Aktuální vydání

celé číslo

08

2017

kontrola kvality výroby, testování elektromechanických komponent 

MSV 2017 v Brně

celé číslo
Bezpečnost kolaborativních robotů

Článek je záznamem a překladem přednášky Roberty Nelson Sheaové z firmy Universal Robots. Seznamuje s aktuálními standardy a specifikacemi v oblasti kolaborativních robotů a věnuje se zejména možnostem a omezením použití funkce omezení výkonu a síly. Klade důraz na to, že je vždy třeba pečlivá analýza rizik celého pracoviště vybaveného kolaborativními roboty. Jak je to vlastně s bezpečností kolaborativních robotů? Ještě před dvěma roky jsem na semináři na toto téma slyšel – nikoliv od výrobce těchto robotů, ale od odborníka na certifikaci bezpečnosti strojů a strojních zařízení: na kolaborativní roboty ve výrobním podniku zapomeňte, robot nikdy nesmí přímo spolupracovat s člověkem. Že tomu v současné době už tak není, jsme psali v technickém článku Nové přístupy k bezpečnosti robotů [1]. Tento článek uvedené informace doplňuje a dále rozvádí. Je záznamem přednášky Roberty Nelson Sheaové z firmy Universal Robots, která v prosinci loňského roku krátce navštívila Českou republiku. Představení autorky výchozí přednáškyDovolte mi nejprve představit autorku výchozí přednášky. Roberta Nelson Sheaová přišla do firmy Universal Robots teprve před krátkou dobou a pracuje zde na pozici Global Technical Compliance Officer. V oblasti bezpečnosti strojů a strojních zařízení však není žádným nováčkem, ale naopak uznávanou odbornicí. Pracovala na různých pozicích ve firmách Rockwell Automation, Symbotic LLC, Applied Manufacturing Technologies, Pilz Automation a Honeywell a Procter & Gamble. Celkem 23 let pracovala jako předsedkyně (nyní emeritní předsedkyně) výboru ANSI/RIA R15.06 Robot Safety Committee. Sama Roberta Nelson Sheaová o sobě říká: „Už více než třicet let je mou vášní robotika... Mým cílem je demystifikovat roboty a ujistit, že bariéry jejich využití postupně padají. Jsem zastáncem globální harmonizace požadavků na bezpečnost, protože ta snižuje náklady na konstrukci, výrobu a posuzování shody.“ Jsou normy povinné?Při diskusi o globalizaci standardů je nutné se nejprve soustředit na otázku, do jaké míry je jejich dodržování v různých částech světa povinné. Na tuto otázku Roberta Nel­son Sheaová odpověděla takto: „V USA, v Kanadě nebo v Japonsku jsou požadavky na bezpečnost dány zákonem, zatímco v Evropské unii evropskými směrnicemi a nařízeními. Ovšem povinnost jejich dodržování může být a je i zde stanovena zákony jednotlivých zemí. V tom tedy velký rozdíl není. Jeden ze zásadních rozdílů je v tom, že v USA je dodržování bezpečnosti práce vždy povinností koncového uživatele, zatímco v Evropě prokazuje shodu s bezpečnostními normami výrobce či prodejce při uvádění výrobku na trh a uživatel se spoléhá na jeho prohlášení.“V oblasti posuzování bezpečnosti robotů a pracovišť s roboty jsou nejdůležitější mezinárodní normy ISO 10218-1 a ISO 10218-2. Obě normy jsou akceptovány v EU i v USA a Kanadě. V Evropě k nim byl přidán doplněk ZX, aby byly v souladu se směrnicí Evropského parlamentu a Rady 2006/42/ES o strojních zařízeních. V této podobě vyšly jako EN ISO 10218-1 a EN ISO 10218-2 a byly pod stejným označením přijaty jednotlivými členskými státy EU. V České republice jde tedy o normy ČSN EN ISO 10218-1Roboty a robotická zařízení – Požadavky na bezpečnost průmyslových robotů – Část 1: Roboty a ČSN EN ISO 10218-2 Roboty a robotická zařízení – Požadavky na bezpečnost průmyslových robotů – Část 2: Systémy robotů a integrace. Obě vstoupily v platnost v roce 2012. V USA i v Kanadě existovaly normy pro bezpečnost robotů již dříve, proto zde byly normy ISO přijaty pod původním označením, v USA jako ANSI/RIA R15.06 (doplněná o předmluvu) a v Kanadě jako CAN/CSA Z434 (doplněná o předmluvu a specifické úpravy). V obou případech normy obsahují obě části ISO 10218.Bude užitečné připomenout, co je to vlastně norma a kdo je jejím autorem. Technická norma je dokument, který stanovuje důležité vlastnosti různých materiálů, výrobků, součástek nebo postupů a může definovat také používané pojmy. Autory norem jsou sami výrobci, uživatelé, integrátoři, výzkumné a vývojové instituce nebo státní orgány; jde-li o státní normy, je autoritou příslušný státní úřad, např. v Česku Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví. Poznamenejme, že autoři norem nemají k normám autorská práva, ta má vždy vydavatel normy. Státní normy se podřizují normám mezinárodním, zejména normám ISO. Na státní normy mohou navazovat normy oborové nebo podnikové. Je třeba podotknout, že normy, ani státní, obecně nejsou závazné. V právním řádu je však mnoho odkazů na normy, buď výlučných, kdy je dodržení normy jedinou možností, jak být v souladu se zákonem, nebo indikativních, kde je norma doporučena jako jeden z prostředků, jak splnit zákonné nařízení. Které normy se týkají robotů a pracovišť s roboty?Roberta Nelson Sheaová dále pokračovala výkladem o soustavě bezpečnostních norem ISO. Bezpečnostní normy lze rozdělit na tři typy:Normy typu A (základní bezpečnostní normy) stanovují základní pojmy a zásady pro projektování a konstrukci a obecná hlediska, která mohou být použita u všech strojů. Příkladem je ČSN EN ISO 12100 (83 3001) Bezpečnost strojních zařízení – Všeobecné zásady pro konstrukci – Posouzení rizika a snižování rizika.Normy typu B (skupina bezpečnostních norem) se zabývají jedním bezpečnostním aspektem nebo jedním typem bezpečnostního zařízení, které může být použito pro větší počet strojů. Normy typu B1 se týkají jednotlivých bezpečnostních aspektů (např. bezpečných vzdáleností, teploty povrchu, hluku apod.). Příkladem může být ČSN EN ISO 13857 (83 3212) Bezpečnost strojních zařízení – Bezpečné vzdálenosti k zamezení dosahu do nebezpečných prostor horními a dolními končetinami. Normy typu B2 se týkají příslušných bezpečnostních zařízení (např. dvouručního ovládacího zařízení, blokovacího zařízení apod.). Příkladem je ČSN EN ISO 13850 (83 3311) Bezpečnost strojních zařízení – Nouzové zastavení – Zásady pro konstrukci.Normy typu C (bezpečnostní normy pro stroje) určují detailní bezpečnostní požadavky pro jednotlivý stroj nebo skupinu strojů. Sem patří obě již zmíněné normy pro bezpečnost robotů ČSN EN ISO 10218-1 a ČSN EN ISO 10218-2.V tab. 1 jsou shrnuty bezpečnostní normy, které při konstrukci robotů respektuje společnost Universal Robots. Až na jednu jde o normy převzaté jako ČSN, proto je v tabulce uveden název jejich českého překladu. Kromě nich však Universal Robots bere v úvahu ještě tyto normy a specifikace, jež buď zatím nejsou harmonizované, nebo nejde o normy týkající se výslovně bezpečnosti: ISO/TS 15066: Robots and robotic devices – Collaborative robots. Jde o technickou specifikaci (nikoliv normu) doplňující normy ISO 10218-1 a ISO 10218-2 o části věnované speciálně kolaborativním robotům používaným v průmyslu. Specifikace byla zveřejněna v únoru 2016.ČSN EN ISO 9409-1: Manipulační průmyslové roboty – Mechanická rozhraní. ČSN EN ISO 9946: Manipulační průmyslové roboty – Uvádění charakteristických vlastnostíČSN EN ISO 9283: Manipulační průmyslové roboty – Technické parametry a souvisící zkušební metody.Nová specifikace ISO/TS 15066Autorem specifikace ISO/TS 15066: Robots and robotic devices – Collaborative robots je technická komise ISO/TC 299 (dříve TC 184/SC 2). V této komisi jsou zastoupeni všichni významní výrobci průmyslových kolaborativních robotů: Universal Robots, ABB, Rethink Robotics, Kuka, Fanuc, Denso Wave a Yaskawa. Výsledný text je konsenzem všech zúčastněných a všechny jejich nové kolaborativní roboty jsou s touto specifikací ve shodě (UR: UR3, UR5, UR10, ABB: YuMi, RR: Baxter, Sawyer, Kuka: IIWA, Fanuc: CR-35iA...).Co se změnilo v oblasti kolaborativních robotů po únoru 2016, kdy byla specifikace zveřejněna? V normách ISO 10218-1 a 10218-2 byla kolaborativním robotům věnována jedna strana. Tyto normy byly totiž poprvé publikovány v roce 2006, tedy v době, kdy obor průmyslových kolaborativních robotů ještě v podstatě neexistoval. Nová specifikace ISO/TS 15066 přináší třicet stran informací a doporučení věnovaných jen tomuto novému oboru robotiky. Technická specifikace ovšem není standard. Jde opravdu jen o soubor informací a doporučení pro konstruktéry robotů a robotizovaných pracovišť. Obvyklý postup je takový, že technická specifikace je po určitou dobu používána v praxi, sbírají se zkušenosti, které jsou použity k revizím specifikace, jež se následně může stát normou nebo součástí normy: v tomto případě se počítá s tím, že se stane součástí norem ISO 10218-1 a 10218-2.Normy ISO 10218-1 a 10218-2 rozlišují průmyslový robot, který se skládá z robotického ramene a řídicího systému, a robotický systém, jehož součástmi jsou robot, efektor (chapadlo nebo nástroj) a manipulovaný či zpracovávaný díl. Roberta Nelson Sheaová uvedla stručný přehled způsobů, jimiž je podle ISO 10218-1 zajištěna bezpečnost kolaborativních robotů: bezpečnostní monitorované zastavení, ruční navádění, sledování rychlosti a vzdálenosti a omezení rychlosti a výkonu. Naše čtenáře můžu odkázat na článek [1], kde jsou tyto způsoby popsány podrobněji. Z hlediska řízení jsou bezpečnostní funkce zajištěny takto:u bezpečnostního monitorovaného zastavení je robot řízen automaticky až do okamžiku, kdy je funkce aktivována; potom může být ovládán ručně a po deaktivací funkce, tedy když osoby opustí pracovní prostor robotu, je opět řízen automaticky (nejde tedy o bezpečnostní zastavení kategorie 0 nebo 1, jež by vyžadovalo restartování systému) – používá se zejména při údržbě, výměně nástroje apod.,u ručního navádění robotu je robot naváděn lidskou obsluhou a po ukončení funkce je opět řízen automaticky; při ručním navádění tedy obsluha a řídicí systém robotu spolupracují – typicky se tato funkce používá pro učení, při sledování rychlosti a vzdálenosti je robot řízen svým řídicím systémem tak, aby v okamžiku, kdy dojde ke kontaktu s obsluhou, zastavil nebo se pohyboval bezpečnou rychlostí a vyvozoval bezpečnou sílu – tato funkce je vhodná tam, kde obsluha spolupracuje s robotem jen po určitou dobu pracovní operace a během této doby je pohyb robotu výrazně zpomalen či zastavenpři omezení síly a výkonu je robot řízen tak, aby obsluze nemohl ublížit; je to jediná funkce, která umožňuje trvalou a plnou spolupráci řídicího systému robotu s obsluhou.Roberta Nelson Sheaová dále věnovala pozornost právě funkci omezení síly a výkonu (PFL – Power and Force Limited). Tato funkce vychází z myšlenky, že je v podstatě lhostejné, dotkne-li se člověk bezpečně stojícího ramene robotu, nebo ramene robotu, které se pohybuje bezpečnou rychlostí a vyvíjí jen bezpečnou sílu. Důležité je, že nestačí, je-li bezpečný samotný robot. Nese-li robot ve svém chapadle např. ostrý, horký nebo jinak nebezpečný předmět, musí být jeho bezpečnost zajištěna bez ohledu na to, že je schopen se pohybovat jen limitovanou rychlostí a vyvinout jen limitovanou sílu: v tomto případě musí být robot umístěn za bezpečnostní oplocení a přímá spolupráce s ním není možná.Specifikace ISO/TS 15066 ve své příloze stanovuje konzervativní limity bolestivosti při kvazistatickém a přechodném kontaktu obsluhy s robotem (kvazistatický kontakt je takový, kdy je část těla přimáčknuta mezi rameno robotu a pevnou součást robotické buňky, přechodný kontakt je takový, kdy má obsluha možnost ucuknout). Limity jsou stanoveny na základě pokusů na velkém souboru osob pro různé části těla.  Klasické a kolaborativní robotyV dalším výkladu Roberta Nelson Sheaová nastínila cestu, kterou se ubírá robotika od klasických průmyslových robotů, jež pracují obvykle v prostorech, které jsou pro člověka nebezpečné nebo nepříjemné, a kde se tedy ani nepočítá s tím, že by zde roboty spolupracovaly s lidskou obsluhou, protože je snaha přítomnost osob v takovém prostředí zcela vyloučit, ke kolaborativním robotům, jež pomáhají lidem vykonávat zejména obtížné a únavné práce. V prvním případě jde obvykle o složitá robotizovaná pracoviště a z hlediska bezpečnosti jsou zajištěna externími snímači, spínači a bezpečnostním systémem. V druhém případě jde zpravidla o jednodušší úlohy – složitější jsou výjimkou – a bezpečnost bývá zajištěna přímo robotem. Klasické průmyslové roboty, pracující v oddělených prostorech, tedy vyžadují více místa k montáži. Obvykle jsou pevně namontovány i naprogramovány: počítá se s tím, že budou po dlouhou dobu vykonávat stále stejné operace. Jejich pořizovací cena je vyšší a doba návratnosti delší.Naproti tomu kolaborativní roboty pracují na jednom pracovišti s lidskou obsluhou, jsou tedy prostorově úspornější, lze je snadno přemístit i přeprogramovat, měly by být levnější a doba jejich návratnosti je kratší. Posuzování rizikaRoboty UR jsou roboty s omezeným výkonem a silou. Protože jejich vlastní bezpečnostní funkce PFL splňuje požadavky úrovně vlastností PL d, lze tyto roboty bez dalších bezpečnostních bariér nebo spínačů používat v úlohách, kde by mohlo dojít k lehkým zraněním, ale četnost vystavení nebezpečným podmínkám je malá. Znovu je třeba připomenout, že vždy je nutné posuzovat celé pracoviště, tedy včetně chapadel, nástrojů a manipulovaných předmětů. Z hlediska implementace specifikace ISO TS 15066 je možné funkci PFL bez omezení použít v oblasti, kde obsluha ucítí dotyk robotu, ale ten jí nezpůsobí bolest. V oblasti, kde už je kolize s robotem bolestivá, ale ještě nezpůsobí žádné zranění, je možné funkci PFL použít s podmínkou malé četnosti výskytu takových situací. Může-li dojít k lehkému zranění, je nutné funkci PFL doplnit o vhodné bezpečnostní kryty nebo spínače. Hrozí-li riziko závažných zranění, nelze funkci PFL použít vůbec a bezpečnost musí být zajištěna jiným způsobem. Posuzování rizika je stejné jako u klasických průmyslových robotů. Navíc je ještě nutné podle ISO TS 15066 posoudit zamýšlené a předvídatelné kontakty robotu s obsluhou, určit typ kontaktu (přechodný, kvazistatický), část těla, na níž může dojít ke kontaktu, a četnost kontaktů. Podle přílohy A specifikace ISO TS 15066 je třeba v první řadě zabránit kontaktu robotu s částmi těla výše, než je krk. Nejde-li to jinak, je nutné používat ochrannou helmu a štít chránící oči a obličej. Konstrukce robotu, včetně chapadla nebo nástroje, musí zajistit, že při pohybu robotu nemůže dojít ke skřípnutí části těla mezi pohybující se části, a uspořádání pracoviště musí zajistit, že k tomu nemůže dojít ani mezi robotem a částmi pracoviště nebo stěnou. Pracoviště se validuje počítačovými simulacemi, zkouškami při využití snímačů síly nebo předmětů, které modelují části těla (např. zmražené párky místo prstů obsluhy). Počítá se s tím, že tato část specifikace bude dále upravována, aby validace byla ještě jednodušší a jednoznačnější.Co udělat pro to, aby u robotu mohla být uplatněna funkce PFL? Je třeba se vyvarovat všech míst, kde by mohlo dojít ke skřípnutí části těla. Konstrukčně je třeba omezit pohyb robotu tak, aby nemohl dosáhnout na citlivé části těla, zejména na krk a hlavu. Dále je výhodné konstrukčně omezit momenty setrvačnosti pohyblivých součástí robotu. Energii působící při kontaktu omezí zmenšení rychlosti pohybu robotu a vzniku zranění lze předejít zvětšením možných styčných ploch, které kontaktní sílu rozloží do větší plochy, nebo jejich změkčením (povrchovou úpravou). Opět je však třeba připomenout, že je zapotřebí posuzovat bezpečnost celého pracoviště, nikoliv robotu samotného.Možné prostředky ke snížení rizika jsou shrnuty v tab. 2. Využít lze všechny, ale doporučuje se využívat zejména ty v horních řádcích, směrem dolů jde o prostředky doplňující a pomocné, které riziko sice snižují, ale samy o sobě nikoliv dostatečně. ZávěrRoberta Nelson Sheaová konstatovala, že kolaborativní roboty jsou stále ještě poměrně nové a bezpečnostní standardy teprve vznikají. Mají-li být roboty používány v přímé interakci s člověkem bez ochranného oplocení a jiných bezpečnostních systémů, musí být samy vybaveny bezpečnostními funkcemi, spínači a systémy. Není ovšem možné tvrdit, že robot vybavený bezpečnostním systémem je vždy bezpečný. V každém případě je třeba udělat důkladnou analýzu rizik a posuzovat bezpečnost celého pracoviště. (S využitím podkladů firmy Universal Robots a záznamu přednášky Roberty Nelson Sheaové, prosinec 2016.) Literatura:[1] RETHINK ROBOTICS, INC. Nové přístupy k bezpečnosti robotů. Automa. Děčín, 2016, (6), 22–23. ISSN 1210-9592.Petr BartošíkObr. 1. Roberta Nelson Sheaová, Global Technical Compliance Officer, Universal Robots Tab. 1. Přehled norem uplatňovaných při posuzování bezpečnosti pracovišť s robotyČSN EN ISO 12100 (83 3001)Bezpečnost strojních zařízení – Všeobecné zásady pro konstrukci – Posouzení rizika a snižování rizikaČSN EN ISO 13849-1 (83 3205)Bezpečnost strojních zařízení – Bezpečnostní části ovládacích systémů – Část 1: Obecné zásady pro konstrukciČSN EN ISO 13850 (83 3311)Bezpečnost strojních zařízení – Nouzové zastavení – Zásady pro konstrukciISO 14118Safety of machinery – Prevention of unexpected start-up (neharmonizovaná; jako ČSN nepřevzata)ČSN EN ISO 13857 (83 3212)Bezpečnost strojních zařízení – Bezpečné vzdálenosti k zamezení dosahu do nebezpečných prostor horními a dolními končetinamiČSN EN ISO 13855 (83 3303)Bezpečnost strojních zařízení – Umístění ochranných zařízení s ohledem na rychlosti přiblížení částí lidského tělaČSN EN ISO 10218-1 (18 6502)Roboty a robotická zařízení – Požadavky na bezpečnost průmyslových robotů – Část 1: RobotyČSN EN ISO 10218-2 (18 6502)Roboty a robotická zařízení – Požadavky na bezpečnost průmyslových robotů – Část 2: Systémy robotů a integrace Tab. 2. Opatření pro zajištění bezpečnosti pracovišť s kolaborativními roboty OpatřeníPopis PoznámkaBezpečná konstrukce (zajišťuje výrobce robotu, chapadla, nástroje)eliminaceeliminace nebezpečí skřípnutí nebo nebezpečného dotyku; v této části je nutný také správný návrh celého pracoviště náhradaméně nebezpečné materiály, omezení energie, rychlosti, rozsahu pohybu omezení interakcívyloučení dotyku s obsluhou, zvláště dotyku s citlivými částmi těla (omezení rozsahu pohybu) Bezpečnostní prostředky a doplňující opatřeníbezpečnostní prostředkykryty, zámky, mříže, bezpečnostní spínače, funkce a systémyparametry je třeba nastavit podle konkrétních podmínekdoplňující opatřenínouzové zastavení, bezpečné odpojení momentu, zabezpečení přístupu, možnosti úniku z nebezpečné zóny, prevence pádu Opatření na straně uživatelevýstražná zařízenísignální světla, majáky, sirény, bezpečnostní tabulky a značení administrativní opatřeníSOP, školení, inspekce, kontroly bezpečnosti práce osobní ochranné prostředkyochranný oděv, boty, brýle, rukavice apod.   

Bezdotykové snímače provozních veličin – přednosti a omezení (část 2)

Karel Kadlec a Dušan Kopecký (dokončení z čísla 11/2016) 5. Bezdotykové snímače složení I mezi snímači složení lze nalézt snímače bezkontaktní. Jsou to např. snímače hustoty využívající radioaktivní záření a snímače vlhkosti pevných látek využívající absorpci a reflexi IČ záření nebo pracující na bázi mikrovlnné spektrometrie či detektory úniku hořlavých a dalších plynů. 5.1 Bezdotykové radiační snímače hustoty Při průchodu radioaktivního záření hmotným prostředím se zeslabuje tok záření a tento jev lze využít k měření hustoty kapalin. Pro zeslabení intenzity záření, které prošlo vrstvou kapaliny o tloušťce l a hustotě ρ, platí vztah:Φ = Φ0 e –μ l ρ          (1)  kde Φ0 je tok záření vystupující ze zdroje, Φ tok záření vystupují z měřeného prostředí, μ   součinitel zeslabení záření [5]. Měřicí zařízení používá stejné komponenty jako radioizotopové snímače hladiny. Podstatné součásti tvoří zdroj a detektor radioaktivního záření  Obr. 12. Radiační hustoměr Density Pro (upraveno podle [6]) (obr. 12). Protože intenzita záření se mění s časem, bývá zavedena automatická kompenzace jako funkce času anebo se provádí pravidelná korekce při kontrolním měření, kdy záření prochází mimo měřenou kapalinu [6]. Snímače hustoty s radioaktivním zářičem se nejčastěji vyrábějí jako průtočné a radioaktivní zářič a detektor procházejícího záření se montují na vnější stranu potrubí nebo provozní nádoby. Jde tedy o typické bezdotykové měření. Měří-li se na potrubí s velkým průměrem či na zásobníku, zářič a detektor se montují podle Obr. 13 Obr. 13. Instalace radiačních hustoměrů  Jestliže je třeba měřit na potrubí malého průměru (d < 150 mm), vzdálenost není pro dosažení požadované citlivosti a přesnosti měření dostatečná, a proto se zářič a detektor montují podle obr. 13b. Pouzdro zářiče bývá vybaveno uzavíracím mechanismem, který uzavírá otvor pro paprsky zářiče během montáže a údržby. Vzhledem k tomu, že cesta ionizačního záření zahrnuje stěny potrubí či nádoby, provádí se empirická kalibrace snímače s použitím roztoků o známé hustotě.  5.2 Snímače vlhkosti využívající infračervenou absorpci a reflexi Molekula vody se vyznačuje trvalým dipólovým momentem, který je příčinou schopnosti vody absorbovat elektromagnetické záření v infračervené části spektra. Voda se v IČ spektru projevuje charakteristickými absorpčními pásy, zejména v oblasti 1,4 až 1,45 µm a dále v rozmezí 1,9 až 1,94 µm. Přítomnost vody v materiálu je indikována na základě jejích absorpčních pásů a množství vody je zjišťováno z intenzit těchto pásů [7]. Při měření se používají zejména analyzátory vlhkosti pracující v blízké infračervené oblasti na vlnové délce 0,78 až 2,5 µm (Near-Infrared Region, NIR). Analyzátory mohou být jednoúčelové (pouze měření vlhkosti) či multifunkční, umožňující měřit i koncentrace dalších látek. Vzhledem k tomu, že u pevných látek je infračervené záření zcela pohlceno již v tenké povrchové vrstvě materiálu, používá se při měření zejména reflexní metoda. Absorpce se používá pouze výjimečně – při měření tenkých materiálů, jako je např. papír, kdy část záření vzorkem také prochází. Intenzita odraženého záření je nepřímo úměrná koncentraci vlhkosti ve vzorku, závislost je nelineár­ní. IČ analyzátor pro měření vlhkosti metodou reflexe je zobrazen v blokovém schématu na obr. 14a.  Obr. 14. Infračervený analyzátor vlhkosti pro měření metodou reflexe: a) blokové schéma, b) měření vlhkosti sypkého materiálu (zdroj: www.ndc.com ), c) měření vlhkosti masové směsi (zdroj: www.polz.cz)   Typické příklady použití zahrnují měření vlhkosti pekařských výrobků, pražené kávy, koření, oliv, sušených rajčat, cukru, soli, cereálií, sýru, obilovin, mouky, oříšků, instantních polévek, masových výrobků, sušeného ovoce a zeleniny a mnoha dalších. Na obr. 14b je provozní IČ analyzátor NDC (www.ndc.com) při měření vlhkosti sypkého materiálu a na obr. 14c je měření vlhkosti masové směsi IČ analyzátorem HK8 firmy Harrer Kassen (www.harrerkassen.com, v ČR dodává www.polz.cz) [8], [9]. 5.3 Snímače vlhkosti na bázi mikrovlnné spektroskopie Snímače vlhkosti na bázi mikrovlnné spektroskopie využívají vysokou relativní permitivitu vody (εr = 80), která velmi selektivně utlumuje mikrovlnné záření. Princip snímání je obdobný jako u infračervených analyzátorů vlhkosti. Mezi základní metody patří měření pomocí absorpce, transmise či reflexe mikrovlnného záření, navíc se zde uplatňují i rezonanční měření [7]. Při měření reflexe mikrovlnného záření se používají vlnovody, popř. koaxiální vedení, které jsou ukončeny dielektrickým materiálem, jehož vlhkost se měří. Na rozhraní ko­axiální vedení – dielektrický materiál se mění impedance, jež způsobuje odraz vysílané mikrovlny. Kombinace vysílaná vlna – odražená vlna vytváří stojaté vlnění, ze kterého lze pomocí jeho velikosti a pozice či pomocí velikosti a fáze odražené vlny vypočítat impedanci materiálu. Z impedance lze poté dopočítat jeho dielektrické vlastnosti. Tato metoda patří mezi měření využívající dvě veličiny. Přesnost měření ovlivňuje několik veličin, a to zejména hustota, iontová vodivost a teplota měřeného materiálu. Fluktuace hustoty vzorku hrají při měření velmi podstatnou roli, zatímco teplotu měřeného materiálu lze relativně snadno stanovit, udržovat konstantní či ovlivňovat. Velikost chyby způsobená iontovou vodivostí materiálu je v porovnání s již jmenovanými činiteli nepatrná. Výhodou mikrovlnného záření oproti záření infračervenému je zejména jeho schopnost pronikat do větší hloubky materiálu. Údaj o vlhkosti je tak získáván z většího objemu materiálu, což je důležité zejména tam, kde je měřen nehomogenní materiál. Konstrukce a nízké výkony snímačů umožňují nedestruktivní a neinvazivní měření, které je výhodné všude tam, kde je nutné dodržovat přísné hygienické normy a čistotu, zároveň jsou snímače bezpečné pro obsluhu. Měření navíc není ovlivňováno okolním prachem a vzdušnými parami. Je také velmi rychlé, a proto vhodné pro online analýzu vzorků na pásových dopravnících, násypkách či v potrubních systémech. Podobně jako IČ analyzátory vyžadují mikrovlnné přístroje specifickou kalibraci na daný vzorek, např. pomocí gravimetrických metod. Mikrovlnné metody se používají v mnoha případech. Například v potravinářském průmyslu jde o měření granulárních a sypkých materiálů (cukr) či tenkých plátů na pásových dopravnících, měření vlhkosti zrnin (obilí, kukuřice), mléčných výrobků (másla, sýrů) a masných výrobků (rybí či hovězí maso). Na obr. 15 je ukázka měření vlhkosti různých produktů na pásovém dopravníku mikrovlnným vlhkoměrem HK1 firmy Harrer Kassen (www.harrerkassen.com, v ČR dodává www.polz.cz) [8], [9].   a) měření vlhkosti sýrů                                                    b) měření vlhkosti sypkého materiálu   Obr. 15. Měření vlhkosti mikrovlnným vlhkoměrem (zdroj: www.polz.cz) 5.4 Bezdotykové detektory úniku plynů Při kontaktním měření úniku plynů se analyzuje vzorek atmosféry v místě měření. Bezdotykové detektory mají jednu základní přednost: umožňují únik detekovat z mnohem větší, bezpečné vzdálenosti. 5.4.1 Detekce úniku plynu laserovým IČ spektrometrem Pro efektivní vyhledávání úniku plynů byly vyvinuty přístroje s infračerveným laserovým spektrometrem. Přístroje založené na metodě TDLAS (Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy) využívají laditelný polovodičový laser ve spojení s absorpční spektroskopií v infračervené oblasti spektra a pracují v režimu reflexe. Při měření se využívá velmi úzké pásmo vlnových délek charakteristické pro sledovanou látku, ve kterém neabsorbuje žádná z vyskytujících se rušivých složek. Velkou předností metody TDLAS je velká citlivost, díky níž přístroje vykazují velmi nízké detekční limity, až v řádu dílů či částic na jeden milion (ppm). Laser je záření monochromatické, avšak u těchto přístrojů se využívá laditelný laser, který se přelaďuje v určitém pásmu, buď změnou teploty, nebo změnou napájecího proudu. Během přelaďování se získá jednak signál charakterizující koncentraci sledované látky, jednak signál charakterizující pozadí. Principiální uspořádání detektoru úniku plynu s laserovým IČ spektrometrem je na obr. 16a. Detekční zařízení může poskytovat údaj o koncentraci na číslicovém displeji nebo může být vybaveno videokamerou, která ve spojení s počítačem s vhodným softwarem poskytuje dokonalou informaci o lokalizaci místa úniku plynu. Hodnota signálu měřená detektorem je úměrná součinu koncentrace detekovaného plynu a vzdálenosti mezi měřicím přístrojem a místem odrazu laserového paprsku; měřicí rozsah a citlivost se proto uvádějí v jednotkách ppm·m. Detektor metanu ELLI firmy Esders [10] má měřicí rozsah 0 až 50 000 ppm·m metanu při rozsahu vzdálenosti snímání 30 m (až 50 m za dobrých podmínek odrazu). Přístroj umožňuje detekovat úniky i v obtížně přístupných místech, popř. v místech s potenciálním nebezpečím přístupu (obr. 16b).  Obr. 16. Detekce úniku plynu laserovým IČ spektrometrem (zdroj: www.esders.de ): a) principiál­ní schéma, b) měření laserovým detektorem ELLI, c) měření přístrojem GASCam SG  Přístroj GasCam SG [10] je velmi důmyslně řešený systém k detekci úniků metanu s citlivostí lepší než 50 ppm·m. Únik plynu je zobrazen v reál­ném čase na monitoru počítače v podobě barevného mraku plynu (obr. 16c) a přítomnost metanu může být spolehlivě indikována na vzdálenost až 100 m. Zobrazený oblak plynu může být znázorněn na různém pozadí reál­ných objektů. Při detekci však nelze využít takové pozadí, na kterém se neodráží laserový paprsek (např. oblohu). Stejný funkční princip používá přístroj SELMA (Street Evaluating Laser Methane Assessment) švýcarské firmy Pergam Suisse AG (www.pergam-suisse.ch, v ČR dodává www.spektravision.cz) [11], [12]. Přístroj je určen k detekci úniku zemního plynu v městské zástavbě nebo v otevřeném terénu  Obr. 17. Detekce úniku plynu (zdroj: Pergam Suisse AG) Laserová měřicí jednotka je umístěna na inspekčním automobilu a snímá přízemní koncentrace metanu nad terénem. Vlnová délka laserového paprsku 1,65 μm zajišťuje vysokou selektivitu měření koncentrace metanu (stanovení neruší uhlovodíky a další složky běžně obsažené ve výfukových plynech automobilů). Citlivost je 20 ppm·m a maximální vzdálenost detekovaného místa 50 m. 5.4.2 Detekce úniků plynu termokamerou Pro detekci a vizualizaci úniků plynů se používají termokamery vybavené chlazeným detektorem s vysokou citlivostí v určitém spektrálním pásmu. Využívá se přitom skutečnost, že při určitých vlnových délkách v infračerveném spektru jsou plyny buď částečně, nebo úplně netransparentní. Tyto plyny mají v dané oblasti spektra relativně malou propustnost (transmitanci) a naopak mají relativně velkou pohltivost (absorbanci). Plyny se pak na termogramu zobrazí jako pruh nebo oblak či mrak v místě výskytu nebo úniku daného plynu (obr. 18).  Obr. 18. Detekce úniku plynu termokamerou FLIR GF: a) zdroj: www.spektravision.cz , b) zdroj: www.tmvss.cz   Termokamera Flir GF 300 [13] je vybavena detektorem pro pásmo vlnových délek 3,2 až 3,4 μm a je schopna detekovat plyny nebo páry uhlovodíků a dalších těkavých organických látek, jako jsou např. metan, etan, propan, butan, pentan, hexan, heptan, oktan, etylen, propylen, izopren, benzen, etylbenzen, toluen, xylen, metanol, etanol, ketony a mnoho dalších. Termokamera FLIR GF306 [13] má detektor pro pásmo vlnových délek 10,3 až 10,7 μm a díky tomu může zobrazit např. čpavek nebo hexafluorid sírový (SF6), který se používá jako dielektrikum do transformátorů. Na trhu jsou k dispozici další typy termokamer s různou spektrální citlivostí pro detekci oxidu uhelnatého a uhličitého nebo pro detekci par různých organických látek vy­užívaných jako chladiva (např. R404A, R407C, R410A a další) [13]. Optické zobrazení úniků plynů při použití termokamer poskytuje spoustu výhod oproti klasickým detektorům úniku, které pracují kontaktními metodami, při nichž vzorek plynu do měřicí komory difunduje nebo se nasává. Termokamerou lze snadno sledovat i místa, která jsou pro kontaktní přístroje obtížně dostupná, a otestování sledovaných prostor a zařízení může být mnohem rychlejší.  (Článek vznikl na základě přednášky přednesené na konferenci ARaP 2016, www.arap.cz.)  Literatura: [5] KADLEC, Karel, Miloš KMÍNEK, Pavel KADLEC a kol. Měření a řízení v potravinářských a biotechnologických výrobách. Ostrava: Key Publishing, 2015. ISBN 978-80--7418-232-7. [6] RMT. Density meter DENSITY PRO. [online]. Paskov: RMT 2005 [cit. 2016-08-19]. Dostupné z: www.rmt.cz/cz/produkty/procesni-instrumentace/mereni-hustoty-kapalin-VYPNUTO/137-hustomer-density-pro.html  [7] KOPECKÝ, Dušan a Karel KADLEC. Měření vlhkosti. In: Měření a řízení v potravinářských a biotechnologických výrobách. Ostrava: Key Publishing, 2015. ISBN 978-80-7418-232-7. [8] HARRER & KASSEN. Process Measurement Techniques: Catalog [online]. 2014, (Edition 9) [cit. 2016-08-19]. Dostupné z: www.harrerkassen.com/pdfs/Katalog%20E.pdf  [9] POLZ INSTRUMENTS. Kontinuální měření vlhkosti [online]. Dvůr Králové nad Labem: Polz Instruments, s. r. o., 2011 [cit. 2016-08-19]. Dostupné z: www.polz.cz/userfiles/files/vlhkost/HK8-NIR-Cz.pdf  [10] ESDERS. Productvideo ELLI & GasCam [online]. Haselünne, Germany: Esders GmbH, 2013 [cit. 2016-08-19]. Dostupné z: https://youtu.be/3GAm-j_0B0Y  [11] PERGAM-SUISSE. Gas Leak Detection by SELMA [online]. Zuerich, Switzerland: Pergam-Suisse AG, 2014 [cit. 2016-08-19]. Dostupné z: www.pergam-suisse.ch/fileadmin/medien/Selma/SELMA_CH_klein.pdf  [12] SPEKTRAVISION. Detekce úniku zemního plynu [online]. Nupaky: Spektravision, s. r. o., rok neuveden [cit. 2016-08-19]. Dostupné z: www.spektravision.cz/produkty/detekce-uniku-zemniho-plynu/  [13] FLIR. Optical Gas Imaging: Handheld GF Series Infrared Cameras [online]. Wilsonwille, USA: FLIR Systems, Inc., 2016 [cit. 2016-08--19]. Dostupné z: www.flirmedia.com/MMC/THG/Brochures/OGI_010/OGI_010_US.pdf    doc. Ing. Karel Kadlec, CSc., Ing. Dušan Kopecký, Ph.D., ústav fyziky a měřicí techniky VŠCHT Praha (karel.kadlec@vscht.cz) Tab. 8. Přednosti a omezení radiačních hustoměrů Přednosti Omezení a nevýhody –  bezkontaktní způsob měření (montáž vně potrubí), –  vykazují minimální poruchovost, –  uplatnění ve velmi těžkých provozních podmínkách, při kterých jiné metody nevyhovují, tj. při měření hustoty kapalin se značným obsahem nečistot, velmi agresivních kapalin a kapalin s velkou viskozitou, a to i při extrémních teplotách a tlacích včetně vakua, při vibracích technologického zařízení apod. –  měřené médium by nemělo obsahovat bubliny plynu; příčinou znatelných chyb jsou také usazeniny na stěnách, –  nevýhodou je nutnost chránit obsluhu před účinky radioaktivního ozáření a povinnost zajistit pravidelné kontroly zařízení předepsané zákonem   Tab. 9. Přednosti a omezení IČ senzorů při měření metodou reflexe Přednosti Omezení a nevýhody –  nedestruktivní, bezdotykové měření, –  schopnost měřit velkou rychlostí velmi malé hodnoty vlhkosti (asi do 10 %), –  měření vlhkosti výrobků přímo na pásových přepravnících –  vyžadují empirickou kalibraci pro daný typ materiálu, –  měří zejména povrchovou vlhkost, –  problémy se mohou vyskytnout při měření nehomogenních materiálů a materiálů tvořených částicemi o různých rozměrech   Tab. 10. Přednosti a omezení mikrovlnných reflexních vlhkoměrů Přednosti Omezení a nevýhody –  nedestruktivní, bezdotykové měření, –  schopnost pronikat do větší hloubky materiálu, –  velmi rychlá odezva, –  měření vlhkosti výrobků přímo na pásových přepravnících a v potrubí, –  možnost využití při vysokých požadavcích na čistotu a hygienu –  vyžadují empirickou kalibraci pro daný typ materiálu   Tab. 11. Přednosti a omezení bezdotykových detektorů úniku plynů Přednosti Omezení a nevýhody –  vysoká citlivost a selektivita stanovení, –  možnost detekovat malé úniky plynů i na velké vzdálenosti a na těžce dostupných místech, –  možnost snímat širokou oblast testovaného prostoru, –  rychlý a efektivní postup testování, –  potenciálně jedovaté či výbušné plyny lze odhalit z bezpečné vzdálenosti, –  možnost detekovat úniky v terénu z jedoucího vozidla –  s laserovými spektrofotometry nelze měřit proti obloze (vždy se musí měřit proti aparatuře či stavbě), –  vysoká cena       

Volba optimální migrační strategie řídicího systému v konkrétních podmínkách výrobního podniku

Projekty migrace a modernizace řídicích systémů patří v průmyslové automatizaci k těm nejsložitějším. Autoři shrnují své zkušenosti z této oblasti a dávají doporučení, jak se vyvarovat zbytečných chyb. Životní cyklus každého systému řízení se v určitém okamžiku dostane do stavu, kdy je nutné zamyslet se nad jeho inovací. Nejčastější praktické důvody takovéto situace jsou následující:Stávající řídicí systém začíná postupem času vykazovat zvýšenou poruchovost, a stává se tak zdrojem častějších přerušení, resp. výpadků výroby.Klesá dostupnost náhradních dílů k původnímu hardwaru řídicího systému v důsledku ukončení jeho výroby. S tím souvisí i klesající potenciál případných oprav vadných komponent. Hardwarové komponenty nelze v případě jejich poruchy nahradit novými komponentami.Narůstají obavy z možného závažnějšího selhání řídicího systému obdobně jako v jiných (např. sesterských) závodech.Operační systémy pro systémy HMI/SCADA staršího data nejsou v důsledku obchodních strategií původních výrobců operačních systémů nadále podporovány. V tomto případě jde především o problematiku náhrady operačního systému Microsoft Windows v různých verzích. Kdy nastal čas pro migraciRiziko havarijního výpadku, jehož důsledkem mohou být velké finanční ztráty ve výrobě, se stává enormním. Opětovné uvedení řídicího systému do provozuschopného stavu není pak totiž rychle možné. Je tomu tak i v případech potřeby vyřešit relativně jednoduchý technický problém, jako je např. nutnost nahrát konfigurační soubor do „inteligentní karty PLC“. Ani takovýto krok ale není bez konfiguračního programu poplatného době svého vzniku a operačnímu systému z té doby principiálně možný. O většinou speciální potřebné kabeláži s konektory, ke které se zpravidla již nikdo nehlásí, ani nemluvě. Ve většině případů však v důsledku nekompatibility současných verzí řídicích systémů a původních řídicích systémů jak v části PLC a jejich programovacích prostředí, tak v úrovni HMI/SCADA a jejich operačních systémů stejně jako v oblasti komunikačních sítí, vede tento proces k nutnosti celý původní automatizační systém do nového prostředí tzv. migrovat. V této souvislosti se hovoří o realizaci tzv. migračního projektu. Dva základní typy migrace: prostá a inovačníPro zajištění dalšího spolehlivého chodu technologického zařízení je proto žádoucí začít se především včas zabývat komplexním pohledem na náhradu řídicího systému jako celku, a to počínaje moduly vstupů a výstupů přes sběrnice pro vstupy a výstupy po vlastní řídicí PLC a vizualizační systémy HMI/SCADA s vazbou na podporované operační systémy.Opomenout se také nesmí komunikační propojení mezi systémy HMI/SCADA a zmíněnými PLC. Z tohoto pohledu lze migraci rozdělit do dvou základních typových rovin. Prvním z typů (tzv. prostou migrací) se rozumí realizace migračního projektu, kdy je při současném zachování původního rozsahu funkcí řídicího systému více méně pouze snaha zvýšit odolnost a spolehlivost řídicího systému proti pravděpodobným vlivům poruchy hardwaru nebo kolapsu softwaru v důsledku určitého hardwarového problému. Takovouto migraci lze realizovat pouhou výměnou hardwarových komponent PLC za díly nové, upgradem aktuálně používaného hardwaru počítačů a operačního systému a spolu s instalací nové verze vizualizačního softwaru překopírováním veškerého softwarového vybavení. Typickým příkladem může být třeba také náhrada některých starších verzí proprietárních komunikačních protokolů: např. SINEC H1 na transportní vrstvě ISO 8073 za transportní vrstvu TCP/IP nebo SINEC L2-DP za plnou verzi sběrnice Profibus-DP, tedy při pohledu do světa komponent firmy Siemens. Obr. 1. Migrace řídicích systémů patří k nejsložitějším úlohám v průmyslové automatizaci Realizace takovéto „prosté migrace“ je relativně jednoduchá, jde v podstatě o výměnu hardwarových komponent za modernější náhradu a „přehrání“ poslední aktuální verze aplikačního softwaru do části PLC a HMI/SCADA. Avšak realita nebývá k „prosté migraci“ takto příznivá. Podle zkušeností autorů je vždy mnoho faktorů, které pouhou záměnu jedna ku jedné posouvají od původního požadavku do složitější podoby, která má již charakter jakési komplexnější „modernizace“. Takovýto typ migrace se nazývá „migrací inovativní“. V pozadí tohoto přístupu je obvykle skutečnost, že oproti datu uvedení původního řídicího systému do provozu došlo mj. též k posunu v rozsahu a kvalitě funkcí, které současné řídicí systémy nabízejí. Mezi nejčastější „motivační důvody“ tohoto typu inovace zejména patří:Rozhodnutí o dodržení jednotné platformy řídicích systémů v celém závodě, popř. v celém koncernu, jež je velmi často prezentováno jako strategické koncernové rozhodnutí.Nové požadavky na vlastnosti řídicího systému jako jednoho z nástrojů k optimalizaci výrobních nákladů v rámci celé výrobní struktury (typicky řízení podle modelu, řízení podle analýzy historizovaných výrobních dat apod.) včetně požadavku na sběr větších objemů provozních dat a jejich dlouhodobou archivaci.Nové požadavky na rozšiřitelnost řídicího systému, a to jak po stránce hardwaru, tak i po stránce softwaru, související buď s plánovaným rozšířením technologie, nebo s optimalizací jejího provozu.Velmi častý a prozaický důvod – původní dodavatel řídicího systému buď již neexistuje, nebo není k nalezení nikdo, kdo by byl schopen poskytnout věrohodnou informaci o tom, jak řídicí systém funguje. Volba strategie migraceAčkoliv by se na první pohled zdálo, že volba optimální strategie při realizaci migračního projektu je relativně jednoduchá, neboť lze zjednodušeně říci: „nepotřebujeme-li nic měnit, zrealizujeme migraci prostou“ a „jestliže potřebujeme něco modernizovat, realizujeme podle požadavků modernizaci inovativní“, volbu strategie ovlivňuje velké množství dalších faktorů. Když se pomine faktor finanční, kde každá odchylka od původního pouhého převodu jedna ku jedné něco stojí, přicházejí i další faktory jak v oblasti technické, tak i v oblasti personální. Za nejvýznamnější je možné jmenovat tyto:technický stav souvisejících provozních souborů a omezující podmínky provozního rázu,omezující podmínky plynoucí z disponibility a stavu průvodní dokumentace, a to i pro soubory elektro, měřicí a automatizační techniky a průmyslových komunikačních sítí,očekávání vedení podniku z pohledu vazeb migrovaného řídicího systému k nadřazeným systémům kategorie ERP,míra podpory vlastníka, resp. managementu výrobního podniku,vazby na dodavatele původního řídicího systému, resp. jeho částí,finanční rámec a harmonogram realizace,očekávání investora z hlediska návratnosti,režim a podmínky pro oživování migrovaného řídicího systému při jeho uvádění do provozu ve spojení s řízeným výrobním systémem po provedené migraci. Zkusme tedy nyní na základě minulých vyjádření sestavit jakýsi hypotetický komentovaný manuál postupu při rozhodování o migrační strategii a uveďme některé poznatky z praxe, získané v minulosti při řešení takovýchto projektů. Primárně provozovatele systému, resp. investora migračního projektu zajímá, zda půjde o projekt prosté, nebo inovativní migrace. Toto rozhodnutí je možné učinit a priori, nicméně v konkrétních podmínkách výrobního podniku mu obvykle předchází provedení širokého spektra sekvenčních, paralelních a cyklicky se opakujících dílčích úvah a rozhodnutí, pro něž by sestavení běžného manuálu, který by měl podobu jednotlivých sekvenčních kroků, nemělo valný smysl. Zmiňme proto spíše skupiny témat, které musí být kvalifikovaně vzaty v úvahu. První skupinou je zjištění aktuálního technického stavu nejen řídicího systému, ale také vlastní řízené technologie. Nutnost existence posledních záloh aplikačního softwaru a elektrodokumentace skutečného stavu je v tomto kroku nesporná, je však také třeba zjistit nejen výskyt veškerých poruch a problémů, které uživatelé s řídicím systémem měli, ale také chyby a poruchy, které mají původ mimo řídicí systém. Z praxe je autorům známo, že o mnoha takovýchto poruchách a problémech zaměstnanci výrobního podniku buď nevědí, anebo v horším případě vědí, ale nevědomky nebo úmyslně je zamlčují. Druhou skupinou jsou úvahy na téma variant migrační koncepce. K tomuto kroku je možné přistoupit, existují-li veškeré možné podklady o řídicím systému a jeho technologickém okolí. Při návrhu variant migrační koncepce je důležité rovnocenně zvažovat obě etapy budoucí realizace migrace, a to jak etapu vlastního vývoje či převodu řídicího systému, tak i etapu oživení a uvedení do provozu ve spojení s řízenou technologií. Ve většině případů je totiž nutné systém oživovat buď za provozu, nebo v minimálních odstávkových časech. Tato skutečnost totiž významně ovlivňuje technické řešení, a představuje tak pro celý migrační projekt zcela zásadní výzvu. Několik užitečných poznámekK této výzvě uveďme několik poznámek, které vycházejí ze zkušeností autorů z již realizovaných migračních projektů. První poznámka se týká technického řešení. Autoři doporučují inklinovat spíše ke koncepci centralizace řídicího systému. Přiklánějí se k maximálnímu využití moderních komunikačních sítí na platformě Ethernet, a to v obou případech, tj. jak pro propojení řídicích systémů a systémů vizualizačních, tak i pro řešení komunikace s moduly vstupů a výstupů. V části modernizace HMI/SCADA podporují uplatnění virtualizačních metod, kdy na jednom fyzickém hardwaru je možné provozovat více virtuálních počítačů, které si mohou po přechodnou dobu zachovat i původní verze operačních systémů, přestože vlastní hardware pro fyzickou instalaci takovéhoto operačního systému již neexistuje. Tyto koncepce podporují také minimalizaci požadavků na vlastní oživení a uvedení do provozu, což mj. vytváří žádoucí předpoklady pro splnění potřeb na minimální přerušení běžící výroby při oživování migrovaného systému. Druhá poznámka se týká technické realizace přechodu ze starého na nový migrovaný systém. Jestliže se připouštějí pouze extrémně krátké odstávky výrobní technologie (např. z důvodu trvanlivosti meziproduktů), je nutné mít k dispozici řešení s neustálou možností zpětného přepnutí na původní řídicí systém. V tomto případě se starý řídicí systém definitivně „zruší“ až po oživení a uvedení do provozu nového řídicího systému a po uplynutí zkušební doby s ním. Velmi často se při plánování zapomíná na dostatečný časový prostor pro potřebnou etapu testovacího provozu nového řídicího systému „bez materiálu“ a „s materiálem“. Obvykle totiž převáží tlak na urychlené obnovení plnohodnotné výroby po provedené migraci. V důsledku tento přístup vede pouze k „dotestovávání“ migrovaného systému v pozdějším a mnohdy navíc provozně méně vhodném období. Třetí poznámka se týká řízení migračního projektu. Při krátké odstávce výrobní technologie zahrnuje tento manažersky náročný soubor činností koordinaci nutné velmi úzké součinnosti pracovníků výrobního podniku a jejich fyzické spoluúčasti na testech a při náběhu migrovaného řídicího systému. V případě rozsáhlejšího řídicího systému (několik PLC) nebo migrace několika řídicích systémů jednotlivých strojů ve výrobní lince je nutné také koordinovat činnosti demontážních, montážních a oživovacích prací, což mnohdy může vést i k součinnosti externích dodavatelských týmů. Poslední poznámka se vztahuje k formálnímu stanovení kritérií, při jejichž splnění je migrovaný řídicí systém považován za „hotový“ a připravený k předání a převzetí. Ačkoliv se může na první pohled zdát, že formalizace tohoto více méně netechnického podkladu je zbytečná práce, zkušenosti prokazují, že právě v jeho pokud možno exaktních definicích, věcně i časově přesné specifikaci spoluúčasti provozovatele a ve fundovaném zaznamenání stavu před realizací a stavu požadovaného po realizaci je velmi často klíč k realizaci úspěšné migrace. Po opakovaném zvážení všech souvislostí, variant možných řešení a jejich personální, časové a finanční náročnosti je pak možné konvergovat k finálnímu uvážlivému rozhodnutí o optimální migrační strategii a cílech realizace migračního projektu. Je nezbytné učinit jednoznačné, jasné a přesné rozhodnutí o tom, zda předmětem migrace bude převod jedna ku jedné, nebo zda se počítá s realizací určitých „inovačních kroků“. Toto rozhodnutí ze zřejmých důvodů nemůže a ani nesmí učinit realizační firma daného projektu, neboť je výsostnou doménou podnikového managementu. Přijetí jasného stanoviska ale v praxi velmi často naráží na nejednotný přístup představitelů jednotlivých podnikových struktur, kde výrobní manažeři bojují za inovace, provozní manažeři za spolehlivý chod a nejsilnější složka – finanční manažeři, za minimalizaci nákladů. Na tomto místě zmiňme častou zkušenost autorů z dosavadních projektů, u nichž z finančních důvodů v rozhodovací fázi zvítězila koncepce prosté migrace. U pracovníků ve výrobě to posléze vedlo k názoru, že celá akce neměla valný smysl, protože funkční nedostatky systému zůstaly při starém a systém po migraci vlastně až tak moc nového nepřinesl. ZávěremA co dodat závěrem. Realizace migračních projektů představuje nejsložitější typ projektů v automatizaci vůbec. Spojují se zde aspekty technické, a to jak v oblasti návrhu moderního řídicího systému, tak i jeho oživení a uvedení do provozu v konkrétních podmínkách podniku s běžící výrobou, a aspekty netechnické, zahrnující řízení lidských zdrojů a ekonomiku provozu. Úspěšně realizovaný migrační projekt však představuje efektivní modernizační investici a investorovi, resp. provozovateli otevírá dveře k souběžné, popř. návazné inovaci výrobní základny.Miroslav Dub, Radim Novotný,SIDAT, spol. s r. o.

S profesorem Pěchoučkem o Centru umělé inteligence a o vědě a výzkumu

S profesorem Michalem Pěchoučkem jsem se setkal proto, abych se jej zeptal na nové Centrum umělé inteligence (AIC – Artificial Intelligence Center), které vzniklo na Fakultě elektrotechnické ČVUT v Praze. Zaujaly mě projekty, které se zde řeší. Nakonec jsme se však dostali i k obecnějším tématům zacílení a financování výzkumu a technického vzdělávání. Pane profesore, můžete na úvod krátce představit AIC? Kdy a proč vzniklo a co je náplní jeho činnosti? Centrum umělé inteligence, Artificial Intelligence Center, AIC, vzniklo na FEL ČVUT na jaře 2016 a jeho cílem je navázat na činnost Centra agentních technologií ATG, které bylo na ČVUT založeno v roce 2000. Zatímco centrum ATG se zabývalo jen určitým výsekem oboru umělé inteligence, konkrétně distribuovanými multiagentními systémy, AIC má širší pole působnosti. ATG spolupracovalo s mnoha partnery, např. obrannými složkami USA, a bylo podporováno vědeckými agenturami, např. českou GA ČR. Témata se postupně rozvíjela do velké šířky, k centru se připojovali výzkumníci z různých oblastí umělé inteligence, a proto jsme se rozhodli, že založíme nové centrum, které bude mít od počátku širší tematický rozsah. Centrum AIC se tedy zabývá metodami umělé inteligence obecně: automatickým a multi­agentním plánováním, teorií her nebo sekvenčním rozhodováním. Zabýváme se také uplatňováním těchto metod v praxi, v oborech, jako je například robotika – v našem centru jsou to zejména bezpilotní létající roboty, ale i pozemní šestinohé roboty. Další oblastí je řízení dopravy, kde se zabýváme využitím metod multiagentní simulace. Poslední důležitou oblastí je počítačová bezpečnost.  Jaké konkrétní projekty AIC v současné době řeší? V již zmíněné oblasti dopravy je to například plánování dopravních tras. My se specializujeme na městskou dopravu, která je vícemódová – námi vyvíjené plánovače umožňují uživatelům vhodně zkombinovat různé druhy dopravy: pěší, cyklistickou, různé druhy hromadné dopravy a dopravu automobilovou, přičemž berou v úvahu i osobní preference cestujících. Druhou oblastí jsou simulace městské dopravy, které berou v úvahu skutečnost, že v budoucnu nebudou lidé vlastnit individuální dopravní prostředky, ale budou využívat dopravní služby zajišťované třeba i autonomními vozidly. Na tomto projektu spolupracujeme s českou firmou Liftago – naším cílem je vyvinout systém, který bude řidičům této firmy pomáhat při výběru cestujících z hlediska optimálního plánování trasy. Vím, že se zabýváte také řízením letecké dopravy. Můžete něco říci k tomuto projektu? Na tomto projektu spolupracujeme s FAA – Úřadem řízení letového provozu USA. Vyvíjíme simulátory pro řídící pracovníky letového provozu, abychom zjistili jejich zátěž v závislosti na množství letadel ve vzduchu, přičemž v budoucnu počítáme i s tím, že budou muset regulovat provoz bezpilotních letadel. Cílem je zjistit, jak se s množstvím letadel mění prostor pro jejich práci, zda je v jejich silách řízení letového provozu bezpečně zvládat, popřípadě jak by jim mohly pomoci metody pokročilého automatického plánování. Řízení letového provozu je komplikovaný svět, kde nelze příliš experimentovat na fyzickém systému, takže je nutné využívat virtuální simulace.  Zmiňoval jste počítačovou bezpečnost. Vy osobně jste se zabýval využitím umělé inteligence pro zabezpečení komunikačních sítí. Jak pokračuje vývoj zde? Před lety jsem zakládal start-up, kterýse mimo jiné i ve spolupráci s firmou Cisco věnoval vy­užití metod strojového učení pro počítačovou bezpečnost. Později jsem nějaký čas pracoval přímo ve firmě Cisco a nyní, po návratu na ČVUT, ve výzkumu v této oblasti pokračujeme, ale už se nesoustředíme jen na velké korporátní komunikační sítě. Chceme pomoci zabezpečit komunikační sítě malých a středních podniků, které si obvykle nekupují vyspělé, ale velmi drahé systémy pro zajištění síťové bezpečnosti. Tyto firmy se mohou počítačovým hrozbám bránit těmi prostředky, které jim umožní jejich rozpočet. Naším cílem je, aby tyto firmy získaly alespoň informaci, jak moc jsou jejich sítě „zaneřáděny“ a jaká opatření by jim nejvíce pomohla.  V této oblasti lze využít metody vyvíjené v teorii her, že ano? Na základě teorie her například určujeme místa, kam do komunikační sítě umístit takzvané honeypoty. To jsou servery, které slouží jako návnada pro hackery a malware – mají přitáhnout jejich pozornost a umožnit analýzu jejich útočné činnosti. Tyto „lapače“ je třeba umístit do sítě tak, aby byly současně přitažlivým a dostupným, ale přitom ne podezřelým cílem.  Nastínil jste zde poměrně široký tematický záběr. Kolik má AIC pracovníků? Dohromady je nás 35: jeden profesor, čtyři docenti a ostatní jsou výzkumníci, odborní asistenti a doktorandi.  To znamená, že současně bádáte i učíte? Ano, jsme klasičtí vysokoškolští docenti a profesoři. Takže primárně se zabýváme vědou a výzkumem, ale zároveň podporujeme výuku – já jsem garantem studijního oboru umělá inteligence v rámci programu Otevřená informatika. Kromě toho, že přednášíme, nabízíme také studentům množství studentských projektových prací. Studenti se tak mohou podílet na výzkumných projektech a získávat v nich nové znalosti a zkušenosti.  Jak je to se spoluprací s ostatními pracovišti v rámci ČVUT, v ČR a v zahraničí? Na elektrotechnické fakultě spolupracujeme hlavně s katedrou kybernetiky, která je naší sesterskou katedrou a jsou na ní odborníci na tu část umělé inteligence, které se říká strojové učení. Jde například o statistické metody strojového učení nebo rozpoznávání obrazu. Dále spolupracujeme s katedrou počítačové grafiky a interakce a s katedrou řídicí techniky. Z jiných vysokých škol v ČR můžu uvést například společný projekt s Fakultou informatiky Masarykovy univerzity. V zahraničí máme dobré partnerství s některými školami v USA, jako jsou například Univerzita Jižní Kalifornie, Carnegiova-Mel­lo­nova univerzita, Texaská univerzita v El Pasu nebo Pensylvánská univerzita. Spolupracujeme také s britskými univerzitami. A pokud jde o spolupráci s průmyslem? Vzhledem ke svému předchozímu působení musím na prvním místě uvést firmu Cisco, která nám pomáhá financovat výzkum v oblasti počítačové bezpečnosti. Již jsem uváděl spolupráci s taxislužbou Liftago, dále jsme měli několik společných projektů s firmou Foxconn z Pardubic. Spolupracujeme i s některými firmami z USA a s globálně působícími firmami: Procter and Gamble, Hewlett and Packard, Google, IBM, Saab, Boeing a BAE Systems. Takže spolupráce s firmami je široká. Každý společný projekt je přitom trochu jiný.  Součástí vašeho centra jsou také start-upy. Ty vyhledáváte ke spolupráci, nebo u vás vznikají? Tyto firmy jsou inkubované v našem centru a jejich činnost vychází z výzkumné práce centra. Na prvním místě bych jmenoval Cognitive Security, která se věnovala, do té doby, než byla koupena firmou Cisco, počítačové bezpečnosti. Další je například AgentFly Technologies, zabývající se plánování a řízení letového provozu, Blindspot Solutions, která implementuje metody strojového učení a umělé inteligence jak pro americké start-upy, tak pro velké mezinárodní korporace, nebo Umotional, firma, která vyvíjí plánovače pro dopravu po městě, včetně dopravy cyklistické.  Vy jste začal svou profesní kariéru na ČVUT (například v roce 2004 jste byl jedním z autorů článku Multiagentní řízení, simulace a plánování výroby, který vyšel v našem časopise), potom jste pracoval na poměrně významné pozici ve firmě Cisco a po několika letech jste se vrátil zpátky na vysokou školu. Proč? Co Vás na akademické práci lákalo? Jsem duší vědec a akademik. Ovšem myslím, že do kariéry každého profesora patří, má-li tu možnost, získat zkušenosti z průmyslové praxe a vytvořit nějakou hodnotu pro průmysl. Já jsem působil ve firmě Cisco na pozici ředitele pro výzkum a vývoj a tou hodnotou, kterou jsem vytvořil, bylo vybudování pražského výzkumného centra. Když bylo toto centrum vybudováno, bral jsem to jako splnění svého cíle a vrátil jsem se zpátky na univerzitu, protože si myslím, že tady dokážu více než v průmyslové firmě.  Říkáte, že profesor by měl projít průmyslovou praxí. To určitě.  Ale současné hodnocení výzkumné a vývojové práce tomu moc nenahrává. Za působení v průmyslové praxi se nezískávají žádné body, výzkumník nemá žádné vědecké publikace… Vím, že je třeba rozeznávat kvalitní vědeckou práci od nekvalitní. Jenže i kdyby to měli hodnotit sami vědci mezi sebou, bylo by to těžké, protože každý nerozumí práci toho druhého a nedovede ocenit její náročnost a kvalitu výsledků. Takže mám respekt ke všem, kteří se do tohoto hodnocení pokoušejí zavést nějaké metriky, byť ne vždycky dokonale fungují. Já jsem dlouho působil v zahraničí jako výzkumník i jako přednášející a mám tam spoustu přátel a kolegů, takže vím, že na špičkových univerzitách, jako jsou například Stanfordova univerzita nebo Jihokalifornská univerzita v Los Angeles, to bývá tak, že úspěšný profesor si v určité fázi své kariéry založí start-up a zkusí se prosadit v podnikání. Firmy typu start-up nejsou zakládány navěky – taková firma se buď neprosadí a zanikne, nebo se prosadí a potom do ní vstoupí akcionáři či ji koupí velká korporace, takže už přestane být start-upem. Třeba na Stanfordově univerzitě, která je v oboru informatiky a počítačových věd určitě jedna z nejvýznamnějších na světě, minimálně polovina profesorů takto na určitou dobu opustí školu a podniká v průmyslu. Přináší jim to zajímavý pohled z praxe, který je potom přínosem pro celou univerzitu. Pravda ale je, že průmysl v Kalifornii – Stanford je v srdci Silicon Valley – řeší problémy, které jsou vědecké práci mnohem bližší než ty, které řeší průmysl v Čechách. Když kalifornský profesor odejde na čas do firmy Google nebo Uber nebo eBay, je to něco jiného, než když v Čechách určitou dobu pracuje jako ředitel nějakého výrobního závodu nebo pobočky zahraniční firmy. Nestačí, když výzkumník na nějaký čas odejde z univerzity a potom se tam zase vrátí, musí za ním být vidět výsledky, úspěch, vytvořená hodnota. Působení v praxi nemá výzkumníka „zdržovat“, ale posunout jej kupředu. Ale i u nás jsou profesoři se vztahem k praxi. Vezměte si například profesora Zdeňka Hanzálka z katedry řídicí techniky z FEL ČVUT – ten založil a tři roky vedl tým vývojového oddělení mechatroniky firmy Porsche Engineering Services v Praze. Potom se vrátil zpátky na plný úvazek na univerzitu, ale jeho působení u firmy Porsche je přínosem pro něj i pro školu. Samozřejmě, po návratu na výzkumnou univerzitu musí člověk zase začít vědecky pracovat – a publikovat kvalitní vědecké články. Není ovšem účelné hodnotit samotný počet článků, ale také jejich význam a dopad. Říci, že čím více článků, tím lepší vědec, není správné. Důležité je, aby články někdo četl, pochopil, navázal na ně. Proto třeba na Standfordově univerzitě nechtějí pro přijetí na profesorské místo seznam publikací, ale jen tři nejvýznamnější, u nichž komise hodnotí jejich význam a diskutuje o nich s autorem. Na základě tohoto pohovoru se potom komise rozhodne, zda bude uchazeč pro univerzitu přínosem a zda ho přijme.  No ano, ale to v té komisi nesmějí sedět úředníci, ale odborníci. To, co jste řekl, je velká pravda. Čím více je ve společnosti odpovědných jedinců, tím méně je třeba hodnocení algoritmizovat. Čím vyspělejší společnost, ať akademická, nebo občanská, tím méně potřebuje předpisů a postupů. Když je třeba vymýtit z univerzitního prostředí zřejmou a přebujelou nekvalitu, jsou hodnoticí algoritmy nutné, ale já věřím tomu, že nastupující generace vědců už bude i u nás natolik vyspělá, že bude schopná objektivně hodnotit své kolegy.  Můžete srovnat současnou situaci ve financování vědy v České republice a ve světě? Co nám v České republice chybí, jsou profesoři, kteří by měli pracovní smlouvu na dobu neurčitou a které by si platila sama univerzita. V USA dostane profesor na vysoké škole šestiletý kontrakt, a když se osvědčí, další smlouva už je na dobu neurčitou. Co je ale důležité, dostane plat, který mu stačí i bez grantů a ostatních projektů. Když získává granty, tak pro svoje doktorandy a mladé výzkumníky svého týmu. Když se nedaří, musí tento tým zúžit, ale svoji existenci už má zajištěnou, aniž by musel ohýbat hřbet před vědeckou komisí nebo vedením školy. To mu potom dává velkou svobodu k tvůrčí práci. To v Čechách zatím není. Myslím si, že profesor by neměl být závislý na grantech, měla by ho platit univerzita a měla by si vážit toho, že ho má, protože kvalitní profesoři přitáhnou na univerzitu také studenty a doktorandy. Profesoři jsou základem značky a hodnoty té které univerzity. Například na Stanfordově univerzitě je třetina zdrojů financování z výzkumu, třetina ze školného a třetina jde ze zdrojů univerzity – to jsou hlavně pronájmy budov a výnosy z fondů financovaných mecenáši a bývalými absolventy.  Kdo by měl být vaším absolventem – vědec a výzkumník, nebo inženýr připravený pro průmyslovou praxi? Naším absolventem by měla být osoba, která bude schopná nezávisle a kreativně pracovat. A je potom jedno, jestli zůstane v oblasti výzkumu a vývoje v akademické oblasti, založí si start-up, stane se úspěšným byznysmenem, nebo bude působit ve firemním výzkumu a vývoji. Důležitá je vždy samostatnost a kreativita. To má jednu velkou výhodu, že člověk je sám svým pánem, ale také nevýhodu, že je to velmi náročné. Je třeba překonávat velký stres a frustrace v době, kdy se právě nedaří. Každému se občas nedaří. Je třeba držet se dlouhodobých cílů, ale přitom je také flexibilně adaptovat podle získaných zkušeností. Je to náročné, ale stojí to za to.  Pane profesore, děkuji Vám za rozhovor.(Rozhovor vedl Petr Bartošík. Foto: Eva Vaculíková) Prof. Michal Pěchouček, vedoucí Centra umělé inteligence AIC na FEL ČVUT v Praze Prof. Dr. Ing. Michal Pěchouček, MSc. Profesor na Fakultě eletrotechnické ČVUT v Praze, vedoucí Centra umělé inteligence (AIC), vedoucí katedry počítačů FEL ČVUT, spoluzakladatel programu Otevřená informatika, zakladatel start-upů Cognitive Security, AgentFly Technologies a BlindSpot Solutions. Působil jako výzkumný pracovník na Univerzitě v Calgary (Kanada), později například jako profesor na Státní newyorské univerzitě v Binghamtonu (USA), na Univerzitě v Edinburghu (Británie) nebo v týmu Teamcore lab, zabývajícím se umělou inteligencí, na Jihokalifornské univerzitě v USA. Od roku 2013 do roku 2015 byl výkonným ředitelem CISCO R&D Centre v Praze. Zabývá se zejména multiagentními systémy, jejich modelováním a simulacemi a multiagentním plánováním. 

Nastane s příchodem Industry 4.0 změna klasického vertikálního pojetí PLC + HMI/SCADA + MIS/MES?

Základem HMI je soubor běžných provozních dat (spojité nebo stavové hodnoty fyzikálních veličin a jiné údaje o řízeném procesu), získaný z prostředí programovatelného automatu a poskytující obraz stavu technologického procesu. Nad touto množinou, obvykle databázového charakteru, jsou podle charakteru sledované výroby implementovány především vizualizační funkce, které jsou určeny ke sledování a ovládání technologie. Rozsáhlejší systémy HMI disponují prostředky pro recepturní řízení, historickými archivy s omezeným rozsahem a různými kalkulačními a jednoduššími reportovacími funkcemi, jejichž cílem je poskytovat podklady pro manažerská rozhodnutí řídicího personálu výroby.

Nový software Syngineer pomůže konstruktérům strojů a zařízení

Na letošním Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně představí společnost EPLAN nový software Syngineer – inovativní komunikační a informační aplikaci poskytující ideální základ společnostem zabývajícím se konstrukcí strojů a zařízení. Aplikace prostřednictvím modelu mechatronické struktury přímo propojuje systémy MCAD, ECAD a software pro PLC. Usnadňuje komunikaci napříč různými obory a výrazně tak urychluje konstrukční a vývojový proces v oblastech strojírenského, automatizačního a softwarového inženýrství.Veletrh v Brně bude místem, kde se návštěvníkům představí nový software Syngineer. Tato nová komunikační a informační platforma umožňuje synchronizaci mechanických a elektrotechnických komponent v týmech a napříč různými inženýrskými obory. Nabízí jednoduchý úvod do mechatronického inženýrství, který podporuje spolupráci mezi strojírenským, elektrotechnickým a softwarovým inženýrstvím. Syngineer poskytuje možnost vytvářet mechatronickou strukturu stroje na základě specifikací zákazníka, požadovaných funkcí a dostupných komponent. Všem požadavkům na vyvíjené zařízení je v systému Syngineer přiřazena mechatronická definice, která je transparentně zastupuje pro všechny zúčastněné inženýrské obory. Nový software je možné využít v každém podniku, kde chtějí účinnou inženýrskou podporu, rychlou a přímou komunikaci a efektivní výsledky. Synchronizace inženýrského procesuNutným předpokladem však je, aby se všechny inženýrské profese podílející se na tomto procesu dohodly na sjednocení mechatronické struktury. V této struktuře jsou definovány a zdokumentovány požadavky a závislosti. Tyto závislosti lze potom zase blíže specifikovat až na úroveň mechatronických komponent. Otevřený systém – úvod do mechatronikySystém je vhodný pro každou firmu a byl navržen tak, aby se mohl využívat okamžitě po instalaci. Komponenty a symboly ve strojírenských systémech jsou spojeny s mechatronickou strukturou pomocí funkce drag & drop. Platforma EPLAN je součást systému CAE a je navržena tak, aby byla otevřená pro systémy MCAD a programovací prostředí PLC. K dispozici je přímá integrace pro již mnoho systémů na trhu. Mezioborové procesy K efektivnímu propojení oborů je nezbytná cloudová aplikace, která nabízí možnost vzájemné komunikace mezi různými lokalitami v reálném čase. Pro to je v cloudu nainstalován hostitelský server, který umožňuje přístup z webového prohlížeče. Případné změny či nové specifikace lze přiřazovat přímo týmům příslušných oborů. Ty jsou následně všechny v jednu chvíli informovány a po dokončení úkolu mohou mechatronický projekt aktualizovat. Automatická upozornění na změny pomáhají předcházet chybám a zajišťují rychlejší komunikaci mezi jednotlivými odděleními. Funkce komentářů a chatu Kromě toho, že komunikační platforma umožňuje propojení vývojových systémů, mohou konstruktéři také vzájemně komunikovat pomocí chatu. Navíc jsou prostřednictvím automatických upozornění informováni o změnách v jiných oblastech. Konstruktér strojní části a vývojář softwaru tak automaticky dostanou upozornění, když např. elektroinženýr vymění motor za jiný typ. Mohou pak zkontrolovat, zda tato změna nemá vliv na jejich vlastní práci. Mechatronický kusovník Velmi podstatným rysem aplikace Syngineer je to, že nekonkuruje systémům PDM či PLM, ale naopak rozšiřuje jejich možnosti. Procesy v jednotlivých oborech budou i nadále řízeny v obvyklých systémech PDM/PLM. Výsledkem rozhraní specializovaných vývojových systémů pro jednotlivé obory s komunikační platformou je informace z tohoto rozhraní, která přenáší „konstrukční pokyny“ pro mechatronický kusovník do systému PDM/PLM. Strojní a elektrotechnické kusovníky tak již nebude nutné manuálně synchronizovat, aby se zabránilo duplicitám při objednávání. Předpokladem pro tuto funkci je, aby jak strojírenská, tak elektrická konstrukce měly rozhraní se systémem PDM/PLM, které již společnost EPLAN ve spolupráci s firmou Cideon vytvořila pro mnoho těchto systémů. (EPLAN ENGINEERING CZ, s. r. o.)Přehled výhod softwaru Syngineer:přímá a rychlejší komunikace mezi inženýrskými týmy jednotlivých oborů,snížení množství chyb,rychlé zobrazení změn v projektu,změny viditelné pro všechny zúčastněné na projektu,snazší dodržování termínů.Obr. 1. Software Syngineer usnadňuje spolupráci konstrukčních a vývojových týmů různých oborů webový prohlížečmobilní aplikacestrojírenská konstrukceAutodesk Inventor Autodesk Autocad Solidworks Solid Edgeelektrotechnická konstrukceEplanřízení projektůprodejvýrobaservisIT a softwarové inženýrstvíCodesys Windows Client

Flexibilita, optimalizace, inovace – trendy současné doby

Moderní doba si žádá rychlé, přesné a co nejefektivnější řešení. V průmyslové výrobě to platí dvojnásob. Průmyslové roboty byly dříve používány zejména v automobilovém průmyslu, a to pro efektivitu, kterou do výroby vnášejí. V současné době si roboty nacházejí místo v mnoha dalších odvětvích. Společně s nimi do výroby pronikají i řešení, která umožňují efektivnější práci i v mnoha dalších odvětvích a odděleních výrobních podniků – např. logistiky. Obr. 1. Automaticky vedené vozidlo Agile 1500 Společnost Comau uvedla na trh AGILE 1500 (obr. 1), plně automaticky vedený vůz, který pomáhá optimalizovat logistické toky a podporuje flexibilní a efektivní výrobu při zachování produktivity a ziskovosti celé výrobní linky. Tento vůz, který je modulární a plně rekonfigurovatelný, dokáže přepravit najednou až 1 500 kg, což napomáhá výrobě just-in-time a just-in-sequence. Je také dostatečně přizpůsobitelný, aby mohl být použit v mnoha výrobních a nevýrobních postupech. Mezi jeho hlavní výhody patří modularita, která snižuje investiční náklady, a plná kompatibilita s ostatními automaticky vedenými vozíky (AGV – Automatic Guided Vehicle), jejichž řízení je postaveno na platformě NDC8 od firmy Kollmorgen. Dále vyniká intuitivním programováním, minimální údržbou, bezpečností a ergonomií ovládání. Tento vůz je kolaborativní, tedy určený k přímé spolupráci s lidskou obsluhou, což společně se všemi již zmíněnými faktory pomáhá podnikům pracovat efektivněji. Agile 1500 patří do skupiny kolaborativních zařízení. Automatizací se během let zlepšily pracovní podmínky, lidé se zbavili těžkých, únavných a nebezpečných úkolů a povýšila se jejich pozice ve výrobním procesu, a to vše spolu se zvýšením efektivnosti a produktivity výroby a kvality konečného produktu. V současné době lze dosáhnout stejného stupně zlepšení díky těsné a přímé spolupráci mezi člověkem a strojem. Společnost Comau proto vyvíjí stroje jako Agile, kolaborativní roboty AURA, laserové zdroje LHYTE a další, které spolupracují s člověkem a neomezují se jen na obslužnou robotiku. I nadále však celá skupina robotů Comau zaujímá důležité postavení ve výrobních podnicích. Díky Comau se větší i menší firmy mohou zdokonalovat ve svém odvětví a zároveň reagovat na požadavky trhu. Pro více informací navštivte stránky comau.com/cz nebo stánek firmy Comau na MSV 2017 v Brně na jejím tradičním místě – pavilon G2, stánek 01. (Comau Czech s. r. o.) 

Prvotřídní poradenství – po celém světě přímo na místě

Automobilový trh je v pohybu. Základní vývojové trendy jsou: globální zaměření, rostoucí elektromobilita a zvýšený důraz na ochranu životního prostředí. Globální zaměření: Automobilové koncerny mají zastoupení po celém světě. Stanovují, často společně, mezinárodně platné standardy. Stále ještě malá úroveň mobility v mnoha zemích slibuje vysoké tempo růstu. Rostoucí elektromobilita: Počet vozidel s elektrickým pohonem roste. To má vliv na výrobu motorů a převodovek. Na důležitosti nabývá výroba baterií, buduje se infrastruktura pro dobíjení. Zvýšený důraz na ochranu životního prostředí: Výroba vozidel spotřebovává zdroje. Automobilové koncerny se snaží výrobu zefektivnit, zejména pokud jde o spotřebu energie. Heslem tohoto vývoje je termín „zelená továrna“. Automobilové koncerny na této cestě doprovází také firma Murrelektronik. Perspektivní produkty a koncepce umožňují v nově vznikajících výrobních úsecích realizovat hospodárné instalace. Inovační tendence nahrazení pneumatických komponent elektrickými odkrývá velký potenciál energeticky efektivní automatizace. A hlavně: po celém světě podporuje Murrelektronik automobilové koncerny přímo na místě svými silnými týmy. Díky husté síti je zajištěno prvotřídní poradenství a podpora. Společnost Murrelektronik chápe samu sebe jako prostředníka mezi zeměmi a technologiemi. Vždy se snaží splnit potřeby řidičů automobilů i jejich výrobců a ukazovat cestu k optimální koncepci instalace.  Příklad z praxe: I/O moduly MVK Metal v automobilovém průmyslu Roboty v automobilovém průmyslu musí plnit nejrůznější úkoly. A když je třeba vyměnit jejich nástroj, hraje se o čas. Vstupně-výstupní moduly MVK Metal s připojením push-pull jsou v tomto případě tím nejlepším řešením. Moduly umožňují velmi rychlé uvedení do provozu. To je vlastnost, která oslovuje mnohé výrobce automobilů, mj. i firmu Daimler AG, jež zaujímá v oblasti inovací výroby mezi automobilkami jedno z předních míst. Obr. 1. V této výrobní­ lince jsou použity I/O moduly MVK Metal od firmy Murrelektronik Montážním linkám moderních automobilek dominují roboty vybavené příslušnými nástroji. To je také případ montážní linky firmy Daimler v Sindelfingenu (obr. 1). V průběhu jednoho dne jen na jedné výrobní lince dochází k několika stovkám výměn nástrojů. Montážní linka je navržena tak, aby měla co nejvyšší produktivitu. Německé sdružení výrobců automobilů AIDA (Automatisierungsinitiative Deutscher Automobilhersteller), jehož členy jsou Daimler, Audi, Volkswagen, Porsche a BMW, definovalo rychlou výměnu nástroje jako takovou výměnu, kde mezi připojením napájení a prvním odesláním dat v cyklické komunikaci neuplyne více než 500 ms. Tomuto požadavku pomáhají vyhovět I/O moduly MVK Metal. S integrovanou funkcí Profinet Fast Startup (FSU) je nástroj po výměně připraven k činnosti do 400 ms. Významnou vlastností funkce FSU je to, že parametry, které je třeba přenášet z nástroje na nástroj, jsou pevně definovány a nemusí být pokaždé znovu automaticky načítány. Znamená to, že z řídicího systému jsou po změně nástroje nově přenášena jen relevantní data, nikoliv celý soubor parametrů. Navíc modul aktivně oznamuje řídicímu systému, že je připraven ke komunikaci, a není tedy třeba čekat, až na něj v komunikačním cyklu přijde řada. Moduly MVK mají kryt z jednoho kusu zinkové slitiny, a jsou proto odolné proti svařovacím okujím stejně jako proti oleji a lubrikantům. Zalitá elektronika je odolná proti rázům a vibracím. Moduly s připojením push-pull jsou k dispozici ve standardním provedení s pevně danými funkcemi vstupů a výstupů, ale také volně programovatelné. Moduly jsou vybaveny jednokanálovou diagnostikou. Vadné pozice jsou odpojeny bez toho, že by odpojení mělo negativní vliv na přilehlé kanály. Konstruktéři firmy Murrelektronik kladli velký důraz na snadnost údržby modulů a na jejich velkou spolehlivost. Obr. 2. Vstupně-výstupní­ modul MVK Metal s připojení­m push-pull Připojení push-pull založené na standardu Profinet umožňuje připojit najednou napájení i komunikaci bez použití nástrojů, rychle a pohodlně (obr. 2). Moduly MVK Metal mohou být díky své flexibilitě instalovány na měniči nástrojů, na nástrojích samotných, na podstavci robotu či v jeho bezprostřední blízkosti nebo v zásobníku nástrojů. Moduly MVK Metal často používají mnohé renomované automobilky i na jiných strojích a průmyslových zařízeních v provozu, ať jsou určeny k výrobě, montáži, nebo potřebné v logistice. Více informací: www.murrelektronik.cz.(Murreletronik) 

Compas automatizace, s. r. o. na MSV v Brně ve stánku G1 101

Inženýrsko-dodavatelská společnost COMPAS dodává řešení automatizace, robotiky a řízení výroby MES/MOM systémem COMES. Dlouholetou specializací společnosti je automatizace technologií s pohony strojů a linek na platformách Siemens a Beckhoff, především pro odvětví strojírenství a výroby automobilů. Letošní novinkou budou ukázky simulace výrobních linek s roboty softwaru pro digitální továrnu Tecnomatix. Obr.1. Simulace výrobní linky s roboty S partnery specializovanými v daném odvětví dodáváspolečnost Compas automatizace kompletní technologická zařízení.Návštěvníci budou mít rovněž možnost konzultovat své nové projekty v oblasti průmyslové automatizace, řízení a plánování, vyhodnocování výroby i budoucí vize např. Industry 4.0. Tuto vizi již naplňujeme u našich klientů konceptem Elektronického řízení výroby. Výrobní informační systém COMES byl uživateli vybrán již pro stovky aplikací řízení výroby a údržby. Vystavené exponáty: Digitální továrna            simulace automatizované výrobní linky s roboty COMES MOM                  flexibilní řízení výrobních/montážních operací ve vizi Industry 4.0 COMES koncepty            pro plánování a elektronické řízení diskrétní výroby COMES OEE                     monitoring a vyhodnocování efektivity výroby COMES Historian           sběr procesních veličin v cloudu COMES Maintenance     systém CMMS řízení údržby podniku Pozvánka MSV 2017 ke stažení ZDE. Na setkání s Vámi se těší Compas automatizace, spol. s r.o. - pomáháme Vám k úspěchu. www.compas.cz , www.oee.cz,  www.comes.eu .

Proti hlodavcům moderně, ekologicky a inteligentně

Jde o problém, o němž se mnoho nemluví, ale to neznamená, že neexistuje. Přemnožení hlodavci trápí nejen města, ale i mnohé průmyslové závody. Nejsou to jen potravinářské podniky, sklady, čistírny odpadních vod, skládky odpadu a závody na jeho recyklaci. Také průmyslové závody z jiných oborů vyhledávají hlodavci jako úkryt a mohou zde způsobovat značné škody. Proč je důležité s hlodavci bojovat? Především proto, že jsou to přenašeči zhruba padesáti nakažlivých chorob: infekční žloutenky, salmonelózy, leptospirózy a dalších. Škody způsobují také poškozením a znečištěním potravin nebo papírových obalů. Nebezpeční jsou i pro elektrické kabely a rozvody. Významné je též poškození dobrého jména firmy: jestliže kupující najde ve svém supermarketu v regále typický myší trus, asi to nezvýší jeho důvěru v něj.V minulosti se s hlodavci bojovalo především chemickými zbraněmi – myši a potkani se hubili jedem. V současné době se však trh přetváří a z důvodu ochrany životního prostředí se chemické prostředky na hubení hlodavců přestávají používat. Tím klesá úroveň znečištění pracovního i životního prostředí.Současně však také roste potřeba monitorovat přemnožení hlodavců, aby proti nim bylo možné v konkrétních oblastech včas zasáhnout. Boj s hlodavci se v mnoha zemích stal nejen ekonomickou, ale i politickou otázkou. WiseCon A/S je dánská firma, která se specializuje na inteligentní a dlouhodobě účinná řešení boje proti hlodavcům – bez použití chemikálií. Své produkty vyvíjí a vyrábí ve svém závodě v Helsinge, 50 km od Kodaně. V současné době se stala součástí firmy Anticimex A/S. Je mezinárodně uznávanou přední světovou firmou ve svém oboru, její výrobky jsou chráněné patentem a v souladu s předpisy EU. Nejefektivnější způsob, jak se vypořádat s hlodavciDůležité je, že s hlodavci se musí bojovat systematicky – jen tak se podaří trvale se jich zbavit, nebo alespoň udržet jejich počet pod kontrolou – ať jsou pod zemí, v kanalizační síti, nebo na povrchu, v budovách i mimo ně. WiseTrap – způsob, jak vyhubit hlodavce v kanalizační sítiHovoří-li o potkanech, je místem, kde tito hlodavci žijí, skrývají se a rozmnožují, zejména kanalizační síť. Když jsou vyhubeni v kanalizaci, zmizí i z povrchu.Obr. 1. WiseTrap – past určená do kanalizační sítě WiseTrap (obr. 1) je past, která se instaluje do průlezu kanalizace a hubí potkany přímo pod zemí. Pružinový mechanismus pasti je aktivován dvěma senzory, které snímají teplotu potkaního těla a jeho pohyb. Jestliže senzory detekují, že je potkan uvnitř pasti, pružina na něj spustí tupé bodce, které jej v okamžiku usmrtí. Potom se bodce opět vysunou a mrtvé tělo hlodavce je odplaveno vodou proudící v kanalizaci. Elektronika pasti zaznamenává počet zabitých potkanů, ale i hladinu vody v kanalizaci, teplotu, popř. další údaje. Tyto údaje je možné předávat do systému WisePlan a získat tak kompletní přehled o množství hlodavců v kanalizační síti. Optimalizace umístění pastí umožní vypořádat se i s masivním přemnožením potkanů. Obr. 2. Pasti WiseBox se umísťují na povrchu, nejlépe kolem stěn a do míst, kde hlodavci vyhledávají úkryt WiseBox hubí hlodavce na povrchuWiseBox (obr. 2) je inteligentní elektronická past, která hubí hlodavce na povrchu: v budovách, kolem nich, v parcích apod. Vzhledem k tomu, že past nepoužívá žádné jedy, lze ji umístit v podstatě kdekoliv. Pasti WiseBox využívají to, že hlodavci instinktivně vyhledávají úkryty. Umísťují se proto nejlépe u stěn, ať uvnitř budovy, nebo venku. V otevřených prostorech se instalují do míst, kde se hlodavci nejraději skrývají. Jestliže hlodavec vleze do klece WiseBox, ta se uzavře a hlodavec je rychle a spolehlivě usmrcen elektrickým proudem. Tělo je potom přemístěno do plastového vaku v uzavřeném koši, past se vrátí do původní polohy a je opět připravena k použití (obr. 3). Do vaku se vejde pět až sedm mrtvých hlodavců, než je třeba jej vyměnit. Inteligentní past WiseBox informuje uživatele prostřednictvím softwaru WisePlan e-mailem nebo SMS o odchycení hlodavce, potřebě vyměnit plastový vak či dobít baterii. Obr. 3. Princip činnosti pasti WiseBox1. hlodavec vleze do pasti a je v ní uzavřen 2. hlodavce usmrtí elektrický proud 3. mrtvé tělo je přemístěno do odpadního vaku 4. past je připravena k dalšímu použitíV sortimentu je celkem šest typů pastí, pro venkovní nebo vnitřní použití, napájené baterií (volitelně s dobíjením ze solárního panelu) a nebo z elektrické sítě a s různou úrovní funkcí: nejjednodušší nemají komunikační možnosti a je třeba je manuálně kontrolovat, nejkomplexnější odesílají informace o odchytu hlodavce, naplnění vaku, stavu baterie, ale třeba i teplotě apod. Boj s hlodavci řídí WisePlan z clouduSoftware WisePlan sbírá informace ze všech pastí: o počtu odchycených hlodavců, stavu pastí, ale např. také o teplotě, výšce hladiny v kanalizaci apod. Informace z pastí jsou odesílány prostřednictvím sítě GSM (GPRS). V softwaru WisePlan jsou všechny informace přehledně zobrazovány v reálném čase a současně ukládány pro potřeby dokumentace výskytu hlodavců v dané lokalitě. Pasti mohou být vybaveny také modulem GPS a jejich poloha potom je v softwaru WisePlan zobrazována v mapě (obr. 4). Obr. 4. Software WisePlan monitoruje výskyt hlodavců a stav všech připojených pastí Software WisePlan je cloudová služba. To znamená, že uživatel na své zařízení nemusí nic instalovat, všechny funkce a údaje jsou dostupné z běžného webového prohlížeče v počítači, tabletu nebo mobilním telefonu. Jediné, co musí udělat, je vytvořit si svůj účet chráněný heslem a do softwaru zadat sériová čísla svých pastí a jejich kontrolní kódy. Tím je zaručeno, že uživatel může sledovat informace jen ze svých pastí, ale nikdo jiný informace z jeho pastí vidět nemůže.Obr. 5. Kamera WiseCam zaznamenává aktivitu potkanů v kanalizaciInfračervená kamera WiseCam dokumentuje aktivitu hlodavcůHlodavci jsou obvykle nejaktivnější za tmy. Pro dokumentaci jejich aktivity je proto vhodná infračervená kamera. WiseCam je robustní infračervená kamera vhodná pro vnitřní i venkovní použití. Lze ji umístit i do kanalizačních vpustí (obr. 5). Může pracovat ve třech režimech: nepřetržitý záznam, detekce pohybu nebo detekce teploty a pohybu. Záznam je ukládán na paměťovou kartu a je možné jej přehrát na vestavěném displeji, který je součástí kamery.Úplný systém ochrany proti hlodavcům: Wise-IPopsaný systém se zdá být dokonalý, ale má jednu nevýhodu: všechny pasti jsou připojené k mobilní síti a komunikují se softwarem WisePlan v cloudu. V případě instalace většího množství pastí tak mohou růst náklady spojené s přenosem dat. Problém lze vyřešit tím, že údaje zpracovává jedna řídicí jednotka a ta potom odesílá data do cloudu.Wise-I je systém, který se skládá ze tří částí: Wise-I Master, Wise-I Trap a Wise-I PIR. Wise-I Master je řídicí jednotka, k níž může být bezdrátovou sítí připojeno až padesát zařízení: pastí Wise-I Trap a infračervených senzorů Wise-I PIR. Používá se bezdrátová síť s volnou topologií: jednotliví účastníci komunikace, pasti i snímače, mohou fungovat jako retranslační stanice. Tím se zvětšuje dosah a zlepšuje se spolehlivost komunikace. Data z jednotky Wise-I Master jsou přenášena do cloudového softwaru WisePlan. Je-li registrována aktivita hlodavců, je o tom uživatel informován SMS nebo e-mailem. Systém Wise-I je možné instalovat ve venkovním i vnitřním prostředí, a to i na obtížně přístupných místech: v kabelových žlabech, serverovnách nebo ve výrobních závodech. Jedním systémem lze pokrýt i rozsáhlou a komplikovanou oblast. ShrnutíRodenticidy, chemické prostředky proti hlodavcům, znečišťují životní prostředí a škodí i jiným živočichům, kteří mohou návnadu omylem pozřít nebo uloví otráveného hlodavce. Jsou velmi nebezpečné i pro lidi. Hlodavcům často způsobují pomalou a bolestivou smrt. Produkty firmy WiseCon naproti tomu nepoužívají žádné jedy a hlodavci jsou usmrceni okamžitě, aniž by zbytečně trpěli.Společnost WiseCon dodává inteligentní produkty, které jsou schopné vypořádat se s hlodavci, ať jsou to myši, nebo potkani, kdekoliv: v kanalizaci (WiseTrap) stejně jako na povrchu (WiseBox). Pro rozlehlé areály lze s výhodou využít ucelený systém Wise-I. Všechna zařízení komunikují se softwarem WisePlan v cloudu, jehož prostřednictvím může uživatel kdykoliv zkontrolovat vše potřebné: počet usmrcených hlodavců, stav pastí a jejich baterií apod. Umístění pastí vidí na mapě. Je zřejmé, že i boj proti hlodavcům lze vést moderně, chytře, efektivně, ekologicky – a humánně. (Bk)Rozhovor s Vedranem Tvrtkovičem, ředitelem firmy RodentCtrl – Saricotex s. r. o., která je autorizovaným distributorem firmy WiseCon A/S pro Českou republiku Obr. 6. Vedran Tvrtkovič, ředitel firmy RodentCtrl – Saricotex s. r. o. Pane řediteli, o problémech s hlodavci se příliš nemluví, ale zápasí s nimi mnoho průmyslových firem. Které obory průmyslové výroby mají s hlodavci největší problémy a jaké škody mohou potkani a myši způsobit?Samozřejmě nás jako první napadne potravinářský průmysl, kde hlodavci způsobují značné škody jak znehodnocením potravin pojídáním a vyměšováním, tak následným poškozením reputace firem. Navíc si ale hlodavci, jak nám samotné jméno naznačuje, musí neustále brousit zuby, což vede k tomu, že při infestaci areálu můžou způsobit také značné škody na majetku, obzvlášť kousáním kabelů. V současné době, kdy je čím dál tím víc výrobních procesů plně nebo částečně zautomatizovaných, způsobují překousané vodiče rozsáhlé škody a komplikace. Obzvlášť to platí u strategických objektů a institucí, kde i chvilkový výpadek má na svědomí nevyčíslitelné škody. Potřebuje-li se firma zbavit hlodavců ve svém areálu, jak má začít? Není nejlevnějším řešením oslovit deratizační firmu, která jednoduše položí domečky s jedem?Hlodavci jsou od nepaměti součástí našich životů a bude tomu tak i nadále. Aby se firma nebo instituce co nejlépe vyhnula problémům s hlodavci, je zapotřebí dodržovat prevenci a monitorovat výskyt tak, aby zákrok byl mířen efektivně a včasně. Nezřídka se stává, že je přítomnost hlodavců odhalena, až když je objekt značně zamořen. Na druhou otázku položím řečnickou otázku: „Není nejlevnějším opatřením proti požáru mít v koutě kýbl s vodou?“ Proč si vybrat právě firmu WiseCon A/S? Co všechno firma RodentCtrl – Saricotex nabízí v rámci služeb zákazníkům? WiseCon je v současnosti jediný systém na celosvětovém trhu, který bez použití jedu dokáže dlouhodobě, systematicky a efektivně zajistit ochranu proti myšovitým hlodavcům. Systém nabízí likvidaci a monitoring hlodavců 24/7. Likvidace je okamžitá, takže není nutné čekat pět až devět dní, než jed zapůsobí. Navíc produkty WiseCon designově zapadají do prostředí a nevzbuzují negativní pocity.Díky své sofistikovanosti je systém WiseCon ideální nástroj pro řízení rizik jako součást GxP poskytující potřebnou dokumentaci při různých analýzách. U komplexních řešení „šitých na míru“ dokážeme dlouhodobě snížit náklady spjaté s přítomností hlodavců o 90 %.V současnosti se naše firma kromě dovozu, distribuce, technické podpory a servisu zabývá také poradenstvím při projektování. U kanalizačních pastí WiseTrap nabízíme i jejich pronájem včetně služeb spjatých s údržbou, aby s tím klient neměl žádné starosti, a mohl se tak soustředit pouze na svou práci. Jaké certifikáty mají produkty od firmy WiseCon? Lze je používat třeba v potravinářských závodech? A jak je tomu například v prostředí s nebezpečím výbuchu, které se v průmyslu často vyskytuje?Pro vstup na trh musely být produkty firmy WiseCon opatřeny různými druhy certifikátů platných na území EU, ze kterých bych vytkl CE a UBA (Umweltbundesamt).Ano, produkty WiseCon lze používat v potravinářském průmyslu a zabezpečit tak ochranu proti hlodavcům a zároveň mít dokumentaci potřebnou k požadovaným standardům a normám v digitální podobě. Ze všech produktů WiseCon jedině WiseBox nelze používat v prostředí s nebezpečím výbuchu. Past WiseTrap splňuje direktivu ATEX. Děkuji za rozhovor.Rozhovor vedl Petr Bartošík.