Aby si mohlo rýpnout. magazín pro partnery a zákazníky sektoru Industry, divize Industry Automation and Drive Technologies (IA&DT) 2.

Transkript

1 Industry Fórum magazín pro partnery a zákazníky sektoru Industry, divize Industry Automation and Drive Technologies (IA&DT) Aby si mohlo rýpnout strana 14 Projekt Přesnější a včasnější data z etylenové jednotky strana 8 Ohlédnutí Přes 40 let na společné cestě strana 18

2 Editorial Vážení čtenáři, jak bývá každoročně u druhého čísla našeho časopisu zvykem, také nyní začínám svůj úvodník pozvánkou na jeden z nejdůležitějších veletrhů, kterých se divize IA&DT sektoru Industry společnosti Siemens pravidelně účastní. Na brněnském výstavišti se ve dnech 3. až 7. října uskuteční 53. ročník Mezinárodního strojírenského veletrhu a my budeme opět u toho. Tímto Vás srdečně zvu do pavilonu P ke stánku číslo 095, kde představíme novinky z oblasti řídicích systémů a pohonů pro obráběcí stroje, a do pavilonu D ke stánku číslo 006 na prezentaci nabídky našich převodovek a spojek. Bližší informace o expozici divize IA&DT na MSV 2011 se dočtete na následujících stránkách. Většina článků, které na Vás dále čekají, je opět věnována zajímavým zakázkám, které realizovaly naše partnerské firmy s naší podporou a s využitím technologií značky Siemens. Dozvíte se tak například o modernizaci etylenové jednotky v Unipetrolu RPA, kde byly mimo jiné nasazeny naše chromatografy a analyzátory, o rovnací lince pro hřídele a pastorky převodovek ve výrobním závodu společnosti Škoda Auto v Mladé Boleslavi, jejíž vylepšení umožnily řídicí systém Simotion P350-3 PN a sběrnice Profinet, nebo o modernizaci a celkové rekonstrukci jevištní techniky Slezského divadla Opava, postavené na řídicím systému Simotion D. V neposlední řadě se ohlédneme za úspěšnou, více než čtyřicetiletou spoluprací se společností Škoda Machine Tool z Plzně, která do svých obráběcích strojů instaluje ve velké většině řídicí systémy Siemens. Přeji Vám příjemné a podnětné čtení. Dr. Bohumil Brodský ředitel divize IA&DT, Siemens, s. r. o. 2 INDUSTRY FÓRUM

3 Obsah Obsah V E L E T R H 4 Co představíme na MSV Traverza, která hýbe trubkami 12 Návrh a realizace elektročásti děrovacího stroje P R O J E K T 14 Aby si mohlo rýpnout O H L É D N U T Í 18 Přes 40 let na společné cestě Úspěšná spolupráce Škoda Machine Tool Siemens P R O J E K T 20 Lisování přístřihů nabralo na rychlosti P R O D U K T Y 25 Stanovení výhřevnosti plynů P R O J E K T 8 Přesnější a včasnější data z etylenové jednotky Modernizace etylenové jednotky společnosti Unipetrol RPA v Litvínově Industry Fórum magazín pro partnery a zákazníky sektoru Industry, divize IA&DT, Redakční rada Ivana Jakoubková Vladimíra Hercogová Lukáš Hrabal tel.: iadtmarketing.cz@siemens.com Vydává Pro Siemens, s. r. o., vydává AC&C Public Relations, s. r. o., Čistovická 11, Praha 6 Šéfredaktor Michal Urban tel.: michal.urban@accpr.cz P R O J E K T 11 Pro dokonalejší výrobu převodovek Rovnací linky v závodu Škoda Auto P R O J E K T 16 Moderní řízení divadelní techniky v Opavě Sazba, zlom TAC-TAC agency, s. r. o., Vydáno v Praze dne Registrace MK ČR pod číslem E 8184 Industry Fórum vychází třikrát ročně a je distribuováno zdarma. INDUSTRY FÓRUM

4 Veletrh Co představíme na Mezinárodním strojírenském veletrhu 2011 Technologie frézování Společnost Siemens se zúčastní 53. ročníku Mezinárodního strojírenského veletrhu, který se na brněnském výstavišti uskuteční ve dnech 3. až 7. října V pavilonu P na stánku číslo 095 představí své novinky v oblasti řídicích systémů a pohonů pro obráběcí stroje. Jádrem expozice bude soustruh společnosti Kovosvit MAS Sezimovo Ústí, osazený nejnovějším řídicím systémem Sinumerik 828D. Siemens bude na veletrhu prezentovat také svou nabídku mechanických pohonů tuto expozici návštěvníci naleznou v pavilonu D na stánku číslo 006. Novinky v oblasti Midrange Nové funkční vlastnosti řídicího systému Sinumerik 828D budou prezentovány na soustruhu MT 550 výrobce Kovosvit MAS Sezimovo Ústí. Návštěvníci expozice společnosti Siemens se mohou těšit také na reálné ukázky obrábění. K dispozici jim budou podrobné technické informace o systému Sinumerik 828D, určeném pro technologie frézování a soustružení. Tento kompaktní řídicí systém najde Sinumerik 828D se Sinamics S120 a motory 1PH7/1FK7 Simulace zobrazení hotového obrobku ve 3D uplatnění zejména u výrobců, kteří na trh dodávají série obráběcích strojů jednoho typu. Sinamics S120 Combi V souvislosti s novým systémem Sinumerik 828D přichází na trh také novinka v oblasti kompaktních pohonů pro obráběcí stroje Sinamics S120 Combi. Tento pohon vyniká kompaktními rozměry, a snižuje tak nároky na místo v rozvaděčích. Jednodušší je také jeho instalace, a to díky systému inteligentního konceptu silových konektorů. Sinamics S120 Combi je flexibilní i díky možnosti rozšíření až na šest výkonových sekcí. Sinumerik Operate a Sinumerik MDynamics Technologický paket Sinumerik MDynamics představuje ve spojení s novým prostředím Sinumerik Operate pro ovládání systému výkonný řídicí nástroj pro obráběcí stroje. Sinumerik Operate je softwarové řešení, které výrazně rozšiřuje aplikační možnosti řídicího systému Sinumerik a zejména v oblasti frézování dále zvyšuje jeho náskok před jinými řídicími systémy. S pomocí těchto novinek lze docílit dokonale hladkého povrchu, což ocení zejména výrobci tělních implantátů a protéz. Dalším benefitem je výrazné zkrácení doby Sinumerik MDynamics obrábění, a to až o třetinu. Sinumerik Operate v sobě zahrnuje moderní ovládací obrazovky pro obsluhu, jež sjednocují známá ovládací prostředí HMI Advanced, ShopMill a ShopTurn do jednotného prostředí. Výsledkem je sjednocení vlastností všech těchto softwarových nástrojů do jednotné ovládací platformy tento krok s sebou přináší 4 INDUSTRY FÓRUM

5 Veletrh z řad veřejnosti rozšíření technického vzdělání v rámci kurzů obsluhy a programování produktů ShopMill a ShopTurn. Siemens během veletrhu tradičně naváže spolupráci se Svazem strojírenské technologie. V jeho expozici v pavilonu A bude pro zájemce k dispozici školicí pracoviště s devíti školicími sestavami se softwarem Sinutrain Operate. V průběhu veletrhu se zde budou konat soutěže mladých programátorů. Sinumerik 828D ve dvou provedeních významné zpřehlednění a zjednodušení obsluhy. V technologickém paketu MDynamics pro frézovací úlohy Siemens nabízí řešení garantující přesnost, rychlost a perfektní kvalitu povrchu. Sinutrain výukový software společnosti Siemens Jádrem Sinumerik MDynamics je nové inteligentní řízení pohybu Advanced Surface. Další funkcí je nové nástrojové hospodářství a programové vybavení pro jednoduché seřízení stroje. Nedílnou součástí jsou inovované technologické cykly, měřicí cykly a funkce pro High Speed Cutting (HSC). Sinumerik MDynamics je k dispozici jak pro tříosé stroje s řídicím systémem Sinumerik 828D, tak pro pětiosé stroje s řídicím systémem Sinumerik 840D sl. Na celosvětové špičce v oblasti kompenzace se Siemens ocitl díky řešení Volumetric Compensation System, které dokáže rychle, přesně a spolehlivě korigovat všechny geometrické chyby obráběcího stroje. Školicí pracoviště s programem Sinutrain Na veletrhu nebude chybět ani školicí pracoviště s výukovým softwarem Sinutrain, umožňujícím programování v systému Sinumerik a simulaci činnosti NC programů. Výukový software Sinutrain nabízí jednak alternativu pro technologickou přípravu výroby, především je však určen pro výuku programování na NC strojích. Je plnohodnotnou verzí řídicího systému Sinumerik a na PC se chová jako reálný stroj je tedy možné do něj nahrát konkrétní strojní data, využívat standardní cykly a všechny možnosti včetně transformací, nastavitelných, resp. programovatelných posunutí atd. Zájemci si na místě budou moci vyzkoušet také práci se simulačním kufrem vybaveným operátorským panelem systému Sinumerik 840D Solution Line. Vzhledem k tomu, že expozice bude z velké části věnována řídicímu systému Sinumerik 828D, nabídne také pracoviště na podporu technického vzdělávání s možností vyzkoušet si práci s novým ovládacím prostředím Sinumerik Operate. K vyzkoušení bude jednak výukový program Sinutrain ve verzi Operate (zájemcům budou zdarma k dispozici šedesátihodinové licence), dále pak simulační kufr s řídicím systémem Sinumerik 828D. Soustruh MT 550 společnosti Kovosvit MAS Sezimovo Ústí s výbavou Sinumerik 828D pak předvede vlastnosti tohoto řídicího systému při reálné činnosti. Siemens dlouhodobě úzce spolupracuje se středními a vysokými školami technického směru. Součástí expozice tedy bude představení VOŠ a SŠ Jičín certifikovaného školicího partnera společnosti Siemens, který nabízí pro zájemce Frézování Mechanické pohony Expozice v pavilonu D představí produktové portfolio mechanických pohonů značky Siemens Flender, které patří mezi světovou špičku v oblasti mechanických komponentů pro poháněcí techniku. Nabídka je zaměřena zejména na technologii převodovek a zahrnuje spojky, průmyslové převodovky, elektropřevodovky a velké převodovky pro průmyslové aplikace. Spojky a převodovky značky Siemens Flender jsou schopny přenášet krouticí moment od několika Nm až po řádově miliony Nm. K vidění budou standardní produkty z výrobního závodu v Penigu (průmyslové převodovky) a elastické, vysoce elastické, zubové či lamelové spojky z výrobního závodu Bocholt-Mussum. Mezi hlavní zajímavosti bude patřit kompletní speciální pohon pásového dopravníku, složený z přírubového elektromotoru, hydrodynamické rozběhové spojky kombinované s brzdovým kotoučem, kotoučové brzdy a kuželočelní převodovky. Použité pohonné komponenty tvoří jednu jednotku bez nutnosti instalace rámu pod motor Nový pohonný systém Siemens-Flender pro pásové dopravníky bez nutnosti vyrovnání a převodovku. Kuželočelní převodovka typu B3SF 10 je v provedení s přírubovou výstupní hřídelí. Hydrodynamická spojka typu FNDS s brzdovým bubnem slouží k zajištění plynulého a pozvolného rozběhu pásového dopravníku a omezení délky proudové špičky na elektromotoru. Kuželočelní převodovka má zvětšenou převodovou skříň a žebrování pro lepší odvod tepla. Tento příklad znázorňuje flexibilitu a šířku nabídky komplexního řešení pohonů počínaje elektromotorem přes nabídku různých druhů spojek až po prakticky neomezené množství různých typů převodovek. Obdobné typy pohonů umí společnost Siemens nabídnout pro aplikace s výkonem od několika kilowattů až po řádově megawatty. Na veletrhu se dále představí nová řada průmyslových převodovek Siemens Flender SIG a nová řada planetových převodovek Siemens Flender OmniDrive. V oblasti spojek pak bude prezentován inovovaný typ zubových spojek s typovým označením Siemens Flender Zapex ZN. INDUSTRY FÓRUM

6 Projekt Modernizace systémů potravinářského chlazení Firma SIDAT, spol. s r.o., partner společnosti Siemens, má na svém kontě již stovky úspěšně zrealizovaných projektů v České republice i zahraničí. Jednou z mnoha oblastí, v nichž svým zákazníkům nabízí řešení, je modernizace systémů chlazení v potravinářských výrobních podnicích. V uplynulých dvou letech realizoval SIDAT v této oblasti tři projekty pro významné zákazníky Plzeňský Prazdroj a.s., Královský pivovar Krušovice a.s. a Danone a.s. Systémy potravinářského chlazení jsou technicky podobná zařízení. Ve většině výrobních závodů má historicky každá z částí technologie své vlastní lokální řízení, celý systém potom obvykle pomocí lokálních regulátorů nebo malých lokálních řídicích jednotek ovládají operátoři ručně. Současné nároky na bezpečnost provozu, stálost výstupních parametrů a především na energetickou a personální úspornost však provozovatele nutí ke změně požadavků na řízení a obsluhu chladicích systémů. Nutnost rekonstrukce stávajících řídicích systémů Nové bezpečnostní a kvalitativní požadavky na energetickou úspornost chladicích soustav vedou k nezbytnosti zásadní rekonstrukce jejich stávajících řídicích systémů. Provozovatelé si ale v některých případech neuvědomují, že rozsah potřebné rekonstrukce nepředstavuje pouze výměnu lokálních regulátorů a lokálních řídicích jednotek za nový řídicí systém. Jde totiž o komplexní projekt, který zahrnuje analýzu systému chlazení z hlediska bezpečnosti a použitelnosti stávajícího vybavení, návrh a instalaci komponentů měření a regulace (MaR) a nových bezpečnostních prvků, návrh a implementaci řízení provozu kompresorů a kondenzátorů, demontáž stávajících řídicích systémů, implementaci kompletního nového řídicího systému včetně jeho integrace do nadřazeného podnikového řízení a v neposlední řadě také vytvoření provozních příruček a provedení veškerých revizí v souladu s platnou legislativou. Všechny tyto kroky rekonstrukčního procesu je přitom bezpodmínečně nutné realizovat za nepřerušeného provozu chladicí soustavy. Společnost SIDAT proto vytvořila modelový projekt komplexní bezodstávkové rekonstrukce. Jeho součástí jsou jednak metodické postupy pro analýzu a návrh nového řešení chladicí soustavy z hlediska bezpečnosti a použitelnosti stávajícího vybavení a dále postupy pro instalaci komponentů MaR a nových bezpečnostních prvků. Projekt rovněž obsahuje speciálně vyvinuté a otestované standardní softwarové komponenty pro optimalizaci řízení provozu kompresorů a kondenzátorů a provozu chlazení na základě informací o plánu z nadřazeného řídicího systému. Z provozního hlediska se náhrada stávajícího řídicího systému řeší unikátním paralelním režimem. Při něm jsou zabezpečeny podmínky pro postupný přesun, respektive instalaci algoritmů tak, aby bylo možné po omezenou dobu provozovat jak stávající, tak nový řídicí systém. Při vlastní realizaci se hlavní důraz klade na zachování bezpečnosti, maximalizaci dis- 6 INDUSTRY FÓRUM

7 Projekt ponibility chladicí soustavy pro potřeby výrobního podniku a na celkové vyladění systému řízení pro dosažení maximálních úspor v oblasti spotřeby energie a médií a v oblasti personálního zabezpečení obsluhy a údržby. Z výše citovaných tří projektů v Plzeňském Prazdroji, Královském pivovaru Krušovice a v mlékárně Danone v Benešově se nyní budeme podrobněji věnovat třetímu z nich. Systém chlazení ve výrobním závodě Danone Výrobní závod společnosti Danone a.s. je součástí jednoho z největších světových potravinářských koncernů a zabývá se výrobou mléčných produktů. Spolehlivě fungující systém chlazení je tak nezbytně důležitou součástí zdejšího provozu. Stávající řídicí systém měl však dvě nevýhody, které vyplývaly z nutnosti manuálně regulovat systém byla nutná nepřetržitá přítomnost obsluhy a regulace nebyla přirozeně optimální. Požadavek na automatizaci provozu Zákazník požadoval, aby se původní ruční provoz nahradil provozem automatickým, respektive aby existující systém doplnily další prvky měření a regulace a tyto prvky se připojily do nového řídicího systému s vizualizací, který bude následně řídit celou technologii, říká Ing. Miroslav Dub, CSc., jednatel firmy SIDAT. Nové řešení mělo rovněž zvýšit bezpečnost zařízení. V neposlední řadě vyvstaly požadavky na stupňovité řízení kompresorů, při němž se jednotlivé stroje zapínají podle momentálních potřeb výroby, a vytvoření lokální vizualizace, založené na OP panelech, včetně její integrace do nadřazeného systému. Z hlediska realizace bylo zapotřebí provozovat po určitou dobu původní a novou část řízení současně, zachovat bezpečnost (jedná se o zařízení se čpavkem) a zvládnout celou akci v období mezi výrobní špičkou a teplým počasím (únor duben 2011). Prvky MaR a řídicí systém Prostor strojovny vybavili specialisté firmy SIDAT novými prvky MaR. Šlo například o nejrůznější snímače tlaku, snímače pro čpavek, snímače teploty, hladinoměry a další zařízení, nezbytná k automatizaci a zajištění bezpečnosti provozu strojovny a technologie chlazení. Dále do stávající rozvodny kompresorů instalovali nový rozvaděč MR1 a osadili jej řídicím systémem Siemens Simatic S7-300, CPU 315-2DP, a jednotkou decentrální periferie Simatic ET 200S s odpovídajícím počtem vstupů a výstupů. Řada nových rozvaděčů s jednotkami Simatic ET 200S Do prostoru stávající rozvodny kondenzátorů přibyl nový rozvaděč MR4 s jednotkou ET 200S, a do něj byly zavedeny signálové vazby ze stávajících rozvaděčů dvou kondenzátorů. Do jednotek ET 200S, instalovaných do původních rozvaděčů v místnosti cirkulačních a podávacích čerpadel, se zase zavedly signálové vazby z řídicích systémů těchto čerpadel. Do dalšího rozvaděče (MR5) s jednotkou ET 200S, tentokrát nainstalovaného ve velínu, byly napojeny signálové vazby ze stávajícího rozvaděče systémů hlídání úniku čpavku a klimatizace hlavního výrobního bloku (HVB). V prostoru úpravny vody se do staršího rozvaděče RM60.6 instalovala nová jednotka ET 200S, do níž se následně zavedly signálové vazby ze stávajících regulátorů (technologická část Výroba ledové vody ). Nový nerezový rozvaděč MR6, opět osazený jednotkou ET 200S, v prostoru chladírny HVB byl propojen signálovými vazbami se staršími spotřebiči chladu (klimatizačními jednotkami) v chladírně. A konečně do nového nerezového rozvaděče MR7 s jednotkou ET 200S v prostoru HVB se zavedly signálové vazby ze stávajících spotřebičů chladu. Všechny jednotky ET 200S se následně propojily pomocí komunikační sítě Profibus DP s centrálním PLC S Průběh montážních a instalačních prací Realizace proběhla ve dvou hlavních odstávkách celé technologie chlazení, přičemž každá z nich trvala přibližně dvanáct hodin, a několika dílčích odstávkách jednotlivých částí technologie ty jsme vždy plánovali s ohledem na předpokládaný odběr chladu tak, aby nebylo nutné přerušit výrobu a chlazení v hlavním výrobním bloku. Úspěšně jsme zprovoznili modernizovaný řídicí systém i v takovémto provozním režimu, uzavírá pan Dub. SIDAT, spol. s r.o. Společnost SIDAT, spol. s r. o., působí v oblastech automatizace, řízení procesů a technologií, průmyslových informačních systémů a systémové integrace již přes 20 let a v současné době patří mezi nejvýznamnější české firmy ve svém oboru. Má přibližně 70 zaměstnanců, nejen občanů České republiky, ale také Slovenska, Finska, Francie a Španělska. Firma SIDAT je držitelem certifikátu Siemens Solution Partner Automation Specialist pro Simatic PCS 7 Process Control Systems a pro Simatic IT Manufacturing Execution Systems. INDUSTRY FÓRUM

8 Projekt Přesnější a včasnější data z etylenové jednotky Unipetrol RPA s. r. o. je předním českým producentem v oblasti rafinérských, petrochemických a agrochemických surovin. Mezi petrochemické produkty, které opouštějí bránu litvínovského výrobního závodu této společnosti, patří polyetylen a polypropylen. Důležitou součástí výrobního procesu těchto polymerů je etylenová jednotka. Ta prošla v letech modernizací, jejímž cílem bylo zpřesnit analytická data z jednotlivých procesů, zrychlit jejich získávání, a zvýšit tak efektivitu provozu. Zakázku zrealizovala firma ELMEP s.r.o. se subdodávkou od firmy POLY-ANALYSER s.r.o. v oblasti emisní analýzy a za podpory a s využitím měřicích technologií společnosti Siemens. ELMEP s.r.o. Společnost ELMEP s.r.o. se specializuje na komplexní dodávky a služby v oblasti automatizační techniky. Zaměstnanci firmy mají dlouholeté zkušenosti v oboru, získané prováděním údržby a oprav zařízení měření a regulace v náročném prostředí chemických provozů a realizací zakázek po celé České republice i v zahraničí. Tým odborníků je neustále rozšiřován o specialisty všech potřebných profesí na různých stupních odbornosti. Mezi zákazníky firmy patří celá řada odběratelů z těžkého i lehkého průmyslu, chemie, farmacie, energetiky, potravinářství, kosmetiky, vodohospodářství, automobilového průmyslu a dalších. Celý projekt nesl název Využití potenciálu APC (Advanced Process Controlling pokročilý systém řízení procesů). V jeho rámci bylo zapotřebí zajistit spolehlivé kvalitativní měření pomocí chromatografů, aby se na základě takto získávaných dat dalo rychleji a precizněji zasahovat do výrobního procesu, a tím zlepšit celkový výkon etylenové jednotky. Na etylenové jednotce v Litvínově je celkem deset pyrolýzních pecí, které zpracovávají suroviny plynné (LPG, etan a propan) i kapalné (HCVD hydrokrakovaný vakuový destilát, primární benzin a ve velmi omezeném množství i naftu). V principu jde o termické, nekatalytické štěpení za přítomnosti vodní páry, jehož hlavními produkty jsou etylen, propylen, C4 frakce a benzen. Úsek pyrolýzních pecí je energeticky nejnáročnější Projekt Využití potenciálu APC zasáhl hned několik technologických uzlů. První z nich, úsek pyrolýzních pecí, je energeticky jednoznačně nejnáročnější z celé etylenové jednotky. Kvalita řízení má okamžitý dopad jak na spotřebu topného plynu, tak na složení produkovaného pyroplynu (pyroplyn je vystupující plynná reakční směs obsahující vodík a uhlovodíky od metanu až po těžké olejové podíly, asi dvě třetiny této směsi však tvoří uhlovodíky C1 až C4). Pro optimální řízení spalovacího procesu je nutné mít neustále k dispozici informace o složení spalin. Zejména je nezbytné znát co nejpřesněji obsah kyslíku a oxidu uhelnatého nejekonomičtějšího provozu lze dosáhnout právě na hranici zadušení, která je indikována skokovým nárůstem obsahu CO ve spalinách. Oproti původnímu řešení se desetkrát zvýšil rozsah měření CO a dále přibylo měření obsahu oxidů dusíku, říká Ing. Otakar Mráz, technolog společnosti Unipetrol. Kontinuální 8 INDUSTRY FÓRUM

9 Projekt sledování složení produkovaného pyroplynu zase umožňuje pružně reagovat na změny složení vstupní suroviny, a kromě toho se tak do jisté míry eliminují odchylky měření výstupních teplot z pyrolýzních reaktorů. Původní uspořádání (jeden analyzátor společný pro dvě pyrolýzní pece) dodávalo data s mnohem nižší frekvencí. Nové analyzátory poskytují výsledky každé tři minuty a navíc lze jejich pomocí vyhodnocovat i průběh odkoksovacího procesu, neboť přibyla možnost sledovat obsah CO, CO2 a O2 na výstupu z pyrolýzního reaktoru. Potřeba extrémně přesného měření Dalším dotčeným úsekem byl úsek hydrogenace frakce C2, kde se sleduje kvalita vstupních i výstupních proudů acetylenového reaktoru (jde o dvouložový reaktor sloužící k hydrogenaci acetylenu na etylen). Tento úsek je extrémně náročný na přesné měření obsahu acetylenu v nástřiku i v produktu. Velkým přínosem zde bylo doplnění měření obsahu zbytkového vodíku za prvním i druhým ložem. Třetím úsekem, vybaveným novým měřením, byl úsek čištění vodíku označovaný jako PSA (Pressure Swing Adsorbtion), kde se proud vodíku čistí adsorpcí CO a CH4 ve čtyřech ložích za střídání tlaků. Dodatečné vyššího řízení. To je aplikováno jak v etylenové, tak v propylenové koloně, tedy v aparátech určených k separaci zmíněných produktů, konstatuje pan Mráz. Nové chromatografy značky Siemens Společnost ELMEP s.r.o. převzala rozjednanou zakázku od Siemens Karlsruhe. Deset stávajících chromatografů konkurenčního výrobce tak nahradily přístroje Siemens MAXUM. Umístěny jsou ve stávajících analyzátorových domcích na stávajících montážních rámech. Zároveň byly vyměněny dosavadní systémy úpravy vzorků a přemístěny vně analyzátorového domku (pro minimalizaci možného úniku hořlavých látek uvnitř tohoto domku). Pro potřeby nové technologie jsme zvýšili počet analyzovaných komponent a využili obě analyzační komory souběžně, vysvětluje jednatel firmy ELMEP Stanislav Stránský. Každá komora slouží jako samostatný chromatograf, čímž se odstraňuje nutnost přepínání proudů, a rychlost analýzy se tak zdvojnásobuje. Rychlejší odezva umožní efektivnější řízení provozu technologické jednotky. Další změnou oproti původnímu stavu je instalace nového chromatografu pro analýzu obsahu kyslíku, CO a CO2 ve vystupujícím pyroplynu z pyrolýzních pecí. jejichž nežádoucí přítomnost v minulosti výrazně negativně ovlivňovala spolehlivost a životnost analytické části původně instalovaných chromatografů. Na vyřešení tohoto úkolu se společně podíleli technici společností Unipetrol, ELMEP a Siemens Karlsruhe. Proběhla rovněž výměna 10 analyzátorů pro měření O2, a CO a nově měřené komponenty NO (Oxymat a Ultramat) včetně vybavených analyzačních skříní a otápěných vedení přívodu vzorků. Na výstupu jednotky PSA byl nasazen nový analyzátor Ultramat pro měření obsahu metanu. Výměnu analyzátorů a systémů úpravy vzorku provedla firma POLY-ANALYSER, zabývající se mimo jiné údržbou v areálu společnosti Unipetrol. Museli jsme také zajistit přenos dat ze všech tří analyzátorových domků do centrálního řídicího systému a komunikaci chromatografů s nadřízeným systémem, mimo jiné i z důvodu řízení automatického čištění odběrových sond. Tohoto úkolu se ujal produkt Siemens Network osazený jednotkami Scalance a NAU Network Access Unit. Komunikaci chromatografů s Network Cabinets jsme vyřešili datovým přenosem přes metalické kabely, Network Cabinets jsou propojeny optickými kabely. Chromatograf MAXUM Skříně s analyzátory plynů Úprava plynových vzorků pro chromatografy měření obsahu metanu ve výstupním proudu přináší velmi dobrou možnost korekce času provozu jednotlivých loží (v původním uspořádání tato možnost zcela chyběla). V neposlední řadě se projekt týkal i dvou hlavních produktů, tedy etylenu a propylenu. Kontinuální sledování kvality etylenu a propylenu bylo již v původním návrhu, ale nové měření přineslo vyšší frekvenci sledovaných dat, čímž došlo i k lepšímu využití systému Řešení obtížných úkolů Zvláštní pozornost zaslouží i nové řešení úpravy vzorku. Zde bylo nutné zajistit bezpečný automatický proplach dusíkem v určitých fázích technologie, neboť případné vniknutí analyzovaného vzorku s obsahem kyslíku do provozního vzorku by mělo za následek vznik explozivní směsi. Dalším obtížným úkolem byla eliminace stopového obsahu kapalné fáze uhlovodíků, Jednotky NAU slouží pro převod analogových a digitálních výstupů z analyzátorů Ultramat, respektive Oxymat do datové podoby. Analyzátory, chromatografy a aktivní prvky sítě NAU a Scalance tak tvoří rozlehlou průmyslovou datovou síť, poskytující v redundantní zálohované podobě výsledky a stavy analýz nadřazenému řídicímu systému, uzavírá pan Stránský. INDUSTRY FÓRUM

10 Projekt Traverza, která hýbe trubkami Zákazník z Ruské federace, který se zabývá výrobou a technologickým zpracováním trubek pro plynovody a ropovody, se během loňského roku rozhodl zvýšit bezpečnost práce, zjednodušit obsluhu a zdokonalit proces manipulace s trubkami ve svém výrobním závodu ve Vykse. Výsledkem tohoto požadavku se stal projekt teleskopické traverzy, který navrhla a zrealizovala opavská strojírenská firma Prestar, s.r.o. Koncept nového řešení je založen na využití a propojení komunikačních sběrnic Profinet I/O, IWLAN a AS-i. Původně probíhala manipulace s trubkami pouze pomocí kladnice, na kterou se trubka zavěsila. Tento způsob se ukázal jako nevhodný z technologického hlediska (docházelo k poškození vnitřního nátěru) i z hlediska bezpečnosti, a také byl náročný na obsluhu kromě jeřábníka vyžadoval účast dalšího pracovníka. Zákazník poptával pro modernizaci tohoto provozu zařízení s nosností 22 tun, které by dokázalo Prestar, s.r.o. Prestar, s.r.o., se sídlem v Opavě je strojírenská firma se zaměřením na výrobu zařízení pro automatizovanou výrobu a zpracování trubek a na výrobu manipulační a zvedací techniky. Byla založena v roce 1991 a zaměstnává přes 100 zaměstnanců, z toho 60 ve výrobě. Dodávaná zařízení Prestar projektuje, vyrábí, montuje a optimalizuje s týmem zkušených pracovníků přesně podle požadavků zákazníka. manipulovat s trubkami o délce mm a vnějším průměru mm, aniž by se při tom poškodila jejich povrchová úprava. Konečnou podobu navržené teleskopické traverzy s popisem funkcí a elektrorozvodů odsouhlasil zadavatel počátkem letošního roku. Výrobní práce započaly již koncem ledna a v květnu Prestar dokončil a dodal čtyři požadované kusy tohoto zařízení. Použití bezdrátové komunikace V kabině jeřábu se nachází řídicí systém S7-300 s rozhraním Profinet I/O. Jeho propojení s teleskopickou traverzou probíhá přes bezdrátovou síť IWLAN pomocí přístupového bodu Scalance W786-1PRO, umístěného na kabině jeřábu, a klientského modulu Scalance W744-1, nainstalovaného do rozvaděče na traverze. Zákazník také požadoval bezdrátové ovládání s displejem pro diagnostiku zařízení to se podařilo splnit díky bezdrátovému ovládacímu panelu MP 277, který disponuje 10 barevným displejem a slouží k ovládání, vizualizaci a diagnostice celého zařízení. Další požadavek, na přímou diagnostiku všech senzorů, vyřešili projektanti pomocí sběrnice AS-i, na níž jsou umístěny senzory s možností automatické detekce odpojení či vady. Pomocí této sběrnice se také přímo ovládají stykače a signalizační sloupek. Přechod ze sběrnice Profinet I/O na AS-i zajišťuje IE/AS-i LINK. K snadnějšímu navádění traverzy na trubku pak slouží bezdrátové kamery na traverze a monitory v kabině jeřábníka. Vyšší bezpečnost, nižší náklady Podle Ing. Michala Hemzala, softwarového inženýra firmy Prestar, nové řešení značně zvýší bezpečnost práce při manipulaci s trubkami, sníží náklady na obsluhu (manipulaci zvládne samotný jeřábník) a moderní diagnostický systém umožní rychlou detekci a opravu případných závad. Díky otevřenosti systému a jeho snadnému propojení s IT technologiemi je navíc možné jej dále rozšířit o komunikaci s nadřazenou úrovní řízení. 10 INDUSTRY FÓRUM

11 Projekt Pro dokonalejší výrobu převodovek Součástí rozsáhlého komplexu výrobních zařízení závodu Škoda Auto a.s. v Mladé Boleslavi jsou také rovnací linky pro hnací hřídele a pastorky převodovek, které se zde vyrábějí a montují. Společnost KBH CZ s.r.o. dodala do tohoto závodu v letech tři tyto stroje, letos pak následovaly další dvě rovnací linky pro nový typ převodovky. Jejich nejpodstatnější inovací bylo nasazení bezkontaktních laserových triangulačních senzorů, které umožnil především dostatečný výkon řídicího systému Simotion a průmyslové sběrnice Profinet. Hnací hřídele a pastorky pro převodovky se po obrobení výkovku zušlechťují na požadované pevnostní parametry. Při tomto zušlechťování však dochází k jejich prohnutí, proto se následně rovnají v rovnacích linkách tak, aby byla splněna tolerance házení pro následující proces broušení. Čím lépe je součástka vyrovnaná, tím menší je technologický přídavek na broušení, a tedy podstatně nižší provozní náklady a čas potřebný k tomuto procesu. Rovnací stroj pracuje následovně: nejprve se díl upne do hrotů, načež se otočí o 360 a proměří. Dále se vyhodnotí výsledky měření a vypočte házení. V případě, že je dosaženo požadované tolerance, díl se odepne, v opačném případě se natočí pro rovnání. Poté se vystaví příslušné podpěry a kladiva a určí rovnací zdvih pomocí samoučícího algoritmu. Nakonec se tento zdvih provede. Celý proces, počínaje proměřením, se opakuje do úplného vyrovnání nebo do překročení počtu zdvihů. Výhodné použití laserových bezkontaktních měřidel Přerovská firma KBH CZ, česká pobočka německé společnosti KBH Produktions Automation, letos dodala do závodu Škoda Auto v Mladé Servisní PC SINAMICS S120 SIMOTION P350-3 UPC Boleslavi dvě nové rovnací linky. Jejich největší inovací bylo nahrazení etalonových kol pro měření ozubení a drážkování bezkontaktními laserovými triangulačními senzory. Použití laserových bezkontaktních měřidel má oproti předchozímu řešení řadu výhod zejména jednoduchou údržbu, výrazně menší provozní náklady, jednodušší možnost seřízení na jiný typ obrobku a nulové opotřebení. Nasazení této technologie měření umožnily především výkonné produkty značky Siemens v čele s řídicím systémem Simotion P350-3 PN, který pracuje v průmyslovém PC na bázi operačního systému Windows XP. Systém zajišťuje PLC a polohovací funkce v reálném čase a rovněž vizualizace, důležité pro interakci stroje s obsluhou. Připojení digitálních a analogových I/O, zejména pak měřicích laserových senzorů, se uskutečňuje prostřednictvím decentrálních periferií Simatic ET 200S. Použité moduly ET 200PRO zase slouží k připojení digitálních I/O automatizace přímo na stroji. Všechny periferie komunikují s řídicím systémem prostřednictvím výkonné průmyslové sběrnice Profinet. Dva tisíce konzistentních měření za sekundu Sběrnice Profinet s ekvidistantním taktem půl milisekundy umožňuje dva tisíce konzistentních měření za sekundu to už je dostatečný počet měření pro vyhodnocení házení ozubení nebo drážkování hnacích hřídelů a pastorků, říká Ing. Josef Vicenec, softwarový inženýr a programátor firmy KBH CZ, a pokračuje ve výčtu výhod použitého řešení: PC architektura dává dostatek prostoru k dokonalému vyhodnocení a archivaci procesních dat rovnacího procesu, které je důležité zejména pro diagnostiku problémů s rovnáním a pro nastavení jeho technologických parametrů. Dostatečný výkon řídicího systému také umožňuje implementaci samoučících optimalizačních algoritmů pro výpočet zdvihů rovnacího beranu, a tím i postupnou optimalizaci rovnacího procesu, doprovázenou výraznou redukcí počtu potřebných rovnacích zdvihů. ET 200 pro ET 200s INDUSTRY FÓRUM

12 Projekt Návrh a realizace elektročásti děrovacího stroje INTESO S3170T tak se nazývá jednoosé hydraulické prostřihovací zařízení s lineárním pohonem pro bezdeformační prostřihávání uzavřených profilů a trubek o maximální délce sedmi metrů. U jeho vzniku stála mimo jiné i společnost ETS-C, certifikovaný partner divize IA&DT společnosti Siemens, která nasazuje produkty Siemens v naprosté většině svých aplikací. Výjimkou není ani elektročást výše zmíněného stroje. Stroj INTESO S3170T slouží k vytváření otvorů v ocelových trubkách a profilech, které se využívají zpravidla v konstrukcích, kde se uplatňuje systémové děrování například ve skladovacích nebo prodejních regálových systémech. Strojní část tohoto zařízení vytvořil jeho výrobce, společnost INTESO TRADE, hydraulickou část dodala firma CHVALIS, kompletní řešení elektročásti od vyprojektování až po zprovoznění a dokumentaci pak zajistila společnost ETS-C. Základem děrovacího stroje jsou tři regulované pohyby posuv materiálu skrz prostřihávací jednotku, vlastní pohyb střihacího nástroje a polohovacího přípravku pro správné vystředění a uchycení prostřihávaného materiálu v okamžiku prostřihu. Jde tedy o tři technologické osy, které musí být vzájemně správně sekvenčně řízeny. Původní autonomní řídicí systémy nahradil Simotion D425 Původní koncepce stroje vycházela z jednotlivých autonomních systémů. Samostatnými řešeními byly logické řízení pomocí klasického PLC i úloha polohování jednotlivých os příslušnými měniči s pomocným vybavením pro servořízení. Nová koncepce elektrovýzbroje děrovacího stroje spočívá v použití komplexní řídicí jednotky řady Simotion, která dokáže nahradit všechny původní autonomní řídicí systémy použité na tomto stroji, vysvětluje Ing. Libor Fejfar z firmy ETS-C. Díky možnosti rozšiřování vstupů/výstupů této řídicí jednotky pomocí systémových sběrnic DriveCliQ, Profibus DP a Industrial Ethernet jsou do ní zavedeny všechny procesní veličiny stroje. Řídicí jednotka Simotion D425 vykonává jak logické řízení stroje, tak proporcionální regulační úlohy i sekvenční úlohy potřebné k řízení celého zařízení. Dále je v ní zaintegrována elektronika pro frekvenční měnič řady Sinamics S120, který napájí dva elektrické lineární motory, s jejichž pomocí probíhá posuv (díky možnostem řídicího systému řady Simotion a frekvenčních měničů řady Sinamics S120 se totiž tyto motory napájejí pouze z tzv. výkonového modulu frekvenčního měniče PM340 s tím, že řídicí elektronika měniče je ve skutečnosti začleněna do řídicí jednotky stroje). Osy prostřihu a polohování obrobku jsou realizovány pomocí hydraulických pohonů s lineárním odměřováním polohy a řízením pomocí proporcionálních hydraulických ventilů. Logické vstupy a výstupy se čtou a generují přes periferii řady ET200S. Ke snímání poloh jednotlivých os slouží moduly SME20 a ADI4, pro analogové veličiny se využívá modul TM31. Komunikaci s obsluhou zajišťuje operátorský panel OP277, jehož prostřednictvím má obsluha stroje možnost zadat jak potřebné parametry stroje, tak děrovaného profilu pomocí tohoto panelu je rovněž informována o diagnostice stroje, kterou trvale provádí řídicí systém. Použitý řídicí systém Simotion D425 a operátorský panel OP277 vytvářejí ze stroje univerzální zařízení v rámci technických možností prostřihávacího stroje. Prakticky to znamená, že obsluha má možnost do paměti řídicího systému uložit všechna 12 INDUSTRY FÓRUM

13 Projekt 3 otázky pro... Jakuba Stárka, projektového manažera společnosti INTESO TRADE potřebná nastavení parametrů pro různé typy výrobků a následně měnit výrobu pouhým vyvoláním tzv. receptur z paměti řídicího systému. Řada zásadních výhod Nové řízení, založené na systému Simotion, přineslo ve srovnání s předchozím řešením zákazníkovi řadu zásadních výhod. Jsou to zejména tyto: Veškeré řízení stroje (logické, sekvenční, proporcionální) probíhá v jednom CPU v řídicím systému, a odpadá tak nutnost fyzického propojování jednotlivých autonomních systémů pro zajištění jejich vzájemné spolupráce (jako například souběh všech tří pohyblivých os stroje). Komplexní diagnostika komponentů pro vlastní řízení, zpracování signálů z technologie až po regulované akční členy, ETS-C s.r.o. Společnost ETS-C s. r. o. se zabývá komplexními službami v oblasti regulovaných pohonů a řídicích systémů od projektu přes výrobu a oživení až po pravidelný servis provozovaného zařízení. Dále se zabývá vývojem speciálních polovodičových měničů pro elektroenergetiku. U aplikované měničové techniky a řešení automatizačních úloh sází společnost ETS-C na výrobky značky Siemens. Vysoký výpočetní výkon CPU v řídicím systému a přehledná vnitřní architektura, umožňující řešit všechny uvedené úkoly v jednom CPU pomocí různých programovacích jazyků, vhodných pro jednotlivé části řízení. Vysoká konektivita řídicího systému pomocí systémových sběrnic DriveCliQ, Profibus DP a Industrial Ethernet, umožňující snadné připojení dalších periferií. Zvolený řídicí systém řady Simotion navíc umožňuje dálkovou diagnostiku stroje prostřednictvím internetu, a to bez dalších přímých nákladů. Simotion D425 je díky své struktuře a výpočetnímu výkonu CPU velmi variabilní a bez větších nákladů rozšiřitelný jak v rámci stroje, tak pro případné začlenění stroje do výrobní linky. INTESO TRADE s.r.o. INTESO TRADE s.r.o. je strojírenská obchodně-výrobní společnost, která byla založena v roce V posledních letech se specializuje na technologie bezdeformačního děrování profilů. Tuto technologii zakomponovává do výroby prostřihávacích nástrojů, strojů a kompletních výrobních linek. Jaké jsou vaše dosavadní zkušenosti s novým řešením elektročásti stroje Inteso S3170T? Výborné. Stávající řešení stoprocentně naplnilo, ba dokonce předčilo naše očekávání. Nové technologie umožňují skloubit PLC řízení Siemens s prakticky všemi známými rozhraními výstupu elektrického signálu. Ať už se jedná o Pt100 snímač teploty, systém lineárního odměřování přímo v kolejnicích nebo jen o výstupy všemožných snímačů, čidel a optických závor, které naši konstruktéři do stroje zakomponovali zkrátka jsme nenašli neřešitelnou překážku. Velké plus shledávám ve velmi přehledném LCD displeji, díky němuž je práce při programování stroje velmi intuitivní. Seřizovací práce na stroji dnes zvládne i šikovný dělník bez zásahu odborníka, a práce na stroji se tak stává efektivnější. Které výhody nových technologií nejvíce oceňujete? Určitě je to bezúdržbový provoz, snadná diagnóza případných obtíží, možnost servisního zásahu přes LAN připojení Osobně velmi oceňuji systém nápovědy, který velice připomíná uživatelské rozhraní klasického PC. Při pohledu zevnitř stroje musím opět zmínit flexibilitu a univerzálnost systému, která se zdá být neomezená. Počítáte s využitím řídicích systémů Siemens i u dalších strojů z produkce vaší společnosti, případně s rozšířením stávajících systémů? Siemens se projevil jako opravdu dobrá volba a v současnosti řídí všechny stroje firmy INTESO TRADE. Nevidím tedy žádný důvod, proč by naše stroje měl v budoucnu řídit jiný systém. O rozšiřování stávajících systémů a funkcí na standardních strojích neuvažujeme. Jsme ve fázi, kdy máme vypracované portfolio strojů, ze kterých si naši zákazníci vybírají nejvhodnější variantu. Nicméně při návrhu speciálního stroje na zakázku je Siemens vždy volbou číslo jedna. INDUSTRY FÓRUM

14 Projekt Aby si mohlo rýpnout Po téměř pětadvaceti letech vznikl v České republice nový kolesový velkostroj pro těžbu v povrchových hnědouhelných dolech, jehož slavnostní uvedení do provozu proběhlo 6. června za účasti prezidenta republiky Václava Klause. Unikátní rýpadlo KK 1300, navržené a vyrobené pro společnost Severočeské doly, je vysoké téměř jako Petřínská rozhledna a na váze by jej vyrovnalo přibližně vozů Škoda Octavia. Siemens se může pochlubit významným podílem na úspěchu tohoto projektu, a to z pozice dodavatele všech měničů, motorů a řídicího systému. Kolesové rýpadlo KK 1300, určené pro těžbu nadložních zemin a těžko rozpojitelných pevných jílovců, bude nasazeno na Dolech Bílina Severočeských dolů. Respekt budí tento stroj již na první pohled jeho celková výška dosahuje 53 metrů, přičemž koleso je se svým průměrem 13 metrů vysoké jako čtyřpatrový dům. Koleso má na svém obvodu 15 korečků, objem každého z nich odpovídá litrům. Impozantní je také hmotnost stroje téměř tun. Stroj těží horninu pomocí zmíněného kolesa, respektive korečků. Hornina se poté sype na gumotextilní kolesový dopravní pás, který ji přemístí do střední části zařízení, kde se větší kusy rozruší dvourotorovým drtičem. Další dopravníkové pásy pak vytěženou horninu přesunou do poslední části s výsypkou, odkud putuje pomocí důlní pásové dopravy na skládku. Rýpadlo KK 1300 navrhli, vyprojektovali a smontovali technici společnosti Noen a vyrobila je firma Prodeco. Elektrovýbavu dodala firma Bohemia Müller ve spolupráci se společnostmi Elektroprim Koutník, MOTOR-GEAR a Blumenbecker Prag. Poslední jmenovaná firma měla na starosti také zapojení, dimenzování a zprovoznění pohonů i projektování, programování a oživení řídicího systému. Úzce při tom spolupracovala s produktovými specialisty a technickou podporou Siemens, s.r.o., a s centrálou Large Drives společnosti Siemens v Norimberku. 14 INDUSTRY FÓRUM

15 Projekt Rýpadlo v číslech délka: 180 m výška: 53 m průměr kolesa: 13 m objem korečku: l rychlost pojezdu: 2,5 10 m/min výkon pohonu kolesa: 2 x kw šířka dopravních pásů: 2 m rychlost dopravních pásů: 4,1 m/s celková hmotnost: t Koleso, hlavní zařízení rýpadla Hlavním zařízením rýpadla je koleso, které je současně vystaveno největší zátěži. Ve skrývce, jak se vrstva zeminy nad uhelným ložiskem nazývá, se nachází pestrý materiál od úrodné půdy přes půdu kamenitou, ale především jíl, který se ve spodních vrstvách chová jako kámen. Při bagrování v takových strukturách tedy často dochází k přetěžování, je však zároveň zapotřebí stroj velmi přesně ovládat. S pomocí nejmodernější techniky dosáhli konstruktéři vysoké přesnosti a předvídatelného chování stroje při zvýšené zátěži, což má přímý vliv na zvýšení provozní dostupnosti, a tedy i produktivity stroje. Koleso je osazeno největšími motory kw, které pracují paralelně do jedné převodovky. Jejich synchronizaci umožňují právě měniče Sinamics S120. Ty navíc zajišťují plynulý rozběh všech motorů při jejich plném krouticím momentu stroj se díky tomu může například rozjíždět v nerovném a kluzkém terénu bez prokluzování pásů. Plynulý rozběh kolesa, otoče a pojezdových pásů zvyšuje životnost nejdražších, mechanických částí bagru, neboť je chrání před mechanickými rázy, které je při častém a dlouhodobém působení mohou zcela zničit. Měniče slouží také k co nejplynulejšímu pohybu pásů, po nichž se transportuje kolesem vytěžená zemina. Skrývka totiž často obsahuje těžké kusy zkamenělého jílu, jež pásy nerovnoměrně zatěžují. V zimním období se zase stává, že se při zablokování pásu navrší materiál, který navíc k pásu přimrzne. Díky napájení z frekvenčního měniče nedojde k prudkému odtrhnutí pásu od materiálu a následnému prokluzu, čímž se výrazně zvyšuje komfort a provozní dostupnost bagru. Mnoho výhod frekvenčních měničů Další výhodou napájení motorů z frekvenčních měničů je snížení tzv. rozběhového proudu motoru. Ten při přímém napájení odpovídá až sedminásobku jmenovitého proudu motoru, zatímco při napájení z měniče je maximálně 2 2,5násobný, což navyšuje životnost motoru, spínacích prvků i napájecího transformátoru. Pohony, které zajišťují zdvih hlavního ramene bagru s kolesem a zdvih kabiny řidiče, jsou zase náročné na přesnost, bezpečnost a velmi proměnlivou zátěž. Měniče Siemens disponují sadou funkcí pro jeřábové pohony, jejichž charakter je prakticky shodný se zdvihem bagru. Rovněž disponují bezpečnostními funkcemi, jako je třeba bezpečné zastavení, které jsou často i životně důležité pro obsluhu bagru. Při výčtu svalů a kostí velkostroje však nesmíme zapomenout ani na mozek tohoto zařízení, jímž je řídicí systém Simatic. Ten celý stroj řídí, zajišťuje soulad činností jednotlivých jeho částí a umožňuje komfortní ovládání, díky němuž se zvyšuje produktivita a snižuje riziko chyb, způsobených lidským faktorem. Vše pohánějí motory a měniče Siemens Pásové pojezdy, tedy pásy, jejichž pomocí se rýpadlo pohybuje, nakládací a předávací pás, otoč (horní část stroje je otočná), zdvih hlavního ramene s kolesem, spojovací pás, kolesový pás i samotné koleso vše pohánějí pouze motory značky Siemens řad n-compact a h-compact (v provedení pro frekvenční měniče na nízké napětí, s žebrovým vzduchovým chlazením a v krytí IP55) ve spolupráci s frekvenčními měniči řady Sinamics S120 CM (ve skříňovém provedení s modulárním uspořádáním střídačů a napájecích jednotek). Motory i měniče jsou dimenzovány podle přísných pravidel na vysoké přetížení, náročné okolní podmínky z hlediska prašnosti a teplotních extrémů (klimatické podmínky v důlní jámě doznávají větších extrémů, než je v ČR běžné) a minimální vibrace. Zajímavostí je, že na strojích tohoto typu se doposud kromě asynchronních motorů používala i stejnosměrná technika, kterou však u KK 1300 nenajdeme jde tak o první zařízení tohoto typu v České republice, kompletně poháněné frekvenčními měniči s asynchronními motory. INDUSTRY FÓRUM

16 Projekt Moderní řízení divadelní techniky v Opavě Slezské divadlo Opava, příspěvková organizace statutárního města Opava, přináší svým divákům kulturní zážitky již více než 200 let. Počátkem 90. let minulého století prošla jeho budova generální rekonstrukcí, druhá polovina loňského roku a počátek roku letošního pak probíhaly ve znamení technické modernizace. Její nedílnou součástí byla také rekonstrukce a celková modernizace řízení jevištní techniky. Úkol navrhnout a zrealizovat moderní a flexibilní řízení divadelní techniky pro Slezské divadlo Opava byl svěřen ostravské firmě ELVAC AUTO- MATION s.r.o., která již od roku 1991 (do roku 2008 pod názvem ELCOM) nabízí široké spektrum komplexních služeb v oblasti průmyslové automatizace a elektrotechniky. Tato společnost poté vyprojektovala a nainstalovala řešení založené na produktech Siemens a v únoru letošního roku je předala zákazníkovi. Možnost archivace jednotlivých představení Celá technologie je nyní zobrazena na multipanelu Simatic MP 377 s dotykovou obrazovkou 19. Multipanel přináší uživatelům možnost archivace jednotlivých představení formou souborů typu csv. Technici se tak mohou vracet k uloženým představením, případně si vytvářet nová. Dále je možné archivovat již Použité produkty Bezpečnostní řídicí systém Simatic S7-300 s CPU319F-3PN/DP 2 řídicí systémy Simotion D445-1 Aplikace bezpečnostních funkcí v měničích Sinamics S120 přes Profisafe a TM54F 30 hydraulických a 20 elektrických os řízených frekvenčními měniči Sinamics S120 Izochronní sběrnice Profibus-DP, Profinet-IRT Motory 1LA7 Vizualizace: dotykové panely MP377 19, TP177B PN/DP vytvořená představení na USB flash disk nebo i zpětně načítat představení a ta ukládat do paměti mobilního panelu z USB flash disku. Uživatel má možnost jak samostatné jízdy s jednotlivými tahy, tak i jízdy se zvolenými tahy v synchronizaci. Z požadavků na řízení vyplynulo jako nejvýhodnější využití řídicího systému Simotion D. Veškeré řízení tahů ve Slezském divadle zajišťují dva řídicí systémy Simotion D445-1 s rozšířením pro sběrnici Profinet-IRT. Simotion D řídí 48 elektrických a hydraulických pohonů, přičemž každý z nich je vybaven dvojicí odměřování. Pro zajištění funkční bezpečnosti využili realizátoři bezpečnostní řídicí systém Simatic S7-300 s CPU319F-3PN/DP. Celé řízení je koncipováno jako distribuované a skládá se z jednotek decentrálních periferií ET 200M a bezpečnostních modulů. K řízení elektrických pohonů slouží frekvenční měniče Sinamics S120 s integrovanou bezpečnostní funkcí SS1 a dále bezpečnostní modul TM54F. Pro zajištění bezpečné komunikace mezi řídicím systémem Simatic S7-300 a pohony byl použit profil Profisafe v rámci Profibus-DP. Nestandardní aplikace Řídicí systémy společnosti Siemens nejlépe vyhověly požadavkům zákazníka na moderní, jednotné a přehledné řízení divadelní techniky, říká Ing. Libor Chromčák, programátor PLC firmy ELVAC AUTOMATION, a dodává: Tato ne zcela standardní aplikace je tak dalším dokladem toho, jak široký je výčet oborů lidské činnosti, v nichž technika Siemens nachází uplatnění. 16 INDUSTRY FÓRUM

17 Projekt Spolehlivé a přesné plnění pytlů s cementem V prachovické cementárně Holcim bylo zapotřebí kompletně zmodernizovat řídicí a vážicí systém rotační baličky a řídicího systém nasazovačky pytlů. Její vlastník, společnost Holcim Česko, přední český výrobce a dodavatel cementu, kameniva a transportovaného betonu, se rozhodl svěřit tento úkol přerovské firmě Aliacem. Ta následně navrhla a v květnu letošního roku zrealizovala řešení založené na systémech Simatic S7-300 a Siwarex FTA. Aby původní rotační plnička byla schopná provozu, musela se v poslední době preventivně kontrolovat, čistit a jednou týdně seřizovat. I přes tuto péči byl její provoz přerušován častými výpadky. Doslova noční můru pak pro pracovníky elektroúdržby představoval původní řídicí systém, pro který již nebyly dostupné náhradní karty. Rovněž řídicí systém nasazovačky pytlů, Simatic S5, již zastaral a bylo potřeba jej zmodernizovat. Po analýze stavu zařízení doporučil technik výrobce plničky kompletní modernizaci řídicího a vážicího systému rotační baličky a řídicího systému nasazovačky pytlů. Zde se otevřela možnost oslovit i další dodavatele. V následném tendru uspěla firma Aliacem, která navrhla řešení založené na produktech značky Siemens. Nové řízení zajišťují Simatic a Siwarex Mechanickou část baličky tvoří rámová konstrukce, na níž je umístěna násypka se zvonovým uzávěrem, který ji odděluje od zásobníku. K uzávěru je pružně připojeno osm plnicích hubic se závěsem závěs hubice s podpěrou pytle slouží k přenosu hmotnosti pytle a závěsu na vážicí mechanismus. Pod zásobníkem a plnicími hubicemi se nachází sběrný skluz na propad, zakončený klapkovým uzávěrem. Balička je rovněž vybavena odsávacím systémem. Zmodernizované řízení je založeno na systému Simatic S Rozvaděč hubic obsahuje PLC, které zabezpečuje chod čerpadel a plní koordinační funkce. Každá hubice je vybavena skříní s vlastním procesorem CPU 312, což umožňuje provoz i v případě poruch, a vyhodnocovací jednotkou Siwarex FTA, integrovanou do řídicího systému. Tato jednotka řídí samotné plnění. Rozvaděč hubic obsahuje také všechny potřebné jisticí a ovládací komponenty pro zapínání všech spotřebičů, příslušejících k baličce. Kontrolní váhu naplněných pytlů řídí modul Siwarex FTC, snímač hmotnosti elektronického vážicího systému je umístěn ve spodní části baličky. K vizualizaci stavu a poruchových hlášení slouží operátorský panel OP 177B Color, umístěný vedle ovládacího panelu. Příprava na zavedení systému Cemat Za hlavní výhodu použití technologií Siemens v rámci tohoto projektu považuji možnost vyzkoušet si produkty této značky, a získat tak znalosti o jejich programování a údržbě, říká Ing. Milan Janoušek, vedoucí centrální údržby cementárny Holcim. Rovněž se nám tak snížily náklady na upgrade systémů navržené řešení bylo značně levnější, než by byl nový řídicí systém původního dodavatele. V neposlední řadě je nasazení technologií Siemens v souladu s budoucí koncepcí, v jejímž rámci by zde měl být zaveden systém Cemat, a zvolené řešení tak umožní snadnější integraci plničky do vyššího celku. INDUSTRY FÓRUM

18 Ohlédnutí Přes 40 let na společné cestě Úspěšná spolupráce Škoda Machine Tool Siemens Škodovy závody v Plzni vždy patřily k rodinnému stříbru naší republiky a již koncem 19. století náležely ke světové strojírenské špičce. Přesně před 100 lety, tedy v roce 1911, zde začala v důsledku poptávky ze strany zbrojního průmyslu výroba obráběcích strojů, která se od té doby stále rozšiřuje. Od konce 60. let minulého století se na úspěšné historii této společnosti, v současné době existující pod názvem Škoda Machine Tool a.s., podílí také Siemens. Vpočátcích výroby obráběcích strojů se Škodovy závody orientovaly zejména na velké karuselové soustruhy a vyvrtávací a frézovací stroje. Po několika letech přestaly výrobní kapacity v Plzni stačit, proto se část výroby i konstrukce přesunula do akvizicí získaných Spojených strojíren v Praze. Po vzniku Československé republiky výroba obráběcích strojů pokračovala, a to nejen pro potřeby zbrojního průmyslu, ale i pro automobilový, loďařský a potravinářský průmysl a také pro energetiku. Válečné události po roce 1938 způsobily téměř výhradní přechod k zakázkám pro zbrojní průmysl. Tuto výrobu ukončil útok spojeneckých letounů 25. dubna Po osvobození byla výroba obráběcích strojů obnovena a pokračovalo se v nastoupené tradici pokrokových konstrukčních koncepcí. Zpočátku do roku 1956, respektive 1957 šlo stále o klasicky ovládané stroje. V té době se začaly v Plzni vyrábět zvlášť těžké obráběcí stroje, které si žádala zbrojní výroba v tehdejším Sovětském svazu. Ty ale tehdy podléhaly hospodářskému embargu, takže se začaly vyvíjet i v Československu. Vznikly tak mechanicky ovládané stroje typu HVF. Později se uplatnily pohony s regulovanými motory typu Schrage, jež vyvíjela Škoda Doudlevce šlo o střídavé komutátorové motory, jejichž skluz se řídil vzájemným natáčením kartáčů. Éra strojů s dálkovým ovládáním Následovala éra strojů s dálkovým ovládáním. Horizontka typu WD byla prvním strojem, který měl oproti konkurenci všechny osy nezávislé. Toto zařízení, jež získalo ocenění na výstavě v Bruselu v roce 1958, se ovládalo ze závěsného 18 INDUSTRY FÓRUM

19 Ohlédnutí 5 otázek pro... Ing. Tomáše Kopečka, vedoucího oddělení elektrokonstrukce Škoda Machine Tool panelu a dokonce mělo dálkové odměřování (selsyn vysílač, selsyn přijímač). Stále to však byla doba ručního servořízení. V šedesátých letech začal vývoj elektronkově řízeného budiče pro řízení Ward-Leonhardových soustrojí pro posuvy obráběcích strojů a NC systémů na základě magnetofonového pásku. Součástí byl externí interpolátor, rozdělující data na dvě osy. Toto zařízení již provádělo souvislé řízení na frézkách a soustruzích. Současně se vyráběly stále výkonnější stroje a Škoda se soustředila také na výrobu soustruhů. Později přišla léta takzvaného pravoúhlého řízení, čili point-to-point najíždění s reléovým rozhraním. Základní stroj byl stále ruční, potom se master-přepínačem přepnulo do NC. Opět lze hovořit o pokrokových NC strojích s feritovými paměťmi s tranzistorovou technikou (1967). První kontakty s firmou Siemens V roce 1969 došlo k prvním kontaktům firmy Škoda Obráběcí stroje se společností Siemens. První velkou společnou zakázkou byl soustruh pro Vítkovické železárny s řídicím systémem Sinumerik 520/65. Šlo o systém postavený na integrovaných obvodech, stejnosměrných měničích Simoreg a motorech 1GS. V té době se vývoj pohyboval po dvou kolejích. Československo a východní trhy se zaměřovaly na domácí systémy NS 720, popřípadě Philips. Větev zaměřená na západní techniku, a tedy řídicí systémy Siemens, se orientovala zejména na jaderný průmysl. Aktuální byl tehdy Siemens Sinumerik 550, první počítačový řídicí systém s děrnou páskou. Následovaly systémy Sinumerik 7 a na Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně v roce 1983 byl vystaven stroj se systémem Sinumerik 8 a stejnosměrnými motory 1HU. Krátce po něm přišel Sinumerik 850, v té době žhavá novinka. Jeho uvádění do provozu probíhalo formou velice úzké spolupráce specialistů obou společností. Pokračování úspěšné spolupráce Po roce 1989 nastoupily dnes již známé systémy Siemens Sinumerik 840C a Sinumerik 840D. Vznikla česká pobočka firmy Siemens a závod Škoda Obráběcí stroje získal v roce 1993 název Škoda Machine Tool, s.r.o. Devadesátá léta 20. století představují počátek pravidelné spolupráce českého zastoupení firmy Siemens a Škoda Machine Tool. Technici firmy Siemens jsou konstruktérům Škoda Machine Tool k dispozici při zavádění nových technologií, na vysoké úrovni jsou také obchodní vztahy. Na závěr nezbývá než popřát společnosti Škoda Machine Tool a.s. a jejím erudovaným zaměstnancům ke stému výročí zahájení výroby obráběcích strojů mnoho úspěchů v další práci, která je zároveň pokračováním více než čtyřicetileté úspěšné spolupráce s firmou Siemens. Můžete procentuálně vyjádřit, kolik strojů z produkce vaší společnosti je osazeno řídicími systémy Siemens? Řídicí systémy Siemens používáme zhruba u 85 % našich strojů. Výběr řídicího systému se ve většině případů řídí přáním zákazníka. Procentuální zastoupení Siemensu svědčí o tom, že naši zákazníci jsou s řízením této značky na našich strojích spokojeni. Jak obvykle probíhá spolupráce s firmou Siemens při vývoji nového stroje, který se rozhodnete vybavit jejími technologiemi? Při vývoji nových strojů spolupracujeme nejprve s českým zastoupením firmy Siemens, zejména pak s technickým oddělením v Brně. V případě vývojových specialit pak společně konzultujeme přímo v mateřské firmě v Erlangenu. Takováto konzultace probíhá obvykle jednou ročně. Které systémy Siemens v současné době pro své produkty volíte nejčastěji? V poslední době se orientujeme na řídicí systém Sinumerik 840D Solution line. Podnětem k přechodu na tento systém byla možnost digitální vazby na pohony s výkonem přes 100 kw. Můžete zmínit výhody zmíněných systémů, které nejvíce oceňujete? Škoda Machine Tool vyrábí velká horizontková a soustruhová pracoviště. Tato pracoviště vychází ze standardních projektů, jsou však vždy modifikována podle speciálních požadavků zákazníků. Řízení Siemens tradičně umožňuje dobré flexibilní přizpůsobení podle různých zákaznických požadavků. Jako jediný z dostupných systémů umožňuje řízení Siemens digitální připojení pohonů nad 100 kw. Jak hodnotíte dosavadní spolupráci s firmou Siemens, respektive jejími zaměstnanci, s nimiž jste v pracovním kontaktu? Historicky byla spolupráce s firmou Siemens vždy na velmi dobré úrovni. Společně se podařilo zrealizovat velmi náročná pracoviště. Ze strany českého zastoupení Siemensu a jeho pracovníků hodnotím spolupráci i nadále jako špičkovou. Také technická podpora ze strany Erlangenu při řešení speciálních požadavků zákazníků je velmi dobrá. INDUSTRY FÓRUM

20 Projekt Lisování přístřihů nabralo na rychlosti Jednou z aktivit společnosti DEL a.s. se sídlem ve Žďáru nad Sázavou je řízení technologických celků pro tváření materiálu za tepla i za studena. Letos DEL pro konečného zákazníka na Slovensku ve spolupráci s dalšími českými firmami navrhla, vyrobila a předala výrobní linku pro tváření přístřihů za tepla. Řízení této linky bylo vyřešeno pomocí komponentů značky Siemens v čele se systémem Simatic řady S7-400, čímž se dosáhlo zkrácení technologického času cyklu zařízení o 4,5 sekundy. Na uvedené lince se vyrábějí různé profilované díly do automobilů, jako je například sloupek předních dveří. Jejími hlavními částmi jsou průběžná krokovací pec pro ohřev přístřihů a hydraulický lis CYAB 1000t. K zakládání přístřihů do pece slouží průmyslový robot, pro přenos ohřátých přístřihů do lisu se vzhledem k požadavku na velkou rychlost přenosu materiálu (maximální rychlost osy X je až mm/s) a dodržení počáteční teploty přístřihu používá dvouosý elektronický transfer a konečně přenos hotových výlisků z lisu na vyvážecí dopravníky probíhá za pomoci druhého robota. Součástí linky jsou kromě výše uvedených základních částí také zařízení pro bodové značení všech výrobků, dopravníky a další technologie. Požadavek na spolehlivou linku v nepřetržitém provozu Zákazník požadoval linku s automatickým chodem podle předvolených parametrů, a to s vysokým stupněm spolehlivosti v nepřetržitém provozu. U obdobných projektů v minulosti bývalo řízení technologie vždy rozděleno do několika autonomních celků s vlastním řídicím systémem. Tyto separátní systémy zajišťovaly zejména řízení ohřívací pece, lisu a transferu. Komunikace mezi jednotlivými částmi a vazba na nadřazený systém pak probíhaly pomocí dalšího řídicího systému, diagnostiku a řízení bezpečnostních funkcí zařízení lisu a linky zajišťoval, podle přání a standardů zákazníka, bezpečnostní systém. Velkou výzvou při řešení projektu byl požadavek zákazníka na zkrácení technologického času cyklu zařízení na 16,5 sekundy u předchozích projektů se přitom dosahovalo 21 sekund, říká Ing. Zdeněk Mrkos, projektant firmy DEL. Tuto časovou úsporu jsme měli provést v mezilisovních operacích, tedy v zavážení materiálu, manipulaci v lisu a odbavování hotových výlisků. Sloučení řídicích systémů lisu s nadřazenou technologií Základem nové koncepce je sloučení řídicích systémů vlastního lisu a nadřazené technologie umožnil je procesor, který bez problémů zvládl zvýšené nároky na řízení rozsáhlé technologie. Komunikační rychlosti a čas smyčky jsou dostatečné i pro řízení pohybů lisu a řízení pohonu, obsahující proporcionálně řízená čerpadla. Samozřejmostí je využití distribuovaných periferií řídicích systémů, které byly v tomto projektu rozprostřeny po celé technologii. 20 INDUSTRY FÓRUM