Aktuální vydání

celé číslo

12

2021

Automatizace v chemickém a petrochemickém průmyslu

Průtokoměry a regulační ventily

celé číslo

Výhody použití jediného kabelu

Výhody použití jediného kabelu

Délka výrobních linek se v některých případech nepočítá na metry, ale na desítky metrů. To je i případ společnosti Sandvik Chomutov Precision Tubes, spol. s r. o., výrobce dlouhých korozivzdorných bezešvých trubek pro podmořské kabely. V jejím závodě je proto klasická automatizační technika již několik let úspěšně nahrazována moderními systémy s komunikačními sběrnicemi AS-Interface a Profibus.

Charakter výroby trubek

Sandvik Chomutov Precision Tubes, spol. s r. o., dceřiná společnost firmy Sandvik AB Švédsko, je jedním z největších světových výrobců korozivzdorných bezešvých trubek pro uživatele s nejvyššími požadavky na kvalitu, hospodárnost, přesnost a spolehlivost. Tyto produkty jsou většinou používány v podmořských kabelech, proto musí splňovat přísná kritéria zejména co do stálosti (slaná voda patří mezi vůbec nejagresivnější prostředí). Aby nedošlo ke kontaminaci trubek, úzkostlivě se při výrobě dodržují přísná hygienická pravidla. Velmi se dbá také na kontrolu. Všechny trubky procházejí mnoha podrobnými a s největší péčí prováděnými zkouškami a každá z nich získá svou vlastní dokumentaci na DVD (detailní záznam o všech technických parametrech trubky a operacích, kterými prošla). Trubky se válcují za studena v délce až 40 metrů a svařují (obr. 1). Konečné produkty, délky i několik kilometrů, jsou navíjeny na rozměrné kotouče a expedovány.

Obr. 1.

Obr. 1. Část linky na výrobu korozivzdorných bezešvých trubek ve společnosti Sandvik Chomutov Precision Tubes (foto Sandvik Chomutov)

Každá z výrobních linek podílejících se celém procesu výroby má svá specifika. Jedno je ale všem linkám společné – musí naprosto spolehlivě a bezpečně fungovat. K tomu se využívá zejména automatizační technika značky Siemens. „Dříve tu sloužily jen klasické systémy založené na kartách a rozváděčích. K nim neodmyslitelně patřila rozsáhlá a poměrně nepřehledná kabeláž, takže identifikovat poruchu zde nebylo snadné. Vzhledem k požadavkům na větší spolehlivost a menší náklady na výrobu jsme proto před několika lety společnosti Sandvik doporučili zavést novou techniku, tedy Profibus a zejména AS-Interface. Od té doby už „klasiku“ nepoužíváme,“ říká Ivo Kricner z firmy Noel-Plus, s. r. o., jejíž oddělení Elektro pro společnost Sandvik navrhuje a instaluje automatizační systémy.

Kouzlo jednoduchosti

Průmyslová komunikační sběrnice AS-Interface (Actuator/Sensor Interface) se od klasických řešení, vyznačujících se paralelním propojením každého prvku s řídicí jednotkou, liší již na první pohled. Při jejím použití totiž nejsou zapotřebí typické svazky kabelů – všechny senzory a akční členy jsou propojeny jediným kabelem se dvěma vodiči (obr. 2).

Obr. 2.

Obr. 2. Kabel pro sběrnici AS-Interface

Jednou z největších výhod při použití komunikační sběrnice AS-Interface v systémech automatického řízení je značná úspora nákladů. Místo objemných svazků kabelů (často z ušlechtilých kovů) je v tomto případě veden jen jediný kabel, k němuž se připojují jednotlivé moduly a senzory řídicího systému. To s sebou přináší další výhodu – jednoduchou instalaci, a tedy i úsporu času. Standardní systémy rovněž vyžadují větší počet přepěťových ochran, zatímco u systému AS-Interface stačí vždy pouze jedna ochrana pro jeden segment této sítě. Rovněž je sběrnice AS-Interface nenáročná na údržbu a velmi dobře odolává elektromagnetickému rušení.

Při přenosech větších množství dat na větší vzdálenosti je ovšem vhodnější sběrnice Profibus, jejímž prostřednictvím jsou v závodě společnosti Sandvik v Chomutově vzájemně propojeny automaty anebo řídicí systém s frekvenčními měniči. Na rozdíl od sběrnice AS-Interface však sběrnice Profibus vyžaduje stíněné vedení a má poměrně složitá pravidla zapojení.

Záruka bezpečnosti

V současné době je kladen stále větší důraz na ochranu zdraví a života pracovníků, a tedy na bezpečnost provozu. Tyto otázky jsou uspokojivě vyřešeny i pro sběrnice AS-Interface (nadstavba Safety at Work) i Profibus (nadstavba Profisafe). „Společnost Siemens je v tomto směru průkopníkem a nabízí prvky, které vyhovují i těm nejpřísnějším bezpečnostním normám. Zárukou jejich vysoké spolehlivosti je i několik mezinárodních certifikátů,“ říká Zbyněk Procházka, obchodní zástupce společnosti Siemens Ivo Kricner jeho slova potvrzuje: „Došli jsme k závěru, že Safety at work a Profisafe od firmy Siemens jsou tou nejlevnější cestou k získání certifikované bezpečnostní techniky.“ Bezpečnostní moduly typu AS-Interface zapojené do systému sběrnici neustále sledují a při jejím bezproblémovém chodu vysílají svou specifickou signaturu. Po aktivaci nouzového vypínače u některého z modulů tato signatura zmizí. Systém okamžitě zastaví celou výrobní linku a navíc obsluze přesně lokalizuje poruchu. U systému Profisave se tyto možnosti ještě znásobují. Výsledkem je, že veškeré požadavky stanovené normou jsou plněny s velkou rezervou.

Obr. 3.

Obr. 3. Z nabídky komponent systému AS-Interface značky Siemens

Společnost Noel-Plus používá ve svých řešeních téměř výhradně techniku značky Siemens (pokud si zákazník vysloveně nepřeje jiné provedení), a to pro její kvalitu i šířku nabídky. V závodě společnosti Sandvik v Chomutově je v současné době již více než polovina automatizovaných výrobních úseků řešena s použitím sběrnice AS-Interface či Profibus a postupná modernizace tento poměr dále mění ve prospěch nové techniky. Společnost Noel-Plus je systémovým integrátorem v tom nejlepším slova smyslu – navrhne klientovi řešení, připraví projekt a zrealizuje ho. Spolupráci s ní si pochvaluje i Zbyněk Procházka: „Specialisté společnosti Noel-Plus uvažují velmi komplexně a jejich práce pro firmu Sandvik je učebnicovým příkladem využití koncepce Plně integrované automatizace společnosti Siemens, známé pod zkratkou TIA – Totaly Integrated Automation. V této koncepci se na různých úrovních používají různé prostředky, z nichž se skládá celkový systém jako ze stavebnice.“

Noel-Plus, s. r. o.

Oddělení Elektro firmy Noel-Plus zaměstnává přibližně 30 lidí, z toho tři programátory a tři projektanty. Působí zejména v Chomutově a v blízkém okolí, kde pro své zákazníky navrhuje a instaluje automatizační techniku (většinou značky Siemens). Mezi firmou Noel-Plus a společností Siemens probíhá těsná a stále se prohlubující spolupráce.

Možnosti systému AS-Interface

Kabel sběrnice AS-Interface současně zvládá napájení připojených prvků napětím 24 V DC i přenos dat rychlostí 167 kb/s. Jde o cyklický přenos dat na principu master/multislave – k řízení je použit pouze jeden řídicí modul (tzv. master), který po přesně definovaných časových úsecích vyžaduje data ode všech podřízených modulů (slave). K jednomu řídicímu modulu lze připojit celkem až 62 modulů podřízených, z nichž každý může mít až čtyři vstupy a tři nebo čtyři výstupy (obr. 3). V praxi to znamená, že jedno řídicí zařízení dokáže komunikovat až s 248 vstupy a 186 (248) výstupy. Proudový odběr celé sítě dosahuje maximálně 8 A (jeden podřízený modul neodebírá více než 100 mA).

(Siemens, s. r. o.)