18 Svařování 24 Obloukový výboj 30 Infračervené kamery 44 Pneumatické nářadí www.udrzbapodniku.cz
Automatizace jako základ úspěchu hutnictví AUTOMATIZACE V TĚŽKÉM PRŮMYSLU 2011 KONGRESOVÝ SÁL HORNICKÉHO MUZEA OKD, OSTRAVA, čtvrtek 2. června 2011 Druhý ročník úspěšné mezinárodní konference pořádané redakčním kolektivem časopisu Control Engineering Česko zaměřený na budoucnost automatizačních technologií především v hutnictví. WWW.KONFERENCE-TMI.CZ Témata přednášek: Rozvoj automatizace v těžkém průmyslu v horizontu 5 až 10 let Investiční možnosti velkých průmyslových podniků v oblasti automatizace výroby Očekávání manažerů v oblasti technologického rozvoje průmyslové automatizace Potenciál vývoje automatizačních technologií v horizontu 10 let (dodavatelé) Vývoj zaměstnanosti v jednotlivých podnicích v návaznosti na rozšíření automatizace v jednotlivých provozech
Editorial REDAKCE Vydavatel Michael J. Majchrzak Šéfredaktor Lukáš Smelík Odborná spolupráce Petr Moczek Viktor Svobodník Martina Bojdová Monika Galbová Zdeněk Mrózek Milan Bronclík Petr Klus Kamil Hanák Reklama Account Manager František Cvik Miroslava Pyszková Grafické zpracování Eva Nagajdová Tisk Printo, spol. s r. o. REDAKCE USA Šéfredaktor Jack Smith Redaktoři Bob Vavra Kevin Campbell Amara Rozgusová REDAKCE POLSKO Šéfredaktor Tomasz Kurzacz VYDAVATEL Trade Media International, s. r. o. Mánesova 536/27 737 01 Český Těšín Tel.: +420 558 711 016 Fax: +420 558 711 187 www.udrzbapodniku.cz Vážení čtenáři, již jen pár neděl nás dělí od finálového souboje na výstavnickém kolbišti. Období, jež bylo tradičně spojováno s cestou do naší stověžaté Prahy na tamní výstaviště, přineslo letos většině účastníků trhu s elektronikou, elektrotechnikou a automatizační technikou těžké rozhodování. Zůstat věrni místu, značce a tradici, nebo vyčkat, co se vlastně bude do budoucna dít? I tak jistě zněly mnohé úvahy, které se pojily s plánem účasti na veletrhu Amper, jenž přenechav místo nově vznikajícímu Electronu, musel své logo rozvěšet poprvé po areálu brněnského výstaviště. Sliby pořadatelských společností obou veletrhů zní zajímavě a tento rozkol může nakonec znamenat, že namísto jedné kvalitní oborové výstavy budeme na jaře dostávat porci dvojnásobnou. Nicméně se obávám, že jak už to u dvojitých porcí bývá zvykem, může z hladu lehce vzniknout nepříjemné přesycení. Nechme se proto překvapit! O průběhu obou veletrhů Vás budeme informovat hned v dalším vydání, jelikož také my jdeme s proudem a jak na Amperu, tak na Electronu budeme přítomni, čímž bych Vás rád pozval na návštěvu našeho stánku, který již tradičně budeme obývat s kolegy z časopisu Control Engineering Česko. A když už má být elektřina v různých podobách v následujícím období tématem číslo jedna, rozvířili jsme na našich stránkách také jedno zajímavé téma, které může do budoucna stále častěji zasahovat do provozu průmyslových podniků. Problematika Smart Grid neboli inteligentních sítí je hojně diskutována již nějaký čas, a tak v závislosti na úzké provázanosti naší redakce s tou, která Vám poskytuje zajímavé novinky z oblasti průmyslu přímo ze země za velkou louží, jsme pro Vás připravili zajímavý tematický blok, který trochu objasní základní principy a hlavně přísliby chytrých sítí. V této záležitosti je důležité uvědomit si, že v USA jsou již v této oblasti o značný kus dále, což nám přináší zajímavou možnost poučit se z jejich zaváděné praxe, leč ani u tohoto tématu nezůstali naši čeští technici pozadu. Ovšem jako vždy jsme nevypálili všechen střelný prach na jediné téma a ani další pravidelné rubriky nejsou ošizeny o zajímavý průnik na pole pozoruhodných technologických novinek a postupů v oblasti řízení a údržby průmyslového podniku. Ba, zřejmě díky naší koncepci bezplatného zasílání nebudeme ani do budoucna čelit kritice ohledně různých konspiračních teorií, jelikož nás při absenci DPH v nulové ceně časopisu nikdo nepřizval na schůzku, která měla zřejmě změnit chápání novinařiny od samotných základů Na jednu stranu to mohla být zkušenost zajímavá, na druhou stranu nás nic nevyrušuje od práce, a proto si můžete užít následující stránky, které snad pro Vás budou alespoň částečnou inspirací Přeji Vám ničím nerušenou četbu, nízké daně a těším se na případné setkání s Vámi na některém z jarních veletrhů jedno, zda na jednotkovém nebo částicovém ISSN 1803-4535 MK ČR E 18395 Milan Katrušák ředitel mk@udrzbapodniku.cz Redakce si vyhrazuje právo na krácení textů nebo na změny jejich nadpisů. Nevyžádané texty nevracíme. Redakce neodpovídá za obsah reklamních materiálů. Časopis je vydáván v licenci CFE Media. Lukáš Smelík Šéfredaktor řízení & údržba průmyslového podniku Březen 2011 1
4 FÓRUM 8 TÉMA Z OBÁLKY Příslib inteligentních sítí 11 Je váš podnik připraven na příchod inteligentních sítí? 13 Co můžeme očekávat od inteligentních sítí 15 Smart Grid: seznamte se 16 Zapojení průmyslových systémů do inteligentní sítě Březen 2011 ČÍSLO 2 (14) ROČNÍK IV 18 STROJNÍ INŽENÝRSTVÍ S nadcházejícím nedostatkem svářečů začíná mít náležité vyškolení kritický význam 24 ELEKTROTECHNIKA Vyvrácení mýtů a spekulací ohledně obloukového výboje 30 AUTOMATIZAČNÍ TECHNIKA Monitorování kritických nádrží infračervenými kamerami 34 Výrobní informační systém COMES verze 3 37 Magelis HMI: vyspělé technologie od Schneider Electric 38 ÚDRŽBA & SPRÁVA Východiská obnovy strojov 43 Výrobní závod v Písku hlásí: investice do úspor energií se vyplatí. Spočteno! 44 NAŘADÍ Pneumatické nářadí 47 Audity a pravidelné kontroly instalace stlačeného vzduchu sníží (nejen) náklady na energii 50 TOP PRODUKTY 52 ZAOSTŘENO Místo nepříjemné povinnosti vytvořte ze školení efektivní nástroj 8 Příslib inteligentních sítí Flexibilní, dynamický systém dodávek energie znamená pro výrobce spolehlivé zásobování elektřinou. Zde se dočtete, jak mohou inteligentní sítě napájet váš závod. Na shromáždění National Governors Association (Národní asociace guvernérů) ve Spojených státech v únoru 2009 začal ředitel jisté větší společnosti poskytující veřejné služby svůj projev tím, že přiznal, že v podstatě neví, co znamená termín inteligentní síť. Přeložené texty jsou v tomto časopise umístěny se souhlasem redakce časopisu Plant Engineering Magazine USA vydavatelství CFE Media. Všechna práva vyhrazena. Žádná část tohoto časopisu nemůže být žádným způsobem a v žádné formě rozmnožována a dále šířena bez písemného souhlasu CFE Media. Plant Engineering je registrovanou ochrannou známkou, jejímž majitelem je vydavatelství CFE Media. Zaostřeno Místo nepříjemné povinnosti vytvořte ze školení efektivní nástroj 48
18 Strojní inženýrství S nadcházejícím nedostatkem svářečů začíná mít náležité vyškolení kritický význam Najít zkušené svářeče je obtížné a v blízké budoucnosti to bude už jenom těžší. 24 Elektrotechnika Vyvrácení mýtů a spekulací ohledně obloukového výboje Mezi lidmi jsou široce rozšířené určité mylné názory a polopravdy, které se tradují téměř jako pověsti, a přesto jim jsou někteří lidé stále ochotni věřit. 30 Automatizační technika Monitorování kritických nádrží infračervenými kamerami Infračervené záření vyzařují všechny objekty s teplotou nad absolutní nulou a infračervené kamery umí toto záření detekovat. 38 Údržba & správa Východiská obnovy strojov Prosperita podnikov dnes závisí predovšetkým od efektívnosti využívania strojov a zariadení podniku, t.j. od optimálneho riadenia a udržiavania v produktívnom stave. 44 Nářadí Pneumatické nářadí Mezi největší přednosti pneumatického nářadí je možné zařadit trvanlivost, jednoduchou stavbu, nízké náklady na provedení a také snadnou obsluhu a řízení. řízení & údržba průmyslového podniku Březen 2011 3
FÓrum - Jarní elektrotechnické výstavy Tradiční značka... AMPER 2011: 580 vystavovatelů 24 zemí světa největší akce v oboru v ČR nejobsáhlejší doprovodný program v historii Doprovodný program 19. ročníku mezinárodního veletrhu elektrotechniky a elektroniky AMPER je opravdu bohatý a každý, i ten nejnáročnější návštěvník, si zde najde to své. Z mnoha doprovodných akcí lze jmenovat například konferenci Cenová politika a regulace cen energií v České republice a na Slovensku, která se za účasti ministrů průmyslu a obchodu z obou zemí uskuteční v úterý 29. 3. Dále konferenci Energie pro budoucnost, kde se bude diskutovat např. o Smart Grids, konferenci na téma Moderní trendy v datových přenosech či Inteligentní budovy 2011. Přímo na veletrhu, v rámci projektu AMPER Inteligentní dům, si budou moci návštěvníci také prakticky vyzkoušet zabezpečovací techniku a systémovou techniku budov. Zároveň bude k vidění celá řada elektrických vozidel elektromobilů od prestižních výrobců. Zájemci z řad návštěvníků budou moci také využít testovacích jízd a nechat se provézt po areálu brněnského výstaviště, kde bude rozmístěno celkem pět dobíjecích stanic. Veletrh bude také doplněn o marketingovou novinku, prezentačního robota Advee který bude mít na veletrhu AMPER premiéru. K neméně významným akcím veletrhu patří soutěž o nejpřínosnější exponát veletrhu ZLATÝ AMPER a soutěž o nejlepší podnikatelský nápad roku AMPER IDEA 2011. Více informací o veletrhu, vystavujících firmách a doprovodném programu naleznete na www.amper.cz Nové možnosti při výrobě elektromotorů a transformátorů Společnost HENKEL ČR spol. s r. o. je předním dodavatelem lepidel a tmelů i ucelených technologických řešení pro průmysl a stavebnictví. Na veletrhu AMPER ve svém stánku č.: 192 v pavilonu P vám představí inovativní technologie a jejich použití při výrobě elektromotorů, transformátorů či ručního nářadí. Hlavním mottem celé prezentace jsou úspory nákladů při výrobě, efektivnější a produktivnější výrobní proces a dosažení vyšších užitných vlastností výrobků. To jsou jistě základní kameny vašeho úspěchu v konkurenčním prostředí. Hlavními exponáty našeho stánku, k jejichž zhlédnutí bychom vás rádi pozvali, jsou automatické zařízení pro nanášení anaerobního těsnícího tmelu na přírubu štítu elektromotoru a ruční zařízení pro nízkotlaké zalévání elektronických součástek, koncovek či průchodek kabelů v jednoduché formě, tzv. hotmelt moulding. Těsnění přírub pomocí anaerobních tmelů, stejně tak jako lepení ložisek a ozubených kol nebo zajišťování šroubů, se stalo již běžnou součástí výrobních postupů. U přírub se můžeme pozastavit nad tím jak těsnivo v podobě kapaliny či pasty naneseme na složitý tvar příruby, zvláště v automatizovaném provozu, tak abychom nenarušili takt linky a nebyli závislí na proměnlivosti způsobené lidským faktorem. Ukázku jedné z možností naleznete na našem stánku. Pro zalití elektronických součástek do plastu jsou běžně požívány dvě metody, gravitační zalití reaktivní hmotou nebo vysokotlaké vstřikování plastů do formy. Pomyslnou mezeru mezi těmito technologiemi vyplňuje hotmelt molding, který si bere výhody z obou technologií, umožňuje maloseriovou výrobu bez nutnosti složitých zařízení a automatizace, poskytuje dokonalé utěsnění a ochranu součástek, snižuje riziko poškození součástek, neboť pracuje s nízkým tlakem. Společnost HENKEL ČR spol. s r.o. nabízí zákazníkům komplexní řešení technologických požadavků, je partnerem při vývoji a výrobě a napomáhá jim zvýšit konkurenceschopnost na trhu. Těšíme se na vaši návštěvu na našem stánku na veletrhu AMPER. 4 Březen 2011 řízení & údržba průmyslového podniku
BRADY na výstavě AMPER 2011 Společnost BRADY se účastní letošní výstavy AMPER v Brně. V termínu 29. 3. 1. 4. 2011 představí BRADY na svém stánku P-082 vlastní široké portfolio řešení pro označování kabelů, sítí, elektrotechnických komponentů a průmyslových výrobků, ale i zařízení pro tisk štítků pro bezpečnost v práci. Návštěvníci si můžou vyzkoušet tisk etiket na příručních nebo vysoce výkonných tiskárnách, projednat své SCADA systém PROMOTIC na AMPERU a ELECTRONU 2011 Na letošních veletrzích AMPER v Brně (hala F, stánek č. 34) a ELECTRON v Praze (hala 6, stánek A2) představí společnost Microsys, spol. s r.o., novou verzi svého SCADA/HMI systému PROMOTIC 8.1. zkušenosti s odborníky, seznámit se s inovativními identifikačními řešeními pro různé aplikace a rovněž mají možnost zdarma získat vzorky etiket pro testování. V návaznosti na úspěch štítkovače Brady BMP 21 po jeho uvedení na trh v roce 2010 nabízí společnost BRADY jedinečnou možnost zakoupit si jej za speciální akční cenu 1.000 Kč včetně DPH pouze na stánku P-082. Štítkovač Brady BMP 21 získal vysokou reputaci díky kvalitním štítkům, jednoduchému ovládání a zejména díky možnosti tisknout různé etikety přímo na místě. Tyto výhody oceňují hlavně lidé z praxe při instalacích. Zájemci o návštěvu expozice BRADY, kteří se předem zaregistrují na stránce www.brady.cz, obdrží zdarma vstupenky na AMPER 2011. Brady Corporation www.brady.cz PROMOTIC disponuje mimo standardních funkcí, běžných pro software typu SCADA, také propracovaným WEB serverem, který umožňuje automaticky zpřístupnit obrazy do Internetu/Intranetu. Navíc jsou zde podporovány také zpětné zásahy do systému ze strany síťového klienta. Do webu je možné zpřístupnit také alarmy, události, trendy a tiskové sestavy. PROMOTIC umožňuje napojení na informační systémy od jednoduchých souborových databází (např. Access), přes klient/server databáze (např. MS SQL, MySQL, Firebird), až po podnikové informační a datové systémy (např. SAP, PI). PROMOTIC obsahuje kromě zabudovaných ovladačů pro komunikaci s různými PLC také podporu standardních rozhraní OPC, DDE, ActiveX, XML, atd. Významnou novinkou systému PROMOTIC 8 je zejména možnost provozování systému jako freeware, tedy zcela bezplatně při zachování vysoké míry funkčnosti. Systém v tomto režimu umožňuje použití všech komunikačních driverů a standardních rozhraní, jediným omezením tedy zůstává velikost aplikace do 30 proměnných. Všichni zájemci o předvedení novinek v systému PROMOTIC jsou srdečně zváni k návštěvě stánku společnosti Microsys. spol. s r.o. Veškeré informace o systému PROMOTIC včetně kompletní dokumentace a instalačního balíčku zdarma ke stažení jsou dostupné na webu www.promotic.eu. Navštivte redakci časopisu Řízení a údržba průmyslového podniku na společných expozicích s kolegy z Control Engineering Česko v rámci jarních eleketrotechnických veletrhů. Microsys, spol. s r. o. www.promotic.eu Amper 2011: G1 062 Electron 2011: 2C13 řízení & údržba průmyslového podniku Březen 2011 5
FEL_11_200x134 14.2.2011 13:44 Str. 1...nebo tradiční město. Pražský veletrh ELECTRON 2011 nová energie elektrotechniky Vtermínu od 12. 15. dubna 2011 nabídne již tradičně Praha všem odborníkům z řad elektrotechniky, elektroniky a energetiky přehlídku novinek a trendů převážně z oborů elektroinstalační techniky, elektroenergetiky, silnoproudé elektrotechniky, automatizace a regulační techniky, elektronických prvků a systémů a mnoha dalších. Odborná i široká veřejnost se může na veletrhu těšit na kvalitní zastoupení firem jednotlivých oborů, zajímavý odborný doprovodný program na aktuální témata a bohatou nabídku doprovodných akcí a soutěží. Doprovodný program je organizován ve spolupráci s odbornými organizacemi, partnery veletrhu i samotnými vystavovateli a bude probíhat po celou dobu veletrhu v přednáškových sálech v modernizované vstupní hale pražského veletržního areálu, v přednáškovém sále ve výstavní hale 1, ale také přímo na expozicích jednotlivých vystavovatelů. Návštěvníci budou mít možnost na veletrhu vidět nejvýznamnější zástupce jednotlivých oborů z České republiky, ale nebude chybět ani zastoupení zahraničních společností, a to například z Nizozemí, Estonska, Německa, Rakouska, Slovenska, Maďarska, Velké Británie a dalších zemí. VELETRH ELEKTROTECHNIKY, ELEKTRONIKY A ENERGETIKY TRADE FAIR OF ELECTROTECHNICS, ELECTRONICS AND POWER ENGINEERING 12. 15. 4. 2011 PRAŽSKÝ VELETRŽNÍ AREÁL LETŇANY Z oblasti elektroinstalační techniky mohou návštěvníci na veletrhu vidět všechny významné zástupce. Více informací o veletrhu, vystavujících firmách a doprovodném programu naleznete na www.electroncz.cz
Téma Zobálky Příslib inteligentních sítí Flexibilní, dynamický systém dodávek energie znamená pro výrobce spolehlivé zásobování elektřinou. Zde se dočtete, jak mohou inteligentní sítě napájet váš závod. 8 Březen 2011 řízení & údržba průmyslového podniku
Na shromáždění National Governors Association (Národní asociace guvernérů) ve Spojených státech v únoru 2009 začal ředitel jisté větší společnosti poskytující veřejné služby svůj projev tím, že přiznal, že v podstatě neví, co znamená termín inteligentní síť (Smart Grid). Jakkoli mohlo takové odhalení působit šokujícím dojmem, mnoha dalším lidem z oboru, kteří měli ve skrytu duše stejný pocit, mohlo přinést i pocit úlevy... Definice inteligentních sítí se může lišit podle toho, v jaké části světa se nacházíte. Například ve Spojených státech se za atributy vymezující inteligentní sítě obvykle uvádí následující: Měly by mít schopnost samoregenerace poté, co došlo k poruše dodávky energie. Měly by umožňovat aktivní účast spotřebitelů při reakci na poptávku. Měly by být odolné vůči fyzickým a kybernetickým útokům. Měly by zajistit distribuci energie v kvalitě požadované ve 21. století. Měly by vycházet vstříc všem možnostem výroby a skladování energie. Měly by zpřístupnit nové produkty, služby a trhy. Měly by optimalizovat využití prostředků a efektivitu provozu. V Evropě jsou podle zprávy Evropské komise inteligentní sítě popisovány jako takové, které zajišťují: Flexibilitu, tj. měly by splňovat potřeby zákazníků a přitom reagovat na budoucí změny a potřeby. Dostupnost, tj. připojení by mělo být dostupné všem odběratelům. Inteligentní sítě by měly zpřístupnit zvláště obnovitelné zdroje energie a vysoce efektivní místní výrobu s nulovou nebo nízkou úrovní emisí oxidu uhličitého. Spolehlivost, to znamená zajištění bezpečnosti sítě a kvality distribuce. Síť by měla splňovat nároky digitálního věku a být odolná vůči rizikům a nepředvídatelným událostem. Úspornost, tj. co nejvyšší možná hodnota zajišťovaná inovací, efektivní správou energie a rovnými podmínkami, co se týče konkurence a regulace. Také Čína jako jeden z největších světových spotřebitelů energie už vyvíjí koncept inteligentních sítí. Podle dokumentu vydaného v prosinci 2007 v rámci americko-čínské spolupráce týkající se čisté energie (JUCCCE) se termín inteligentní sítě vztahuje na systém přenosu a distribuce energie, který spojuje tradiční a nejmodernější elektroenergetické prvky, komplexní snímací a monitorovací technologie, informační a komunikační technologie, které zajistí lepší výkon sítě a poskytnou podporu celé řady dalších služeb pro odběratele. Inteligentní sítě nejsou vymezeny použitou technologií, ale spíše tím, co dokážou. Potřeba inteligentních sítí Elektřina je nejvšestrannější a nejvíce používanou formou energie na světě. Přístup k elektrické energii má více než pět miliard lidí po celém světě a toto číslo dále poroste. Úroveň spotřeby, spolehlivosti a kvality dodávek elektrické energie je úzce spojena se stupněm ekonomického rozvoje té které země či regionu. Podle předpovědí Mezinárodní agentury pro energii vzrůstá poptávka po elektrické energii oproti poptávce po primární energii dvakrát rychleji a nejvyšší tempo růstu zažívá Asie. Uspokojit takovýto nárůst poptávky by znamenalo budovat každý týden po dobu příštích dvaceti let jednu elektrárnu o výkonu 1 GW s příslušnou infrastrukturou. Společnost, která je stále více digitalizována, vyžaduje současně vyšší kvalitu a spolehlivost dodávek energie. Jednoduše řečeno nízká spolehlivost může způsobit značné ekonomické ztráty. Národní laboratoř v Berkeley (Berkeley National Laboratory) tuto otázku objasňuje ve zprávě z roku 2005, kde uvádí, že ve Spojených státech se roční náklady na poruchy systému zásobování elektrickou energií odhadují na 80 miliard dolarů, přičemž většina z nich (52 miliard) je zaviněna krátkodobými výpadky. Hrozba teroristických útoků (ať už ve fyzické, či kybernetické formě) navíc zvyšuje potřebu odolných sítí se schopností samoregenerace. Další velkou starost představuje dopad na životní prostředí. Oxid uhličitý tvoří 80 % všech plynů způsobujících skleníkový efekt a výroba elektrické energie je hlavním zdrojem emisí oxidu uhličitého. Docela šokující je fakt, že více než 40 % emisí oxidu uhličitého z elektráren produkují tradiční elektrárny na fosilní paliva. Abychom tuto uhlíkovou stopu omezili a zároveň uspokojili rostoucí globální poptávku po elektrické energii, bude nutné zapojit další faktory obnovitel- Elektřina je nejvšestrannější a nejvíce používanou formou energie na světě. Přístup k elektrické energii má více než pět miliard lidí po celém světě a toto číslo dále poroste. Úroveň spotřeby, spolehlivosti a kvality dodávek elektrické energie je úzce spojena se stupněm ekonomického rozvoje té které země či regionu. řízení & údržba průmyslového podniku Březen 2011 9
Téma z obálky nou energii, reakci na poptávku, efektivitu a ochranu životního prostředí. Zvýšený podíl zdrojů obnovitelné energie však s sebou přináší i své vlastní problémy nejen že dochází například ke zvýšení nejistoty ohledně dodávky, ale větrné elektrárny a solární zdroje energie v geograficky vzdálených lokacích ještě více zatěžují stávající infrastrukturu. Tyto nové nároky může splnit pouze transformace stávajících sítí, z nichž většina byla vyvinuta před mnoha desítkami let a při zvýšené zátěži vykazuje známky zastarávání. V průmyslu a mnoha vládách panuje rostoucí přesvědčení, že odpovědí na dané výzvy je technologie inteligentních sítí. Tento trend dokazují i dotace ve výši více než 4 miliardy dolarů, které americká vláda koncem roku 2009 uvolnila na granty na financování výzkumu, vývoje a prezentaci technologie inteligentních sítí a přidružených norem a jejich uvádění do praxe. Rozsáhlé iniciativy týkající se výzkumu, demonstrace a aplikace technologie inteligentních sítí oznámily v roce 2009 také Evropská unie a Čína. Inteligentní sítě úkoly Hlavními úkoly, které před inteligentními sítěmi stojí, jsou vyšší výkon s menší infrastrukturou, zvýšení efektivity, spolehlivosti, bezpečnosti a udržitelnosti, které budou záviset na snímacích, komunikačních, informačních a řídicích technologiích, díky nimž budou tyto sítě jako celek opravdu inteligentní od celkového cyklu výroby energie přes dodávku až po využití. Mezi nejnaléhavější technické problémy patří: ekonomická výstavba kapacity sítě při minimálním možném dopadu na životní prostředí, zvýšení využití stávající infrastruktury sítě za pomoci kontroly a řízení toku energie, řízení a kontrola toku energie tak, aby došlo ke snížení ztrát a vrcholu poptávky jak v přenosových, tak v distribučních systémech, napojení obnovitelných zdrojů energie z místních i vzdálených lokalit do sítě a řízení přerušované výroby, integrace a optimalizace skladování energie za účelem snížení nároků na kapacitu sítí, integrace mobilní zátěže (například napájení elektrických vozidel) za účelem snížení náporu na síť s možností využití jako zdroj, omezení rizika výpadků energie; detekce a izolace jakýchkoli poruch systému a rychlé obnovení služeb v případě, že k nějakému výpadku dojde, řízení chování odběratelů kvůli snížení náporu na síť a optimalizaci využívání infrastruktury. Komponenty technologie inteligentních sítí Technologie tvořící inteligentní sítě se dělí do čtyř kategorií, které společně zajišťují funkce těchto inteligentních sítí. Základní neboli fyzická vrstva funguje podobně jako svaly lidského těla a právě v ní dochází k přeměně, přenosu, uskladnění a spotřebě energie. Senzorická a řídicí vrstva odpovídá senzorickým a motorickým nervům, které slouží ke vnímání okolí a ovládání svalů. Komunikační vrstva odpovídá nervům, které přenášejí vjemy a motorické signály, a vrstva inteligentního rozhodování je obdobou lidského mozku. Vrstva inteligentního rozhodování sestává ze všech počítačových programů fungujících uvnitř relé, inteligentního elektronického zařízení, systému automatizace rozvodny, řídicího střediska nebo provozní kanceláře. Tyto programy zpracovávají informace ze snímačů nebo komunikačních a IT systémů a vydávají buď řídicí direktivy, nebo informace sloužící jako podklady pro obchodně provozní rozhodnutí. Důležitost systému inteligentního rozhodování a řízení v inteligentních sítích je klíčová bez regulovatelných síťových komponent, které energetickou síť zefektivní a dodají jí na spolehlivosti, mají veškerá shromažďovaná a rozesílaná data jen velmi omezenou hodnotu. Aby byla vrstva inteligentního rozhodování v praxi použitelná, je třeba data ze zařízení zapojených v síti přenést do řídicích systémů, které budou s největší pravděpodobností umístěny v řídicím středisku poskytovatele služeb. Zde budou zpracována a poté ve formě řídicích direktiv zaslána těmto zařízením zpět. Všechny tyto úkony provádí komunikační a IT vrstva, která informace v síti spolehlivě a bezpečně přenese tam, kde jsou potřeba. Je však běžná i komunikace mezi jednotlivými zařízeními (například mezi řídicími systémy nebo mezi inteligentními elektronickými zařízeními IED), protože určité funkce v reálném čase lze zajistit pouze pomocí komunikace těchto zařízení mezi sebou. Interoperabilita a zabezpečení jsou klíčové vlastnosti, jež zajistí fungování všestranné komunikace mezi systémy nebo různými médii a topologiemi a podporu zařízení, která se dokážou po připojení do sítě automaticky nakonfigurovat. Vyňato z článku z jednoho vydání časopisu ABB Review. 10 Březen 2011 řízení & údržba průmyslového podniku
Je váš podnik připraven na příchod inteligentních sítí? Připravte se na sloučení vaší IT sítě se systémy HVAC. Scott Jackson společnost Graybar Na současné veřejné služby je vyvíjen tlak, aby uspokojily rostoucí poptávku po energii za pomoci zastarávající infrastruktury. Tyto nové úkoly přicházejí v době, kdy jsou k dispozici inovované technologie a alternativní zdroje energie nabízejí způsob, jak zvýšit efektivitu a snížit náklady. Z pohledu poskytovatelů veřejných služeb dávají státní příspěvky podnět k větším investicím do technologií inteligentních sítí. V inteligentních sítích se prolínají funkce tradičních elektrických sítí s inteligentními snímači, měřiči a páteřním systémem využívajícím technologii optických vláken, což umožní rychlou a bezpečnou komunikaci mezi společnostmi poskytujícími veřejné služby, zařízeními v terénu a zákazníky. Tato vylepšení sítě pomohou zmírnit neefektivitu systémů, zlepšit provozní přehlednost a potenciálně změnit způsob, jakým veřejné služby se zákazníky komunikují a obchodují. Přijetím zásad inteligentních budov se výrobním zařízením otevírají nové možnosti. Podle sdružení CABA (Continental Automated Buildings Association) využívají inteligentní budovy takové technologie a postupy, které zajistí větší bezpečnost zařízení, vyšší produktivitu pro uživatele a vyšší provozní efektivitu pro provozovatele. Inteligentní budovy kvůli odlehčení a zajištění efektivity provozu sloučí systémy budov, jako je například spotřeba energie, klimatizace a ventilace (HVAC) či fyzická bezpečnost, do jedné centrální IP sítě. Tento článek zkoumá správu energie a to, jak se dotýká vztahu mezi veřejnými službami a vybavením podniku v současnosti i v budoucnu. Příslib informovanosti Věděli jste, že modernizace vaší podnikové sítě je schopna vytvořit prostor pro úsporu nákladů v průmyslovému sektoru, který v současnosti spotřebuje 25 % veškeré energie elektrické sítě? Aby se tato příležitost dala využít, je potřeba, aby se vedoucí pracovníci podniků dozvěděli, jak mohou technologie inteligentních sítí a pokrok v technologii inteligentních budov přispět ke zvýšení hodnoty podniku. S tím, jak síťová vylepšení přicházejí do praxe, čekají výrobní průmysl výhody plynoucí ze zvýšené spolehlivosti a větší míry kontroly. Inteligentní měřiče, komunikující se zařízeními využívajícími elektrickou energii v budově, poskytují klíčové detailní informace o spotřebě energie v budově, což manažerům podniku umožní omezit náklady pomocí nastavení využívání energie na základě spotřeby energie ve špičce a mimo špičku. Rovněž výrobci mohou získat na vylepšení přenosu a distribuce energie strategicky rozmístěné systémy pro správu elektrické energie mohou sledovat úroveň a kvalitu distribuované energie v rámci podniku a inteligentní sítě. Například výpadek energie může být rychle identifikován a energie přesměrována za pomoci snímačů, které komunikují s elektrickým vedením a rozvodnou. To výrobcům pomůže vyhnout se drahým prostojům a fungovat za nepřetržitého přísunu energie. Díky inteligentním sítím mohou též podniky lépe pracovat na principu trvale udržitelného rozvoje. Modernizovaná přenosová soustava je schopna dopravovat energii na větší vzdálenosti, čímž přispívá k zefektivnění služeb a snazšímu poskytování obnovitelných zdrojů energie zákazníkům. Pokud ve vašem závodě zvažujete využití alternativních zdrojů energie, zjistěte si dostupné možnosti ve vaší oblasti. Může vám to rozhodování trochu usnadnit. Prostřednictvím přijetí přípravné strategie pro podnik nebo zavedením inteligentních sítí mají provozní plánovači možnost zvýšit efektivitu a snížit náklady. Překonávání překážek Tak jako u každé modernizace technologie, i v tomto případě narazíme na překážky bránící nasazení. Související náklady, vynaložený čas a práce mohou znamenat zátěž pro podnikové zdroje. Mnohé z těchto komplikací je vedení podniku schopno rozpoznat a překonat s pomocí akčního plánu. Prvním krokem je provedení průzkumu na pracovišti, čímž se odhalí nedostatky v hospodárnosti, údržbě a bezpečnosti. Ředitelé závodů by si také měli stanovit cíle společnosti v otázce nakládání s energiemi a úspor nákladů a vyhodno- řízení & údržba průmyslového podniku Březen 2011 11
Téma z obálky tit tak nejlepší možnosti vylepšení infrastruktury. Za další by vedení mělo vzít v úvahu architekturu sítě nutnou k zajištění podpory modernizované infrastruktury. Kritický význam má zohlednění integrace komunikačních a datových technologií pro řízení a monitorování oblastí, jako je osvětlení, klimatizace a ventilace (HVAC), bezpečnost, řízení či automatizace. Platforma pro síťovou správu může v současnosti pomoci při snižování nákladů, ale zejména pak v budoucnu umožní podniku komunikovat s poskytovatelem služeb. Díky tomu se otvírá více možností, jak realizovat další úspory nákladů a dále zvýšit provozní efektivitu. Při posuzování výrobního provozu by měly být zvažovány otázky typu: Jak lze do stávajícího závodu a IT infrastruktury integrovat inteligentní technologie? Jaká síť komunikační a datové infrastruktury je pro podnik ta pravá? Optická vlákna, bezdrátové spojení, nebo obojí? Jaká elektronická technologie nové generace je třeba pro řízení a monitorování běžné komunikace a dat současně s kriticky důležitými provozy podniku, aby zároveň mohla probíhat komunikace s poskytovateli služeb? Jak z inteligentních technologií mohou profitovat naše záložní zdroje energie? Jaký prospěch mohou inteligentní technologie přinést energeticky náročným zařízením a systémům? Za jakých podmínek lze používat datové sítě k zefektivnění provozu a zajištění kompaktnějšího systému v oblastech, jako je osvětlení, bezpečnost a HVAC? Co je třeba zvážit při integraci vysokorychlostních sítí, bezdrátového spojení, síťových snímačů a inteligentního zpracovávání? Je nutné závod dodatečně vybavit, přestavět nebo stavět od základů? Jaký bude dopad na interakci mezi provozním a IT oddělením? Jaké náklady na školení je třeba brát v úvahu? Jaké aplikace mají nejvyšší prioritu? Technologické základy Monitorovací a měřicí technologie patří mezi hlavní infrastruktury závodu, které dokážou využít potenciál inteligentních sítí. Tato zařízení jsou klíčová pro maximalizaci úspor energie podniku a často je lze instalovat bez většího narušení podnikového provozu. Inteligentní měřiče, ať už s pevným, nebo bezdrátovým připojením, posílají poskytovateli služeb detailní informace o spotřebě a kvalitě energie. Nejen že tato zařízení pomáhají výrobcům vysledovat spotřebu energie v závodech, ale zároveň jim poskytnou prostředek ke kontrole vyúčtování. V některých případech může instalace inteligentních měřičů opravňovat podnik ke slevám na služby. Podniky mohou být též schopny dojednat zvláštní platební dohody, například klouzavé sazby založené na spotřebě ve špičce a mimo špičku. Snímače poskytují nezbytnou technologii pro implementaci správy energie ve shodě se strategií využití inteligentních sítí poskytovatele veřejných služeb. Mimo závod snímače pomáhají poskytovateli služeb nastavit přenos tak, aby uspokojil poptávku ve špičce i při nízké zátěži. Zároveň monitorují dodávky energie a mohou výrobní závod připravit na výpadky elektřiny nebo změny napětí. Pomoc podnikům v trvale udržitelnému provozu Inteligentní nástroje pro monitorování pomáhají vedením podniků detailně vymezit oblasti vysoké spotřeby, kde lze spotřebu energie buď omezit, nebo přesunout její využití do doby, kdy je poptávka nízká a elektřina může být levnější. Sledování může též prodloužit životnost klíčového vybavení tím, že identifikuje změny podmínek, např. kolísání účinku a vysoké provozní teploty generátoru. Díky lepšímu přehledu o spotřebě energie a provozu může vedení podniku využít kapacitu stávajícího vybavení na maximum a vyhnout se zbytečným investicím. Další inteligentní technologie na obzoru slibují vedením závodů umožnit vzdálené řízení. Některé nástroje mohou například monitorovat výrobní halu a přikázat měřiči vypnout napájení strojů, které se nepoužívají, a přesměrovat tuto energii jinam. Podobným způsobem mohou měřiče napájet energeticky náročná zařízení v době nízké spotřeby a pak je vypnout během provozu ve špičce. V současnosti jsou poskytovatelé služeb finančními stimuly podněcováni k modernizaci svých infrastruktur. Výrobci, kteří dokážou ocenit výhody inteligentních sítí, mohou dosáhnout lepší efektivity využití energie a vyšších úspor. Každý závod má vlastní potřeby a řeší vlastní problémy. Ve spolupráci s dodavateli mohou podnikoví plánovači vytvořit řešení na míru, která budou zaměřena na cíle v oblasti spotřeby energie a na požadavky na rozpočet. V rámci nadcházejícího vývoje budou inteligentní technologie nabízet další možnosti. Závody připravené na nasazení těchto technologií budou ve výhodné pozici a budou moci snadno přejít na dokonalejší provozy zajištěné inteligentními sítěmi. Scott Jackson je manažer pro národní trh ve společnosti Graybar se zodpovědností za obchodní rozvoj a marketingové aktivity na trzích s veřejnými službami, poskytováním služeb, inteligentními transportními systémy a alternativními (obnovitelnými) zdroji energie. Jackson zahájil svou kariéru v Graybaru v roce 2006 a v samotném telekomunikačním průmyslu se pohybuje již více než 12 let. Předtím než Jackson do Graybaru vstoupil, vykonával funkci manažera pro Středozápad u společnosti Phillips Communications and Equipment, vrchního účetního a manažera prodeje v CORE Telecom Systems a účetního ve společnosti Tele/Systems Inventory Management. Je předseda technologické komise rady Fiber-to-the-Home Council a člen rady Utilities Telecom Council. Jackson získal titul bakaláře managementu na Státní univerzitě v Missouri. 12 Březen 2011 řízení & údržba průmyslového podniku
Co můžeme očekávat od inteligentních sítí Jiří Roubal ABB s.r.o. Inteligentní sítě či Smart Grids, chcete-li, jež jsou několik posledních let opakovaně diskutovaným tématem, se v současné době dostávají do roviny praktických realizací. Většinou stále ještě v podobě pilotních projektů, přesto čím dál tím více v rozsahu, který potvrzuje stále narůstající význam nového pohledu na energetiku. Je pravda, že téma Smart Grids je velmi složitě uchopitelné. Nejen pro svůj široký záběr, který komplexně pokrývá oblasti počínaje výrobou elektrické energie přes její přenos distribuci, až po její spotřebu. Významným aspektem, který za složitostí tématu stojí, je fakt, že hovoříme-li o tématu Smart Grids v různých částech světa, z větší či menší části o něm hovoříme různě. Smart Grids v Severní Americe, zejména v USA a Kanadě, se v jisté části svého obsahu míjí s konceptem evropským, a podobné je to i v případě, chceme-li jeden či druhý srovnávat s konceptem asijským. Zatímco severoamerický pohled se zaměřuje více na bezpečnost a spolehlivost funkcí energetiky a Evropa se snaží prostřednictvím inteligentních sítí řešit především důsledky uplatnění obnovitelných zdrojů, jsou Smart Grids pro Asii prostředníkem mezi centrální energetikou, reflektující především rozvoj průmyslové infrastruktury a rozsáhlých urbanistických celků na jedné straně a lokálními energetickými systémy, sloužícími především k zajištění dostupnosti elektrické energie v rozsáhlých a izolovaných venkovských a těžko dostupných oblastech na straně druhé. Není ale třeba zdůrazňovat, že hranice mezi uvedenými koncepty nejsou nijak ostré. V každém z nich můžeme samozřejmě najít něco ze zbývajících dvou. Proto ani vývoj těchto konceptů neprobíhá izolovaně. Důkazem toho může být i přístup společnosti ABB, která má, co se týče různorodosti přístupu k řešení technických a technologických specifik energetiky v různých částech světa, velmi bohaté zkušenosti. A je jen pochopitelné, že tyto zkušenosti uplatňuje i v případech implementace konceptu Smart Grids. Tak, jak existuje společný a koordinovaný přístup k řešení rozvoje konceptu Smart Grids v ABB celosvětově, jsou současně vytvořeny jednotlivé týmy, které se zabývají jeho aplikacemi na úrovni regionální. V České Republice, které má své zástupce v ABB týmech Smart Grids pro střední a západní Evropu, je koncept Smart Grids chápán nejen v ryze evropském konceptu, ale zároveň se snažíme uplatnit i principy, typické pro Severní Ameriku (bezpečnost a spolehlivost) či Asii (propojení centrální a regionální či lokální energetiky). Cílem uplatnění konceptu Smart Grids v našich podmínkách je vytvoření takového portfolia technických a technologických řešení pro všechny oblasti energetiky, tedy počínaje výrobou elektrické energie přes její přenos a distribuci až k její spotřebě, které by umožnily její dlouhodobě udržitelný rozvoj za současných i očekávaných vnitřních a vnějších podmínek. Řešení dotýkající se výroby elektrické energie se soustřeďují především na vytvoření takových principů organizace provozu a řízení jednotlivých zdrojů i jejich skupin, které by umožnilo vyšší míru jejich adaptace na měnící se vnější podmínky. To souvisí především s již zmiňovaným uplatněním obnovitelných zdrojů, zdrojů s výrazně fluktuující a velmi těžko predikovatelnou výrobou (např. větrné a fotovoltaické elektrárny) a jejich výrazně negativním vlivem, promítajícím se především do velmi těžko uspokojitelných nároků na rozsah souvisejících systémových (potažmo podpůrných) služeb. Specifickou roli v této oblasti, navíc výrazně přesahující i do oblastí ostatních (přenos, distribuce i spotřeba), pak zaujímají řešení spojená s akumulací elektrické energie. Oblast přenosu a distribuce elektrické energie, která je ostatně tradiční doménou ABB a která v rámci konceptu Smart Grids přestavuje velmi zásadní oblast, je oblastí, ve které se zohledňují všechny dosavadní trendy rozvoje, jak v části primární technologie všech napěťových úrovní, tak v souvisejících sekundárních technologiích. Oblasti monitorování, řízení, chránění a automatizace, které jsou ve společnosti ABB dlouhodobě rozvíjeny, přispívají do konceptu Smart Grids prostřednictvím uplatnění všech obvyklých funkcí, sjednocených právě konceptem Smart Grids do celku, s výrazným synergickým efektem, využívající důsled- řízení & údržba průmyslového podniku Březen 2011 13
Téma z obálky ky jednotného standardizovaného řešení systémů, společné komunikační infrastruktury či plné automatizace na všech napěťových úrovních. Poslední oblastí, v rámci které se koncept Smart Grids uplatňuje, je oblast spotřeby elektrické energie. Inteligence na straně spotřeby uzavírá celý řetězec, počínající na straně výroby elektrické energie a pokračující jejím přenosem a distribucí až ke koncovým zákazníkům. K zákazníkům, od kterých se očekává, že budou do procesů nového způsobu nakládání s elektrickou energií zapojeni rozhodně více než doposud. Úmyslně jsme napsali nového způsobu nakládání s elektrickou energií, místo očekávaného spotřeby elektrické energie. Od zákazníků, ať už jsou jimi domácnosti, střední odběratelé, komplexy budov, průmyslové podniky, či dopravní sféra, se neočekává jen pouhý odběr elektrické energie, ale aktivní přístup k jejímu využívání s ohledem na celkovou bilanci spotřeby všech energií a nákladů na ně. Koncept Smart Grids se oblasti spotřeby elektrické energie věnuje stejným dílem jako oblastem ostatním. V jeho rámci je koncový zákazník spotřebitel, nedílnou součástí celého řetězce, a významným prvkem, s řadou významně pozitivních aspektů. Počínaje soustavným monitorováním spotřeby elektrické energie přes možnost ovlivnění časových profilů spotřeby až po skutečný demand side management, umožňující řízení části spotřeby dle okamžité situace na straně její výroby nebo celkové situace v přenosové či distribuční síti. Společnost ABB se v oblasti implementace konceptu Smart Grids na straně spotřeby elektrické energie věnuje především třem základním oblastem. První z nich je oblast domácností, středního odběru a odběru v komplexech budov. Druhou oblastí jsou průmyslové podniky a třetí oblast dopravy, především oblast tzv. e-mobility. Řešení pro spotřebu domácností, středních odběratelů nebo odběratelů z kategorie velkých budov či jejich komplexů se opírá především o vytvoření jednotného řešení rozhraní mezi koncovým zákazníkem nebo skupinou takových zákazníků a distributorem či distributorů (to v případě, že chceme integrovat řešení pro dodavatele i dalších druhů energií či médií). Tímto rozhraním je myšleno nejen vlastní primární napojení na zdroj elektrické energie (distribuční síť), ale i rozhraní zařízení fakturačního měření jako součást komplexu Smart Meteringu a konečně rozhraní zajišťující další doplňkové funkce, se kterými se v rámci implementace konceptu Smart Grid můžeme setkat. Pro průmyslové podniky, kdy je míra standardizace závislá na typu průmyslových technologií, jsou řešení velmi silně závislá na odvětví průmyslové činnosti. I zde pochopitelně aplikujeme výchozí principy použité už v předchozí oblasti (domácnosti, střední odběratelé, budovy a komplexy budov), doplněné o znalosti z konkrétních typů průmyslové výroby a souvisejících technologií, které společnost ABB a její pracovníci získali při dodávkách systémů řízení a automatizace. Kromě toho, se snažíme nabízet i metodickou podporu, jejímž obsahem je v první řadě zmapování technologických procesů se zohledněním jejich míry a formy energetické náročnosti a návrh optimalizace s cílem zvýšení efektivity využívání všech energií vstupujících do jednotlivých procesů. Výstupem této metodiky pak může být i rozdělení jednotlivých procesů do skupin, které mohou být použity při optimalizaci spotřeby a jejího částečného řízení tam, kde je to s ohledem na jejich charakter možné. Výsledkem takto komplexně pojatého posouzení pak může být návrh na celkovou optimalizaci energetického hospodářství a vytvoření potřebných vstupů pro systém optimalizace a řízení spotřeby jako základ řešení funkcí Industry to Grid (I2G). Posledně zmiňovaná oblast konceptu Smart Grids, ve které na straně spotřeby můžeme najít významné aktivity společnosti ABB, je infrastruktura systémů e-mobility. Aktivity naší společnosti jsou soustředěny především na vývoj a dodávky systémů nabíjecích stanic různého druhu a parametrů. Koncept Smart Grids je konceptem, o kterém už dnes můžeme říci, že ovlivní energetiku velmi výrazným způsobem. Jak bylo v článku zmíněno, pronikají již jeho dílčí řešení do praxe. Především na straně výroby, přenosu, a zejména distribuce. Postupně, jak budou vytvářeny odpovídající rámce v oblasti legislativy, tarifů cen energií, techniky a technologie, komunikačních standardů a dalších podpůrných technologií, nebudou na sebe implementace ani na straně spotřeby dlouho čekat. O to spíše, že mezi spotřebou a nejvíce se rozvíjející oblastí z pohledu Smart Grids distribuce, je velmi úzká vazba, a také proto, že jedním z hlavních, a zatím v tomto článku nevyřčených cílů konceptu Smart Grids, je celková optimalizace spotřeby elektrické energie, což je zájem, který je na straně spotřebitelů elektrické energie (tedy nás všech) jednoznačně nezpochybnitelný. 14 Březen 2011 řízení & údržba průmyslového podniku
Smart Grid: seznamte se Ing. Radim Stoklasa Schneider Electric Každý hráč na poli ovládání elektrické energie, stejně jako kterýkoli z koncových spotřebitelů, si pod pojmem Smart Grid představí něco jiného. Co třeba koncept efektivnějšího využití energie? Energie v něm je inteligentně řízena a proudí oběma směry nejen k ale také od spotřebitele. Nabídka v každém okamžiku optimálně uspokojuje poptávku. Smart Grid: proč? Z čeho se vlastně potřeba Smart Grid (SG) zrodila? Jasně se nám rýsují 3 hlavní důvody. Prvním je vzrůstající potřeba elektrické energie. Proti ní stojí nutnost snížení emisí CO 2, která s sebou přináší rozvoj obnovitelných zdrojů a důraz na Energy Efficiency. Třetím podmětem pak je zastaralá centralizovaná koncepce energetické sítě. Na straně nabídky přispěly k důraznému nástupu SG zejména 3 urychlovače. Prvním je technologická vyspělost, která nám umožňuje šetrně a efektivně vyrábět resp. spotřebovávat elektrickou energii. Důležitou úlohu sehrává vláda nastavuje podmínky a vhodné formy regulace, za jakých lze v síti aktivně fungovat. Stimuluje např. rozvoj obnovitelných zdrojů. Snad nejpovzbudivější je změna chování samotných spotřebitelů. Instalují si systémy měření a vizualizace spotřeby energie. Přemýšlí o tom, kdy a kolik energie sítě odčerpají nebo do ní naopak dodají. Chtějí mít možnost celý proces aktivně ovlivňovat. dodávky energie v USA se odhadují na 80 miliard dolarů. Díky téměř neregulovatelným zdrojům obnovitelné energie je nutné vnést do celé energetické struktury dynamiku, aby bylo možné tyto zdroje dále připojovat. Energii musíme zviditelnit a aktivně řídit v reálném čase. Pouze tak ji budeme schopni využívat efektivně. Smart Grid: předpokládaný potenciál až 50 bilionů Euro ročně do roku 2020 Schneider Electric představuje schopného integrátora všech účastníků koncepce Smart Grid přenosové soustavy, aktivních výrobců, provozovatelů a uživatelů. Ve spolupráci s významnými IT firmami (např. CISCO) a společnostmi, které IT sítě provozují, dokáže již dnes efektivně řídit celou energetickou soustavu. Smart Grid: řešení pro 5 klíčových oblastí? Připraveno. Schneider Electric nabízí řešení pro všech pět klíčových oblastí koncepce SG: smart výrobu energií (vč. obnovitelných zdrojů), flexibilní distribuci, aktivní řízení poptávky (např. Energy Efficiency), inteligentní byty a domy (vč. e-mobility) a inteligentní budovy ať už komerční, výrobní či datacentra. NAOBZORU EVlink: udrží váš elektromobil na silnici kdekoli a kdykoli Elektromobil není pouze přechodným trendem, představuje široce uznávanou revoluci v přepravě osob. V porovnání s průměrným spalovacím motorem je motor elektromobilu dvakrát účinnější v přeměně energie na výkon. Technologii elektromobilů je předpovídána klíčová role při snižování globálního znečištění a emisí skleníkových plynů. Odborníci společnosti Schneider Electric se zaměřují na vytváření efektivních řešení, která překonávají bariéry bránící širšímu využití elektromobilů. Nezbytný předpoklad úspěchu představuje rozvoj dobíjecí infrastruktury, která uživatelům elektromobilů zajistí maximální možnou bezpečnost, výkon a pohodlí. Více na www.schneider-electric.cz Smart Grid od Schneider Electric: od slov k činům Významnou roli hraje Schneider Electric například v tzv. Smart Meteringu (chytrém měření). Využívá ho i EDF (největší energetická společnost ve Francii) stejně jako řada VN rozvoden v ČR. Ve Francii a Belgii spustil Schneider Electric pilotní projekty e-mobility. Ve svém výrobním závodě v jihočeském Písku déle než dva roky uplatňujeme koncepci Energy Efficiency. Smart Grid: digitální energie SG mění způsob, jakým dnes energie využíváme. Z klasické lineární (energie proudí pouze ke spotřebiteli) se rodí síť inteligentní (kromě energie proudí i informace) a interaktivní (energie proudí také od spotřebitele). Právě oboustranný tok energie a informací tvoří předpoklad rovnoměrného zatížení distribuční sítě, která je často přetížena a způsobuje tzv. black-outy (dlouhodobější výpadky sítě). Jen pro informaci náklady na poruchy systému řízení & údržba průmyslového podniku Březen 2011 15
Téma z obálky Zapojení průmyslových systémů do inteligentní sítě Roy Kok Kepware Když se řekne inteligentní síť, je možné hovořit o libovolném množství aplikací a technologií. Inteligentní sítě koneckonců představují koncept efektivnějšího zužitkování energie. To značí inteligentní řízení zátěže, které eliminuje nadměrnou poptávku. Znamená to i řízení výroby za účelem co nejefektivnější produkce energie a její distribuce do potřebných míst s co nejnižšími ztrátami. Existuje mnoho iniciativ týkajících se inteligentních sítí, včetně Home to Grid (H2G domácí síť), Building to Grid (B2G sítě v budovách) a Industry to Grid (I2G průmyslová síť). Tyto iniciativy jsou koncipovány tak, aby efektivněji řídily využití energie, a to buď prostřednictvím dobrovolných aktivit (majitelé domů či bytů, kteří na základě proměnlivých cen za elektřinu mění své chování), nebo regulací potřeby a reakce systému mezi odběrateli a dodavateli energie, která umožní jemné vyvážení výroby a spotřeby energie. V době náporu (když výroba nemůže pokrýt zatížení) jsou veřejné služby schopny síť odlehčit (snížit nároky na systém odpojením spotřebičů /domácí systémy/ nebo odstavením větších odběratelů /průmysloví odběratelé, s nimiž byla uzavřena dohoda o řízení zátěže/). Eventuálně může být do chodu uvedena vzdálená výroba energie pohotovostní výroba, ve větších zařízeních obvykle nečinná, používaná během výpadků proudu zajišťující dodávku energie do sítě. Cesta do nového světa inteligentních sítí zahrnuje několika fází. V současnosti se nacházíme v té nejranější ve fázi přípravy technického vybavení, které nám dovolí vyhodnocovat zužitkování energie v reálném čase. Většina státních příspěvků vyčleněných na inteligentní sítě je použita na vylepšení monitorování spotřeby energie inteligentními 16 Březen 2011 řízení & údržba průmyslového podniku
měřiči, které poskytují údaje na dálku a v reálném čase. To samozřejmě vyžaduje zlepšení komunikace. Přestože neexistuje nějaký všeobecně platný protokol inteligentních sítí, je k dispozici široká škála protokolů, které mohou být a jsou při implementaci inteligentních sítí využívány. Seznam protokolů vhodných pro implementaci inteligentních sítí lze nalézt v dokumentu NIST Framework and Roadmap for Smart Grid Interoperability (Rámcový plán interoperability inteligentních sítí, NIST /NIST speciální publikace 1108/). Oblast inteligentních sítí pravděpodobně čeká rozdělení na dvě hlavní kategorie spotřebitelský sektor (domácí sítě) a průmyslový sektor (sítě v budovách a průmyslové sítě). Vzhledem k požadovaným potřebám a nákladům budou tyto trhy obsluhovány s využitím značně rozdílných technologií. Spotřebitelský trh bude obsluhován kombinací bran pro inteligentní měřiče, internetových rozhraní a spotřebičů navržených k inteligentnímu provozu na základě požadavků majitele domu nebo pomocí vzdáleného řízení ze strany veřejných služeb. K zajištění masového rozšíření je potřeba, aby se cena těchto systémů držela tak nízko, jak jen to půjde. Budou muset být snadno zapojitelné s minimálními náklady na instalaci. Je pravděpodobné, že u nich dojde k rozsáhlému využití bezdrátových technologií. Zcela odlišné budou požadavky na průmyslové nasazení. Ty totiž vyžadují koordinaci stávajících automatizačních systémů. Je zde nutné propojení se staršími systémy, které bude zajištěno použitím některého ze stávajících protokolů. Vyžadují též vyšší úroveň interakce a komunikace v reálném čase, což umožní B2B (business-to-business) komunikaci pro účely automatizace. Komunikace na průmyslovém trhu bude zprostředkovávat údaje potřeb a reakce systému. Tyto regulační prvky budou řídit jak odlehčování sítě pro účely řízení dostupnosti energie, tak vzdálenou kontrolu záložní výroby sloužící ke zvýšení produkce energie. V oblasti I2G bude vyžadováno průmyslové rozhraní I2G, které propojí interní systémy a komunikační protokoly tak, aby byly zvnějšku přístupné pro koordinační orgány (veřejné služby nebo orgán pro správu energie). I když bezpečnost jako taková je nesmírně důležitá u obou scénářů, v případě sektoru průmyslových sítí, kde ovládací prvky řídí distribuční segmenty s vysokou mírou zátěže a narušení jednoho spojení bude mít dalekosáhlý dopad, je tento požadavek rozhodující. S tím, jak se architektura inteligentních sítí rozvíjí, stojí za zmínku zejména jeden protokol. Již v roce 1996 se pro potřebu trhu s automatizačními systémy vyvíjely standardy pro interoperabilitu softwaru. Vlastní norma se nazývá OPC a je spravována sdružením OPC Foundation. K zajištění masového rozšíření je potřeba, aby se cena těchto systémů držela tak nízko, jak jen to půjde. Organizace OPC Foundation je podporována více než 400 členskými společnostmi a v současné době všechny významnější automatizační softwarové produkty podporují OPC jako normu pro interoperabilitu dat. V roce 2006 začalo sdružení OPC Foundation pracovat na specifikaci nové generace technologií nazvané OPC UA (OPC Unified Architecture jednotná architektura OPC) poskytující podporu nejnovějších technologií a de facto sjednocující dřívější specifikace, které byly vyvinuty pro různé komunikační procesy OPC DA Data Access (přístup k datům), OPC AE Alarms and Events (události a výstrahy) a OPC HDA Historical Data Access (přístup k historickým datům). Standard OPC UA poskytuje technologii, která se přímo zaměřuje na charakteristiky a přínos, jež jsou požadovány při řešení inteligentních sítí. To zahrnuje přenositelnost platformy schopnost zajistit interoperabilitu OPC UA mezi nejrůznějšími systémy, od zařízení používaných v terénu po centrální kontrolní systémy a standardizovanou bezpečnost, algoritmus RSA pro šifrování dat a certifikát X.509 pro ověření připojení. Zahrnuje také podporu všech forem dat, včetně komplexních souborů dat, které jsou založeny na vlastnických obchodních standardech a průmyslových normách, jako je například ISA-95. Produkty vyhovující standardu OPC UA, schválenému v roce 2009 technickým poradním výborem organizace OPC Foundation, jsou již na trhu a mnoho dalších je ve vývoji. Roy Kok je obcodní a marketingový ředitel ve společnosti Kepware. NAOBZORU Magelis ipc Smart+: panelové průmyslové počítače s vyšším výkonem Schneider Electric uvádí na trh nové modely průmyslových počítačů ipc v panelovém provedení. Magelis ipc Smart+ je vybaven analogovým odporovým dotykovým displejem TFT s rozlišením 1 024 x 768 s podporou 16 777 216 barev. Čelní panel má vyveden USB port pro připojení externích zařízení typu klávesnice, myš, čtečky čárových kódů, biometrické čtečky apod. K ukládání dat slouží SSD paměť 15 GB s externím slotem pro CF, RAM 1024 MB a PCMCIA. Výbava je doplněna 4 x USB, 2 x RS232/485 a audio výstupem. K napájení ipc Magelis Smart+ lze využít např. stávající rozvod napájení v rozváděči 24 V DC. Typické připojení k řídicímu systému je prostřednictvím duálního Ethernetu 10/100/1000 BASE T, což umožňuje podporu redundantní komunikační sítě s procesními řídicími systémy (PAC). Počítač má přeinstalován operační systém Windows XP, MS Office, Vijeo Designer Run Time a Vijeo Citect Web klient (tenký klient). Díky výkonu CPU Intel Celeron 1 GHZ je možné nainstalovat běžný SCADA systém, např. Vijeo Citect nebo expertní systém pro zpracování a prezentaci dat IDS. Typické uplatnění může být místní ovládání a vizualizace technologického procesu např. ve farmacii, chemii, potravinářství i v energetice. Více informací na www.schneider-electric.cz řízení & údržba průmyslového podniku Březen 2011 17
STROJNÍINŽENýrství Vyberte si školicí kurz, který nabízí praktické pokyny sdělované certifikovaným instruktorem svařování. S nadcházejícím nedostatkem svářečů začíná mít náležité vyškolení kritický význam Ernest A. Benway Swagelok Company Najít zkušené svářeče je obtížné a v blízké budoucnosti to bude už jenom těžší. Podle údajů amerického sdružení svářečů (American Welding Society AWS) pracuje ve Spojených státech více než 500 000 svářečů. To však nestačí na pokrytí rostoucí poptávky v průmyslu. Kromě toho více než polovina stávajících svářečů se blíží věku odchodu do důchodu. Sdružení AWS předpovídá, že v roce 2011 bude poptávka po zkušených svářečích v USA přesahovat nabídku o 200 000 pracovníků. Jedním ze způsobů řešení tohoto nedostatku je využití automatizovaných systémů, které odvedou více práce s menším počtem lidí. Od svého prvního uvedení v leteckém průmyslu v šedesátých letech si automatické orbitální obloukové svařování wolframovou elektrodou v inertním plynu (Gas Tungsten Arc Welding GTAW) získalo oblibu v nejrůznějších odvětvích, kde má minimální rozstřik, vysoký výkon nebo mimořádná čistota zásadní význam. Automatické orbitální svařovací systémy rozšiřují možnosti operátorů provádět kontrolované, opakovatelné, vysoce kvalitní a dobře zdokumentované svary. U automatického svařování však nemizí požadavek na kvalifikovanou a dobře zaškolenou pracovní sílu. To, že je stroj automatický, ještě neznamená, že je automaticky správný. Automatizace paradoxně vyžaduje vyšší kvalifikaci, ne menší. Svářeči stále musejí mít ty nejzákladnější znalosti ohledně složení materiálu a metalurgie, nastavení, profukovacích a ochranných plynů, napájení a napětí, dynamiky svarové lázně, rozměrů elektrody a konfigurace svařovací trysky. Navíc musejí rozumět tomu, jak fungují automatizované svařovací systémy a jak budou reagovat na různé vstupy. A navíc musejí vědět, jakou dokumentaci mají požadovat po dodavatelích materiálu a jak ji číst a posuzovat. Na trhu je k dispozici široká řada školicích programů pro operátory automatických strojů GTAW. Některé programy trvají pouhé dva dny. Jiné zaberou 18 Březen 2011 řízení & údržba průmyslového podniku