaření s energií – Požadavky s návodem k použití. Odpovědí na potřeby energetického managementu budov je služba Integrované měření utilit, kterou poskytuje společnost Pražská energetika (PRE).  Úvod PRE poskytuje zákazníkovi veškerou součinnost při řešení jeho energetických potřeb a problémů. Spolu s partnerem, společností ZPA Smart Energy, přináší spojení dlouholetých zkušeností z oblastí energetiky a měření elektrické energie, elektroniky, elektrotechniky a řídicích systémů v podobě služby IMU – Integrovaného měření utilit. Tento produkt řeší otázku hospodárného nakládání s různými formami energie. Mezi cílové skupiny využívající IMU patří nejen firemní zákazníci různých velikostí a zaměření, ale také obce, města a orgány státní správy či školy. Své uplatnění služba najde i v logistických či obchodních parcích a na všech místech, kde je třeba mít spotřebu energie pod kontrolou nebo s informacemi o energetickém chování dál pracovat.  Jak služba IMU funguje? V rámci služby IMU techničtí pracovníci PRE zákazníkovi pomohou specifikovat jednotlivé potřeby, zmapovat prostředí daného odběrného místa a vytvořit návrh infrastruktury potřebné pro splnění všech požadavků (obr. 1). Při realizaci zajistí dodávku potřebných komponent a zprovozní a oživí celou infrastrukturu. Díky IMU následně budou zákazníci moci sbírat data o spotřebě jednotlivých utilit – elektřiny, vody, plynu, tepla i chladu, evidovat je a prezentovat. Služba zákazníkům nabídne také provozní informace, jako jsou např. aktuální hodnoty tlaku, teploty, vlhkosti či provozních motohodin. Obr. 1. Architektura služby IMU  Systém IMU odečítá hodnoty snímačů a měřidel v automatizovaném režimu v intervalech stanovených zákazníkem. Odečtená data jsou zobrazena v různých režimech náhledu, které jsou zákazníkovi přístupné odkudkoliv ve webovém prostředí. Data jsou zabezpečena v souladu se standardy PRE a normy ČSN ISO/IEC 27001 (Informační technologie – Bezpečnostní techniky – Systémy mana­gementu bezpečnosti informací – Požadavky). Ochranu dat zvyšují také různé úrovně uživatelských oprávnění. Náhled na data tak může být v jiném provedení pro provozního energetika a v jiném pro management společnosti. Prezentace dat si zákazník zvolí v textové či grafické podobě, vše podle přání (viz ukázka na obr. 2). Výstupní sestavy je možné upravovat a data rovnou importovat do zákaznických systémů k dalšímu zpracování. Obr. 2. Profil patnáctiminutové spotřeby na elektroměru x/5 na odběrném místě s viditelným navýšením spotřeby ve večerních hodinách  IMU zákazníkům pomůže odhalit možnosti úspor a zvýšení efektivity hospodaření s energiemi (obr. 3). Navíc poskytuje prostředky ke splnění požadavků vyplývajících z normy ČSN EN ISO 50001 podle zákona o hospodaření s energií (zákon 103/2015 Sb., kterým se mění zákon č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií, ve znění pozdějších předpisů, a zákon č. 634/2004 Sb., o správních poplatcích, ve znění pozdějších předpisů), jenž ukládá snižovat náklady a emise skleníkových plynů prostřednictvím systémového přístupu k managementu energií. Obr. 3. Porovnání čtyř odběrných míst ve dvou po sobě jdoucích měsících, zobrazeno po týdnech  Závěr Služba IMU se snaží reagovat na podněty zákazníků společnosti PRE a implementuje další nové funkce vhodné např. pro analýzu spotřeby nebo energetické audity. Více informací zájemci najdou na adrese www.premereni.cz/imu, nebo na telefonu 733 143 143.   (PREměření, a. s)     

Společnost Omron představila nové průmyslové mobilní roboty

Společnost Omron představila svou první produktovou řadu průmyslových mobilních robotů – LD Platform. Mobilní roboty LD jsou efektivní a cenově výhodný prostředek pro manipulaci se zbožím v rozlehlých výrobních provozech. Jedinečné mobilní roboty této řady jsou navrženy tak, aby nepřetržitě a spolehlivě přepravovaly materiál, a rovněž se umí samy navigovat i ve velmi dynamicky se měnícím prostředí.  Mobilní robotické platformy LD (obr. 1), ideální pro manipulaci se zbožím ve skladištích, distribučních centrech a výrobních závodech, zvládnou přepravu kusů o hmotnosti až 130 kg. V porovnání s tradičními automaticky naváděnými vozidly se mobilní roboty Omron umí samy navigovat v přirozeném prostředí podniku. Nejsou nutné žádné cenově a časově náročné úpravy infrastruktury, nejsou třeba podlahové magnety, naváděcí pásy nebo laserové závory, které se vyskytují u klasických automaticky naváděných vozidel. Body doručení lze u mobilních robotů LD snadno měnit a dosáhnout tím flexibilního rozvržení závodu. Mobilní roboty LD od firmy Omron tak doplňují tradiční automatizaci, např. dopravníkové pásy, a umožňují dosáhnout podstatně větší flexibility. Mobilní roboty LD jsou opatřeny systémem samočinné navigace, který spolehlivě pracuje i v prostředích, kde se nepřetržitě pohybují lidé, palety, vozíky či vysokozdvižné vozíky a jsou stále vyprazdňovány a přemisťovány regály. Platforma robotu je vybavena senzory a vestavěným řídicím systémem, které jí dovolují vyhnout se překážkám a zvolit si nejlepší cestu. To také umožňuje bezpečný provoz mezi lidmi, popř. i spolupráci s nimi. Z robotů lze vytvářet skupiny (až sto robotů na jednu skupinu), které jsou centrálně řízeny softwarem Enterprise Manager 1100, jenž spolupracuje se systémy pro správu závodu nebo skladu (např. MES nebo WMS). Součástí nové řady je LD Cart Transporter (obr. 2), autonomní tahač vozíků. Cart Transporter obsahuje zařízení pro automatické zapojení vozíku a dokáže přizpůsobit svou příjezdovou cestu tak, aby se vozík automaticky připojil k tahači. Díky tomu je Cart Transporter ideálním řešením pro doplňování zásob u výrobních a montážních linek nebo pro vyřizování objednávek e-shopů v distribučních centrech. Další informace: https://industrial.omron.cz/cs/products/mobile-robot. [Tisková zpráva Omron Electronics spol. s r. o. Leden 2017.] (Bk) Slovníček Platforma LD: základní část mobilního robotu. Skládá se z podvozku s koly, pohonů, nosných prvků pro upevnění nástavby, baterie, laserových a ultrazvukových snímačů, gyroskopu a řídicího systému LD Core, který obsahuje veškerý software potřebný k navigaci a konektory pro připojení signálů i napájení nástavby. Nástavba: cokoliv, co je neseno platformou. Může to být krabice nebo paleta, zařízení pro automatické připojení transportního vozíku (u zařízení LD Cart Transporter) nebo robotické rameno určené k manipulaci s transportovaným materiálem. Nástavba často zahrnuje také operátorský panel. Transportní vozík: mechanický čtyřkolový vozík (cart) určený k přepravě krabic a palet s materiálem. LD Core: průmyslový počítač vestavěný do platformy LD. Běží na něm software ARAM (Advanced Robotics Automation Management), který zpracovává údaje ze všech snímačů platformy, SetNetGo, který komunikuje s aplikací řídící celou flotilu robotů (Enterprise Manager), a MARC (Mobile Adept Robot Controller), který zpracovává údaje z gyroskopu a snímačů polohy v pohonech, komunikuje se systémem ARAM, určuje polohu robotu a řídí pohony, včetně bezpečnostního zastavení před překážkou. Autonomní inteligentní vozidlo: (AIV – Autonomous Intelligent Vehicle); v tomto případě platforma s nástavbou, tedy kompletní mobilní robot, který může přemisťovat materiál, polotovary, zboží apod. Enterprise Manager 1100: software, který řídí provoz celé flotily (až stovky) mobilních robotů. Obr. 1. Platforma mobilního robotu LD od firmy Omron Obr. 2. LD Cart Transporter, autonomní tahač manipulačních vozíků  

Nejrychlejší značení na světě pomocí JET3up RAPID

Vysoký stupeň automatizace má za následek zvýšenou produktivitu výroby. Avšak značicí systémy někdy nedokážou s touto rychlostí držet krok a celý proces zpomalují. Proto firma Leonardo technology uvedla na trh tiskárnu Leibinger JET3up RAPID (obr. 1). Je to jediná průmyslová inkoustová vysokorychlostní tiskárna na světě pracující na hranici fyzických možností: rychlost značení je až 1 000 m/min (60 km/h). To je víc, než kdybyste jeli v obci autem a tiskli přitom na obrubník souvislý text. Značení mimořádnou rychlostí 1 000 m/min Tato mimořádná rychlost je důležitá především při značení kabelů, hadiček, trubek apod. Tisk je přitom jasně čitelný na různých površích materiálů (obr. 2). JET3up RAPID dokáže zvýšit efektivitu produkce o až 40 % ve srovnání s jinými vysokorychlostními inkoustovými tiskárnami dostupnými na světovém trhu a zvýšit tak zisky výrobním společnostem – o to přece jde.        Proč je tisk s JET3up RAPID na hranici fyzických možností Tisk s JET3up RAPID je na hranici fyzických možností jak v oblasti mechaniky tekutin, tak v oblasti elektroniky. Musí se vypořádat s vlivem elektrostatického pole i turbulencí vzduchu. Nabíjecí matrice pro kapičky inkoustu totiž nejenže generuje napětí odpovídající poloze kapičky, ale za pomoci vysokorychlostní kamery snímající průlet kapičky vzduchem toto napětí ještě i dolaďuje. Kompenzuje totiž turbulence vznikající průletem kapičky vzduchem, které ovlivňují pohyb kapičky letící za ní. Je to, jako když jede cyklista z kopce za druhým cyklistou: vzhledem k menšímu odporu vzduchu ve vzduchovém úplavu jej dojíždí, až jej předjede. Proto se kompenzuje let kapiček správným načasováním a nabíjením. JET3up RAPID pracuje na limitu ne technických možností, ale fyzických vlastností omezujících maximální rychlost tisku, proto je tak výjimečná a světově jedinečná. Zájemci se o tom mohou přesvědčit na vlastní oči. Tiskárna bude značit na veletrhu Amper 2017 ve stánku firmy Leonardo technology č. 7.12 v hale V. Kontakt na firmu je v inzerátu na str. 1. (Leonardo technology s. r. o.)www.LT.cz Obr. 1. Vysokorychlostní inkoustová tiskárna Leibinger JET3up RAPID Obr. 2. Ukázky značení tiskárnou Leibinger JET3up RAPID 

Mico Pro – maximálně modulární kontrola proudu

Mico Pro je nový systém od společnosti Murrelektronik pro sledování elektrického proudu. Modulární konstrukce umožňuje přizpůsobit systémy přesně konkrétním požadavkům, což poskytuje příznivý poměr nákladů a užitných funkcí při maximální úspoře prostoru k instalaci. Patentované vypínací chování zajišťuje co největší možnou disponibilitu stroje. Další výhodou je integrovaná distribuce potenciálů, která výrazně omezuje požadavky na instalaci v rozváděči.  Napájecí systémy jsou jádrem strojů a zařízení. Zajišťují potřebnou energii, a proto nesmí být snadno ochromeny přetížením nebo zkratem – jinak hrozí zastavení strojů, výpadky výroby a vysoké náklady. Spolehlivost systémů elektrického napájení musí být vždy maximální. Mico Pro od společnosti Murrelektronik (obr. 1 Modulární systém Mico Pro pro sledování proudu v napájecích obvodech) zvyšuje spolehlivosti napájení. Inteligentní systém monitorování proudu důsledně sleduje všechny zátěžové a řídicí proudy a včas rozpozná kritické momenty. Mico Pro signalizuje mezní zátěže a cíleně vypíná chybové kanály, aby se zabránilo úplnému výpadku a zajistila se vysoká disponibilita stroje. Jeho vypínací chování je patentované a řídí se zásadou: „co nejpozději, jak je to možné, co nejdříve, když je to zapotřebí“. Mico Pro také rozpoznává přechodné chyby; např. když k přerušení vedení ve vlečném řetězu dochází pouze v určitých úhlech dráhy. Rozeznává kapacitní spotřebiče a spouští je kontrolovaně. Modulární konstrukce s úsporou prostoru Mico Pro je modulární systém pro provozní napětí 12 nebo 24 V DC. Z mnoha jeho modulů lze pro každý případ vybrat vhodné komponenty a zkompletovat je bez nářadí spolu s napájecím modulem do uceleného systému. Vybírat je přitom možné mezi moduly s jedním, dvěma nebo čtyřmi výstupními kanály. Jejich šířka je pouhých 8, 12 nebo 24 mm, a proto výrazně spoří místo. Jestliže uživatel použije např. systém s osmi kanály, je zapotřebí až o 65 % méně místa než při použití běžných jističů. Se zvětšujícím se počtem kanálů poměrná úspora místa dále roste. U fixních modulů jsou vypínací proudy (2, 4, 6, 8, 10 a 16 A) pevně nastavené, takže jde o řešení odolné proti nedovolené manipulaci. U flexibilních modulů lze nastavit vypínací proud stisknutím tlačítka od 1 do 10 A, popř. od 11 do 20 A. To je výhodné např. pro výrobce strojů a zařízení s přídavnými rozšířeními; současně se tak zmenšuje počet potřebných variant. Pro každou úlohu lze Mico Pro nakonfigurovat přesně na míru, systém je neustále flexibilní. Je-li třeba vyměnit jen jeden modul, např. protože po úpravě stroje je zapotřebí jiný proud, lze výměnu provést rychle a bez nástrojů. Díky tomu se dosahuje příznivého poměru nákladů a užitných vlastností.  Výrazné zjednodušení elektroinstalace v rozváděči Mico Pro má integrovanou distribuci potenciálů pro +24 V (popř. +12 V) a 0 V, čímž se výrazně zjednodušuje instalace kabelů v rozváděči. Na každém kanálu jsou možnosti připojení pro +24 a 0 V. Externí svorky 0 V tím mají „odslouženo“, protože nulový potenciál je možné připojit přímo přes Mico Pro. To zjednodušuje instalaci, výrazně omezuje počet kabelových propojení, šetří prostor v rozváděči a v konečném důsledku snižuje náklady. S rozšiřujícím potenciálovým modulem lze na každý kanál Mico připojit až dvakrát dvanáct potenciálů. Praktická manipulace Inovovaný systém můstků, kterým se jednotlivé komponenty propojí do jednoho celku, je charakteristický snadnou instalací. Dvě lišty se běžnými „štípačkami“ zkrátí přesně na správnou délku, jedním pohybem se zepředu zasunou do připravených úchytů (obr. 2 Systém Mico Pro v rozváděči https://www.youtube.com/watch?v=ay3kW69iPxo ) – a systém dimenzovaný na celkový proud až 40 A je hotov. Diagnostické a řídicí signály se připojí pomocí pružinových kontaktů po straně modulu. Jednotlivé vodiče lze připojit bez použití nástrojů, neboť všechny vstupy a výstupy systému jsou vybaveny pružinovými svorkami push-in. Montáž tak trvá jen krátce a v běžícím provozu není nutná odstávka na údržbu. Přední strana modulů Mico Pro není nikdy zakryta kabely nebo vodiči; operátor tak vždy vidí popisky a stavové LED. Diagnostika na místě nebo prostřednictvím řídicí jednotky Diagnostické funkce jsou v Mico Pro velmi důležité. Každý kanál je vybaven LED pro zobrazení stavu na přístroji a dále je možné předávat diagnostické signály do řídicí jednotky. Napájecí modul Mico Pro poskytuje hromadnou diagnostiku pro celý systém, nastavitelné flexibilní moduly navíc dodávají diagnostické signály k jednotlivým kanálům. Pro stavové LED platí: dokud je vše v pořádku, svítí zeleně. Dostane-li se hodnota na 90 % nastaveného vypínacího proudu, signalizuje LED blikáním v zelené barvě dosažení mezní oblasti. Taková situace může nastat, připojí-li se další spotřebiče nebo vzroste-li spotřeba energie již připojených spotřebičů, např. v důsledku opotřebení. Při uvádění do provozu může toto včasné varování pomoci okamžitě identifikovat nesprávně dimenzované proudové obvody. Mico Pro v takovém případě vyšle navíc diagnostický signál. Je-li překročen vypínací proud, Mico Pro vypne obratem a cíleně postižený kanál. LED bude blikat červeně a bude vyslán diagnostický signál. Operátor může kanál znovu aktivovat buď stisknutím tlačítka na místě, nebo signálem z řídicí jednotky. Pro účely údržby lze kanály vypnout také ručně. LED potom trvale svítí červeně a možnost dálkového zapnutí je během této doby deaktivována. Integrovaná spínací funkce Spínací funkce umožňuje cíleně pro konkrétní kanál prostřednictvím signálu z řídicí jednotky (PLC) u flexibilních modulů zapínat a vypínat části zařízení. Je možné realizovat jak vysoké spínací frekvence (až 10 Hz), tak i dlouhé doby spínání; např. pro vypnutí určitých úseků stroje během neprodukční doby. LED příslušného kanálu v průběhu této doby svítí oranžově. Mico Pro lze instalovat kaskádovitě, tzn. že na jeden kanál Mico s vypínacím proudem více než 10 A lze připojit další stanici Mico Pro. Je-li na jejích kanálech vypínací proud výhradně do 10 A, je zajištěna plná selektivita a nadále jsou vypínány pouze kanály postižené zkratem nebo přetížením. Zejména pro úlohy s decentralizovanou koncepcí rozváděče jde o významnou výhodu, která snižuje poměrné náklady na instalaci – už jen z toho důvodu, že není zapotřebí žádný dodatečný napájecí zdroj.  (Murrelektronik CZ spol. s r. o.)www.murrelektronik.cz Přehled výhod systému Mico Pro: -         sledování proudu v kanálech až do 20 A v modulárním systému – to je inovace v modulárních systémech pro sledování proudu, -         optimální možnosti značení pro přehledný rozváděč, -         integrovaný měřící bod pro pohodlné měření, -         napěťově nezávislá paměť závad: ideální pro hledání závad po obnovení napájení, -         zapínací kapacity až 30 mF na kanál, a to i při plném zatížení, -         provoz i s napájecími zdroji 5 A – dosud byly nutné zdroje 10 A, -         minimální vnitřní odpor, téměř žádný ztrátový výkon, -         nezávislost na teplotě, -         časově zpožděné zapnutí jednotlivých kanálů u vícekanálových modulů pro omezení proudových špiček.