Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
Vývoj nového produktu je pro každou firmu velkou výzvou, zejména jde-li o novinku mířící na doposud nepopsaný trh. Šance na úspěch prudce roste v případě, že vývojáři dodrží plánovanou dobu vývoje a nepřekročí rozpočet. Firma ATN Hölzel GmbH zvládla vstup na trh s kogeneračními jednotkami s výkonem do 70 kW skutečně profesionálně. Podporu jí při tom poskytla společnost B&R, jejíž základna flexibilních řídicích prostředků, úplné a univerzální vývojové prostředí a licenční politika vstřícná k potřebám zákazníků pomohly odborníkům na automatizaci ve firmě ATN Hölzel dodržet všechna zadaná omezení.
Princip fungování kogenerační jednotky s malým výkonem je jednoduchý: spalovací motor na (bio)plyn nebo naftu pohání generátor. Vzniklé teplo se využívá k vytápění a k ohřevu užitkové vody a generátor vyrábí elektřinu. Vlastník systému elektřinu spotřebovává či dodává do veřejné sítě. Kombinovaným využíváním obou typů energie se v porovnání s konvenčním vytápěním a nekombinovanou výrobou elektřiny dosahuje lepšího využití energie obsažené v primárním zdroji.
Při bližším pohledu se ukazuje, že hlavními součástmi kogeneračních jednotek jsou sice motory a generátory, co však jednotky navzájem především odlišuje, je kvalita projektu a použitých měřicích a řídicích prostředků. Aby kogenerační jednotka dodávala energii ekologicky a ekonomicky, musí být všechny tyto prvky dokonale sladěny.
Kogenerační jednotky pro průmysl, obchod i domácí použití
Rozsáhlé know-how v oblasti automatizace, které firma ATN Hölzel získala v oborech lepení a při automatizaci a výrobě různých systémů (s mnoha referencemi v solární energetice a v automobilovém průmyslu), prokázalo při vývoji její první kogenerační jednotky svou kvalitu a cenu. Vývoj kogenerační jednotky firma zahájila za účelem získat zdroj elektřiny a tepla pro svou právě stavěnou novou budovu, a to za rozumnou cenu a s ohledem na životní prostředí. Tento prvotní impulz se posléze ukázal být natolik životný, že se stal základem vstupu firmy do zcela nové oblasti podnikání.
„V březnu 2008 jsme zahájili vývoj řídicího systému kogenerační jednotky s použitím komponent B&R,“ vzpomíná Markus Mirtschink, vedoucí závodu firmy ATN Hölzel. „Výjimečná univerzálnost řídicího systému této značky nás přivedla k tomu, že techniku B&R používáme nejen pro řízení kogeneračních jednotek, ale i pro automatizaci naší nové budovy v obci Oppach. Prostě jsme se nechtěli vzdát modularity, flexibility a funkčních schopností, které tento průmyslový automatizační systém nabízí.“
Výrobci strojů mohou při použití řídicích jednotek B&R, díky jejich vlastnostem, své produkty snadno, rychle a levně optimalizovat a upravovat, a to jak během vývoje, tak i kdykoliv později. Lze také snadno zavést doplňkové funkce s jednoznačným přínosem pro zákazníka, jak poukazuje Markus Mirtschink: „Naši zákazníci velmi oceňují statistické funkce a možnost údržby na dálku. Tyto funkce jsou jim k dispozici díky rezervám ve výkonnosti řídicí jednotky. Řídicí jednotka také nabízí velkou volnost při volbě způsobu vizualizace procesů a provedení uživatelského rozhraní. S tak širokou nabídkou funkcí a jejich snadným ovládáním se jinak setkáváme jen v oboru jednoúčelových strojů.“
Zvlášť přínosná je pro firmu ATN Hölzel skutečnost, že funkce přístupu na dálku nabízené řídicí jednotkou B&R je možné zprovoznit bez instalace jakéhokoliv dalšího hardwaru a nákladů na něj a že je lze okamžitě použít např. k instalaci nového softwaru do kogenerační jednotky.
Efektivní a levná tvorba softwaru
Náklady na hardware jsou pouze jednou částí problému. Druhou jsou náklady na vývoj softwaru.
I tato druhá část nabídky B&R byla pro pracovníky firmy ATN Hölzl vybírající nové řešení přesvědčivá. Markus Mirtschink říká: „Po přímém porovnání s běžnými průmyslovými řídicími jednotkami od ostatních známých výrobců jsme zjistili, že uživatelské rozhraní a intuitivní vývojové prostředí B&R má zcela zřejmé přednosti. Toto přesvědčení ještě zesílilo po aktualizaci vývojového softwaru Automation Studio na verzi 3.0.“
Vedoucí závodu si vývojové prostředí Automation Studio velmi cení proto, že v něm lze konfigurovat a programovat všechny produkty B&R, takže není nutné kupovat další programy. Navíc se neplatí žádné další licenční poplatky, jako např. za operační systém v řídicí jednotce kogeneračního soustrojí.
Naposled uvedený rys nemusí mít u kogenerační jednotky na první pohled zvláštní význam, neboť nejde o laciný výrobek, u kterého by licenční poplatky představovaly významnou část nákladů. Firma ATN Hölzel však dodává nejen kogenerační jednotky s výkonem 5 až 70 kW do komerčních a průmyslových objektů, ale vyvíjí také zmenšený model pro rodinné domky, u kterého by licenční poplatky nežádoucím způsobem ovlivňovaly cenu.
Univerzální řídicí základna pro kogenerační jednotky s výkony 2,2 až 70 kW
Jako řídicí a vizualizační základnu využívá společnost ATN Hölzel u všech svých modelů kogeneračních jednotek průmyslový panelový počítač B&R Power Panel 420 vybavený rozhraními Ethernet, USB, RS-232 a X2X, kartou CompactFlash a integrovaným displejem s dotykovou obrazovkou s úhlopříčkou délky 6" až 10" (podle výkonu systému). Power Panel je namontován přímo na zvukově utěsněnou skříň obklopující motor a generátor, zobrazuje stavy probíhajících procesů a umožňuje řídit kogenerační jednotku v ručním i automatickém režimu.
Řídicí systém kogenerační jednotky komunikuje s řídicí jednotkou motoru po sběrnici CAN. Rozhraní CAN je přitom realizováno prostřednictvím jednoho z modulů systému. Systém X20 dále obsahuje moduly digitálních a analogových I/O a modul pro přímý pohon krokového motoru regulujícího přívod paliva, a tím i výkon motoru.
Společnost B&R nabízí i další výrobky i podporu nejvyšší kvality
Při hodnocení nabídky řídicího systém pro kogenerační jednotku zaujal pracovníky firmy ATN Hölzel také další z modulů I/O řady X20. Markus Mirtschink to potvrzuje: „Společnost B&R byla za dodavatele řídicího systému kogenerační jednotky vybrána také pro svůj modul k měření množství energie a synchronizaci s elektrickou sítí obsažený v systému X20. Tento modul nám umožňuje snadno a levně zajistit nezbytnou synchronizaci generátoru se sítí. Měří i mnoho dalších parametrů sítě. Přesně to jsme hledali.“
V srpnu 2008, již po půlročním vývoji, pracoval první funkční prototyp a o necelé dva měsíce později byla první kogenerační jednotka spuštěna v nové budově firmy.
Schopnost dokázat tak mnoho za tak krátkou dobu významně souvisí s těsnou a konstruktivní spoluprací obou společností. V současnosti již také existují plány na pokračování v této spolupráci, jak poodhaluje budoucnost vedoucí závodu firmy ATN Hölzel: „Vynikající podpora ze strany společnosti B&R při návrhu a realizaci systému pro řízení kogenerační jednotky a flexibilita jejích výrobků samozřejmě sehrály svou roli při rozhodování o dalším využití produktů společnosti B&R v budoucích projektech výroby speciálních jednoúčelových strojů. Nyní například pracujeme na projektu dalšího vývoje naší úspěšné řídicí jednotky pro lepicí stroje, v níž se chystáme použít panelový počítač Power Panel 45 a která se po této modernizaci stane základem nové řady výrobků.“
(B+R automatizace, spol. s r. o.)
Obr. 1. Kogenerační jednotka dodává spolu se ztrátovým teplem také elektřinu – což v porovnání s konvenčními zdroji znamená značný nárůst účinnosti
Obr. 2. Kogenerační jednotky clever Maxi a clever Mini od firmy ATN Hölzel využívají k řízení a vizualizaci průmyslový panelový počítač Power Panel 420