Inform IT Process portal Robotizačná technika v Plastic Omnium Systém i-bus EIB sa presadzuje ABB spektrum 2/2003
PRÍHOVOR Obsah Milí priatelia, Príhovor... 2 Investícia do budúcnosti... 3 Inform IT... 4 Process portal... 6 Jednoduchá a presná inštrumentácia... 8 Úspora elektrickej energie... 9 Aplikácia regulovaných pohonov... 10 Robotizačná technika v Plastic Omnium... 12 Aktívne filtre... 14 MicroSCADA 8.4.4... 15 Systém i-bus EIB... 16 Aktuality... 18 Športový deň... 19 nie je to tak dávno, keď bola automatizačná technika chápaná najmä ako prostriedok na zníženie nákladov na pracovné sily. Dnes však znamená podstatne viac. Automatizačné systémy vo všetkých oblastiach priemyslu a energetiky na celom svete nahradili pri namáhavej práci ľudí strojmi a automatizovanými technológiami. Poskytujú inteligentné riešenia kritických stavov pri riadení, kontrole a optimalizácii výrobného procesu. ABB podporuje tento trend širokou ponukou produktov, riešení a služieb v oblasti automatizačnej techniky. Naše robotické systémy spĺňajú rozmanité požiadavky našich partnerov a premiestňujú ťažké náklady s presnosťou, ktorú môžu ľudia dosiahnuť len ťažko. V zákulisí sa naše meracie a regulačné systémy, vrátane procesných analyzátorov, starajú o snímanie, uchovávanie, prenos a optimalizáciu tisícov premenných, nevyhnutných pre automatizáciu procesu. Motory a frekvenčné meniče sú zárukou väčšej efektivity a zníženia spotreby energií. Ťažiskom činnosti spoločnosti je v súčasnosti integrácia Industrial IT. Vďaka koncepcii Industrial IT sa každý automatizačný produkt ABB stáva stavebným prvkom v informačnom systéme, ktorého cieľom je zvýšiť konkurencieschopnosť našich zákazníkov. Možnosť opakovaného využitia softvérových modulov Industrial IT prináša zvýšenie produktivity, kvality, bezpečnosti, ako aj ochrany životného prostredia. Táto platforma umožňuje využiť potenciál informačných technológií v priemyselných aplikáciách. Z tohto dôvodu sú všetky naše nové produkty a technológie Industrial IT a môžu byť v zmysle Plug and Produce ihneď bez problémov integrované do architektúry Industrial IT. V tomto čísle nášho časopisu Vás chceme informovať o produktoch a službách, ktoré ABB poskytuje na Slovensku. S rozsiahlym výrobným programom v automatizačných, výkonových a nízkonapäťových technológiách chceme prispieť k tomu, aby ste pre svoje požiadavky našli ideálne riešenie. Prajem Vám príjemné čítanie a teším sa na ďalšie stretnutia. ABB Spektrum časopis spoločnosti ABB Ročník V číslo 2 jún 2003 Vydáva: ABB Elektro, s. r. o. Milan Celler riaditeľ divízie Automatizačných technológií Redakcia: Dúbravská cesta 2, 841 04 Bratislava tel.: 02/59 41 88 01, fax: 02/59 41 87 66 Za vydanie zodpovedá: J. Koczkášová e-mail: jana.koczkasova@sk.abb.com Registračné číslo: MK SR 2036/99 Grafická úprava: PRO, s. r. o. Rudlovská cesta 53, 974 01 Banská Bystrica tel.: 048/414 13 31, fax: 048/414 13 57 e-mail: spektrum@pro.sk Písomné príspevky a požiadavky zasielajte na e-mail: jana.koczkasova@sk.abb.com 2 Spektrum 2/2003
AO2000 investícia do budúcnosti DIVÍZIA AT ABB ponúka kompletné riešenia úloh analýzy plynov v rôznych priemyselných odvetviach. Naše osvedčené analyzátory sa vyznačujú modernou meracou technikou a jednoduchou obsluhou. Majú vyspelú koncepciu kalibrácie, ochrany proti výbuchu a napojenia na sieť. Engineer IT Operate IT Optimize IT Analyze IT Control IT Ethernet Field IT ABB Industrial IT AO2000 je nástupcom Advance Optima Na trhu analyzačnej techniky dobre známy koncept Advance Optima sa posúva na vývojovo vyšší stupeň AO2000. Táto nová generácia modulárneho radu analyzátorov stavia na funkčnosti, flexibilite a najnovšej technológii spracovania a prenosu dát. Pri zachovaní multianalyzačného systému, ktorý umožňuje flexibilné rozšírenie s efektívne vynaloženými prostriedkami má rad AO2000 tieto nové črty: nový dizajn Industrial IT enabled rozšírené funkcie zvýšená bezpečnosť procesor najnovšieho radu flexibilnejší koncept rozhraní Čo sa zmenilo So zmenou názvu je spojené vylepšenie hardvéru, ktoré prináša ešte prispôsobivejší koncept rozhraní a procesor najnovšej generácie pre vyšší výkon a rýchlejšie spracovanie signálu. Integrované boli nové Bus technológie, zjednodušená a bezpečnejšia obsluha a štandardom sa stal plynový analyzátor s čisto digitálnym Ethernet pripojením a OPC serverom. Nastavenia prístroja z výroby sú uchované na internej pamäťovej karte. Rad analyzátorov AO2000 takto umožňuje v budúcnosti integrovať ďalšie meracie princípy. Vývojové práce už v tomto smere prebehli. Súčasťou prístupu Industrial IT je aj zmena vzhľadu AO2000, aby vizuálne zapadal do radu produktov ABB. S rozšírenou dokumentáciou až po Aspect Objects pre integráciu do ABB automatizačných technológií sa môže rad AO2000 začleniť do Industrial IT. Viac sa môžete dočítať na www.abb.com/iit Čo sa nemení S novým menom sme nezmenili to, čo sa osvedčilo. Zachovaná ostáva široká škála analyzačných modulov, multi-analyzátorový systém, modulárny koncept, konfigurácia systémov na mieru, rôzne metódy inštalácie a verzie pre meranie v Ex prostredí. Ochrana investícií Analyzátory plynov Advance Optima, ktoré sú úspešne na trhu už od roku 1996, boli vždy vyvíjané tak, aby sa všetky inovácie dali v prípade záujmu jednoducho zakomponovať aj do analyzátorov z úplne prvých dodávok, a to pomocou výmeny niekoľkých modulov. Takto chránime investície našich zákazníkov. Osvedčená meracia technika sa nemusí vymieňať, dá sa vždy modernizovať, v čom je výhoda štruktúry modulárneho systému. Touto vlastnosťou sa vyznačovali analyzátory Advance Optima od úplného začiatku. AO2000 sú analyzátory s perspektívnou budúcnosťou. L. Szabóová lucia.szaboova@sk.abb.com Spektrum 2/2003 3
DIVÍZIA AT Inform IT Pri výrobno-priemyselných technológiách sa najväčší dôraz dáva na efektivitu. Znamená to znižovanie priamych výrobných nákladov optimalizovaním výrobných procesov a zároveň efektívne ekonomické riadenie prepojením procesnej úrovne s podnikovým informačným systémom. V sérii našich článkov o technológii Industrial IT predstavujeme systém riadenia výrobnej technológie pod označením Inform IT. Počas uplynulých 10 rokov sa vo všetkých priemyselných podnikoch vybudovali lokálne informačné systémy na báze sieťových technológií. Účtovníctvo, skladové hospodárstvo, nákup, expedícia aj výmena informácii sú dnes plne automatizované a vo väčšine prípadov sú postavené na základe distribuovaného sieťového programového vybavenia. Na druhej strane je samotný výrobný proces, ktorý je priamo riadený priemyselnými riadiacimi systémami. História vývoja priemyselných systémov je iná ako v prípade IT systémov, čo spôsobuje komplikácie v ich úplnom prepojení. To je najslabším článkom vo výstavbe kompletného podnikového informačného a riadiaceho systému. Nástupom MES systémov (Manufacturing Execution System) dochádza k efektívnemu obojstrannému prepojeniu podnikového informačného systému so samotným výrobným procesom, následkom čoho sa rapídne zlepšuje efektivita rozhodovania. Úroveň riadenia L3 Úroveň riadenia L2 Úroveň riadenia L1 Úroveň riadenia L0 Obr. 1 Prehľad typov informácií na jednotlivých vrstvách Terminológia vychádza zo základného členenia podnikového systému na obr. 1. Úroveň riadenia L0 OCS OCS je označenie pre priemyselné systémy založené na otvorených štandardných technológiách, ktoré spĺňajú takmer všetci výrobcovia. Úlohou týchto systémov je riadenie samotných technologických procesov. Medzi charakteristické informácie na úrovni riadenia L0 patria digitalizované údaje z procesu (digitálne a analógové signály) a údaje z procesných sietí. Rýchlosť toku informácií je od 1 ms, avšak na tejto úrovni riadenia sa informácie neuchovávajú. Úroveň riadenia L1 HMI HMI je označenie pre zariadenia styku človeka (operátora) s procesom. Fungujú väčšinou na báze osobného počítača s operačnými systémami Windows a Unix/Linux. Úlohou HMI systémov je zabezpečiť pôsobenie človeka na výrobný proces. Na úrovni riadenia L1 je dostupná časť údajov z procesu, ako aj vypočítavané údaje z úrovne L0. Prebieha tu priradenie procesných údajov do logických vizuálnych komponentov tagov, poskytujú sa údaje zadané človekom na úrovni L1 a rýchlosť toku informácií je od 500 ms. Uchovávanie informácií je len krátkodobé, za účelom tvorby trendov. Úroveň riadenia L2 MES MES systémy a požiadavky na nich kladené si rozoberieme ďalej v článku. Informácie na úrovni riadenia L2 sa týkajú časti procesných a vypočítavaných údajov z úrovne L0, časti údajov zadaných operátorom a taktiež údajov generovaných dátovým modelom L2. Rýchlosť toku informácií je od 1 s a ich uchovávanie je strednodobé, od jedného do piatich rokov. Úroveň riadenia L3 ERP ERP je označenie pre podnikové informačné systémy. Spravujú takmer všetky administratívne činnosti v podniku. Medzi najznámejšie systémy patria SAP a Oracle. Na tejto úrovni je možné získať procesné údaje pripravené dátovým modelom MES, ako aj administratívne a účtovné údaje. Rýchlosť toku informácií sa ráta v sekundách a minútach a uchovávajú sa dlhodobo, na roky. Základný popis Inform IT A. Databázový systém Databázový systém je založený na technológii spoločnosti ORACLE. Inform IT umožňuje získavanie údajov z výrobného procesu a ukladanie údajov do relačnej databázy. Poskytuje služby spojené s operáciami nad databázou a má API rozhranie pre externý prístup. [Obr. 2] B. Grafické klientské užívateľské rozhranie GUI systém predstavuje základ stavby klientov vo verzii ťažký klient, ktorý je postavený na desktope SDI/ MDI aplikácií alebo vo verzii tenký 4 Spektrum 2/2003
DIVÍZIA AT Obr. 2 klient, postavený na internetovom prehliadači. GUI systém nie je potrebné programovať kódovaním, pretože obsahuje konfigurovateľné grafické prostredie. Základné vlastnosti GUI: Systém klient/server je postavený na technológii COM spoločnosti Microsoft. Prezentačná logika sa vytvára cez GUI konfiguračný nástroj. Aplikačná logika sa vytvára na strane servera cez GUI nástroje. Zabudované sú GUI nástroje na tvorbu reportov. Excel add-ins, SW obslužné programy pre tesné prepojenie s Excelom. na rôzne systémy iných výrobcov vo vrstvách Procesné automaty (PLC, DCS) MES systémy ERP systémy Modul PLC interface slúži pripojeniu na priemyselné riadiace systémy iných výrobcov. V súčasnosti obsahuje obslužné programy pre 380 riadiacich automatov výrobcov ako Siemens, Honyewell, Telemechanique atď. Modul ERP connect zabezpečuje previazanie na ERP systémy ako SAP, Oracle atď. [Obr. 3] D. Dátový model Dátový model Inform IT umožňuje tvorbu rozsiahleho matematického modelu nad údajmi v databáze. Definovaním filtrov a matematických výpočtov je možné postaviť dátový model, ktorý bude pripravovať údaje presne podľa žiadaných podnikových postupov. Nad týmto modelom je potom tvorba grafických reportov a tlačových zostáv veľmi jednoduchá. M. Kyselica marian.kyselica@sk.abb.com C. Prepojenie na informačné systémy iných výrobcov Výskyt jednotných procesných systémov v jednom podniku je len veľmi málo pravdepodobný. Ich integrácia sa uskutočňuje na úrovni MES systému a bez tejto schopnosti je MES systém nepoužiteľný. Inform IT obsahuje moduly pre pripojenie Obr. 3 Spektrum 2/2003 5
DIVÍZIA AT Process portal Skupinu softvérových pomôcok vyššej procesnej úrovne pre tzv. úroveň HMI zlučuje Process portal. Táto skupina programov má za úlohu uľahčiť a zefektívniť prácu na operátorskej úrovni a je súčasťou produktovej štruktúry Industrial IT. Štruktúru Industrial IT tvoria: Operate IT A Operate IT B Process Panels Pocket Portal Connect balíky Integrate Live video SCADA portal Základ komunikácie medzi procesnou úrovňou LEVEL 0, čiže riadiacim systémom a operátorskou úrovňou LEVEL 1 (HMI) tvoria komunikačné rozhrania. V riadiacich systémoch novej generácie od ABB sa pre komunikáciu z úrovne LEVEL 0 na úrovne LEVEL 1 a LEVEL 2 využíva hardvérové rozhranie Ethernet TCP/IP. O samotnú komunikáciu na úrovni operačného systému sa stará štandard OPC serverov. V prípade riadiacich systémov je zároveň využitý protokol MMS pre komunikáciu na OPC rozhraní. To neplatí pre riadiace systémy staršieho dáta výroby. Softvérové produkty ABB, ako napríklad Inform IT, majú integrovanú podporu pre viac ako 300 rôznych riadiacich systémov rozhrania pre úroveň LEVEL 2. V prípade úrovne LEVEL 1 stavila firma ABB na samostatné riešenia, keďže jej systémy sú na úrovni LEVEL 0 a LEVEL 1 Operate IT Obr. 1 plne otvorené (Open platform). Pre systémy na tejto úrovni ABB ponúka riešenia na báze tzv. Connect balíkov, ktoré sú dostupné pre riadiace systémy na báze AC 400, Safeguard, MOD 300, AC 800 M/C, AC 800 F a Freelance 2000. Táto báza sa postupne rozširuje o Connect balíky pre najpredávanejšie riadiace systémy ABB. [Obr. 1] Druhou úrovňou HMI rozhrania je samotné vizualizačno-operátorské prostredie. Produktom novej generácie firmy ABB je softvér Operate IT. Je schopný do vizualizácie integrovať riadiace systémy tretích strán a vlastné ABB systémy na báze OPC rozhrania, ako aj riadiace systémy ABB na báze Connect balíkov. Novodobé rozhranie Operate IT je vytvorené na základe vizualizačného prostredia AdvaCommand a dlhoročných skúseností firmy ABB v oblasti automatizácie. Prostredie Operate IT je postavené na platforme Windows 2000 a na iných štandardoch Microsoft, ako Internet Explorer 5.5, Visual Basic, Active X a iných. Zákazníkom to prináša značnú úsporu finančných prostriedkov, hlavne v oblasti hardvéru operátorských staníc, kde sa dajú použiť štandardné PC. Zároveň došlo k rozdvojeniu riešenia vizualizácie na takzvanú Standalone a klient/server aplikáciu. Riešenie Operate IT sa dá použiť pre oba typy rovnocenne. Táto možnosť sa ponúka vďaka rozdeleniu na balíčky, ktoré je možné inštalovať na samostatné PC alebo na jedno PC. Balíčky tvoria aplikácie OPC server, Aspect server, balíček Connect, Process portal server, fieldbus server, SCADA portal server, Process portal, klient, fieldbus klient, SCADA klient. Toto rozdelenie vizualizačného prostredia umožňuje zákazníkovi vyššiu variabilitu prostredia a objednávania. Samozrejmosťou je bezplatná licencia pre Process portal klientskú aplikáciu. Pri využití riešenia na báze klient/ server dochádza k úspore prostriedkov na každého ďalšieho klienta. Prístup je obmedzený na heslo užívateľa, čím sa zabraňuje spúšťaniu nežiadúcich aplikácií zo strany definovaných užívateľov. Táto možnosť je plne konfigurovateľná samostatne pre každého užívateľa systému. Vizualizačné prostredie Operate IT, na základe zmluvy medzi firmami ABB a Microsoft, prevezme pri inštalácii kontrolu nad prostriedkami vizualizačnej stanice a po spustení prostredia nahrádza plochu prostredia Windows samostatným oknom, v ktorom je spustená predmetná vizualizácia. V tomto prostredí je aj možnosť spúšťania rôznych aplikácií od viacerých výrobcov, ako napríklad súčastí kancelárskeho balíka MS Office, Acrobat Reader, Autocad a iných, ak je táto činnosť pri konfigurácii systému pre daného užívateľa povolená. Využitím prvkov Active X firmy Microsoft a predefinovaných knižníc týchto prvkov dostupných pre prostredie Operate IT, je možné využívať renderovanú 3D grafiku pri vizualizácii, ako aj kreslenie vlastných 2D alebo 3D objektov, 6 Spektrum 2/2003
DIVÍZIA AT Integrate IT Live video Obr. 2 Ethernet ktoré môžu byť vo vizualizácii plne dynamizované. Dá sa realizovať importovanie objektov vizualizácie z rôznych súborov obrazového formátu, integrácia fotografií, videí a zvukov. [Obr. 2] Súčasťou prostredia Operate IT je aj podpora videí, pričom prostriedkom pre ich integráciu je softvérovo- -hardvérové riešenie Integrate Live Video. Využíva štandardné web alebo priemyselné kamery, ktoré integruje do video-servera Integrate. Toto samostatné zariadenie veľkosti disketovej mechaniky je schopné integrovať signál až zo štyroch kamier a konvertovať ho na rozhranie Ethernet TCP/IP. Takto skonvertované pakety dokáže zbierať a dekomprimovať spätne na obrazový signál, ktorý je možné vizualizovať buď na jednej vizaulizačnej stanici, alebo na všetkých klientských staniciach s použitím aplikácie formou klient/ server. Zároveň je možné video zálohovať na hard disku klienta a serveru. Táto zaujímavá pomôcka má slúžiť napríklad na fyzické vizualizovanie nebezpečných zón v prevádzke pre prípadný pohyb servisných technikov a takto zabrániť neželanému spusteniu stroja obsluhou počas servisu. [Obr. 3] Samostatnou zložkou produktu Process portal sú operátorské panely Operate IT Process Panels, ktoré sú určené na použitie aj v náročnom prostredí, s krytím do IP 65. Tieto panely sa vyrábajú v rôznych vyhotoveniach, od textových až po grafické s 256 farbami a touchscreen rozhraním. Slúžia na lokálne nahradenie vizualizácie. V prípade grafických panelov je možné využitie častí vizualizácie priamo vo výrobnom procese, na strategických miestach. Panely disponujú možnosťou trendovania, uchovávania trendov a alarm listov a v neposlednom rade disponujú širokým spektrom podporovaných komunikačných rozhraní. Novinkou v rodine produktov Process portal je softvérovo-hardvérové rozhranie s názvom Pocket Portal. Je to integrácia bezdrôtových technológií na báze Bluetooth a WiFi, ako aj Operate IT Procesné panely PP114 Textový panel s tlačidlami Séria 300 Grafický panel s dotykovou obrazovkou Hanheld počítačov. Táto platforma má uľahčiť prácu najmä servisným pracovníkom, ktorým ponúka bezdrôtový prístup k vizualizácii, alarmovým listom, trendom, programovaciemu prostrediu a pod. priamo v prevádzke pri stroji, ktorý vyžaduje servisný zásah. V prípade správneho naplnenia prostredia Operate IT údajmi o stroji a jeho súčastiach, je možné vizualizovať tieto informácie na operátorskej stanici, aj priamo v prevádzke. Servisným pracovníkom sa tým umožní nahliadnutie do technickej dokumentácie stroja. Najväčším prínosom tejto IT technológie je možnosť konfigurácie zariadenia bez potreby PC a hlavne bez potreby pripojenia káblom priamo na mieste. V prípade záujmu o softvérové produkty ABB alebo iné informácie radi odpovieme, prípadne zašleme demo verziu softvéru Operate IT. R. Sabo radovan.sabo@sk.abb.com Séria 200 Grafický panel s tlačidlami Obr. 3 Spektrum 2/2003 7
DIVÍZIA AT Jednoduchá a presná inštrumentácia ABB je najväčším výrobcom meracej techniky na svete, operatívne reaguje na požiadavky zákazníkov a prináša na trh inovačné riešenia. Firma ponúka kvalitu aktuálnych trendov pri zohľadnení reálnych vedľajších vplyvov. V tomto článku sa venujeme dvom najnovším riešeniam. Sensyflow D termický hmotnostný prietokomer Užívatelia meracej a regulačnej techniky vyslovujú často požiadavku na meranie prietoku tlakového technického vzduchu vo svojich technologických rozvodoch. Pri použití štandardných objemových prietokomerov (clona, anubar, vortex) je v záujme presnosti merania potrebné kompenzovať vplyv zmeny teploty a tlaku meraného plynného média. Potrebujeme na to tlakomer a teplomer, výsledky merania prietoku, tlaku a teploty nakoniec vyhodnocuje vhodný matematický člen. Celý merací obvod je náročný z hľadiska ceny, montáže a prevádzky. Vhodným pre spomínanú aplikáciu je tepelnevodivostný hmotnostný prietokomer Sensyflow D. Princíp činnosti spočíva v meraní zmeny odporu meracieho článku v závislosti na rýchlosti a hustote meraného média. Meranie je nezávislé na zmene tlaku a teploty média. Základné vlastnosti prietokomera Sensyflow D: rozsah merania 1 : 100, presnosť merania ±2 % meranej hodnoty jednoduchá inštalácia, uvedenie do prevádzky a údržba štvorvodičové zapojenie napájanie 24 V DC, výstup 4-20 ma jednoduchá komunikácia s PC cez LKS adaptér prevádzková teplota 25 C až +70 C, teplota média 25 C až +150 C prevádzkový tlak max. 16 bar g nepohyblivé meracie časti, meranie odolné voči vibráciám Sensyflow D je jedným zo širokej škály termických prietokomerov z produkcie ABB Automation Products, používaných v oblasti priemyselného merania prietoku čistých plynov. DATUM U80 kompaktný ultrazvukový snímač hladiny Tam, kde v oblasti merania hladiny nepochodíme s hladinomermi, ktorých merací senzor je v styku s meraným médiom, prichádzajú na rad ultrazvukové a radarové snímače hladiny. Z hľadiska obstarávacích a prevádzkových nákladov širší záber poskytujú kompaktné ultrazvukové snímače hladiny. Z produkcie ABB Automation Ltd. predstavujeme typ DATUM U80. Tento jednoduchý hladinomer je vhodný na meranie kvapalných i sypkých médií. Je vyhotovený v kompaktnom PP puzdre s krytím IP65. Po odklopení hornej časti puzdra je prístup k svorkovnici, LCD displeju a ovládacím tlačidlám. Snímač je schopný merať hladinu do výšky 6 m s presnosťou ±0,25 % meraného rozsahu. Ďalšie parametre: zapojenie 2-vodičové (4 20 ma) alebo 3-vodičové (2 limity) jednoduchá kalibrácia bez nutnosti vyprázdnenia alebo naplnenia meranej nádoby pripojenie do prevádzky závitom 2 prevádzková teplota 20 C až +60 C prevádzkový tlak 1 bar g napájanie 24 V DC Pre zložitejšie aplikácie merania výšky hladiny ultrazvukom, s využitím kontaktných výstupov a priamou reguláciou, napr. čerpadiel, ponúka anglický výrobca rozsiahly sortiment týchto snímačov, pričom je schopný vyhovieť aj tým najzložitejším prevádzkovým podmienkam. V. Leitman valentin.leitman@sk.abb.com 8 Spektrum 2/2003
Úspora elektrickej energie použitím regulovaných pohonov DIVÍZIA AT Neustále zdražovanie elektrickej energie núti väčšinu výrobných podnikov hľadať rezervy v jej využívaní. Elektrické pohony sú mnohokrát hlavnými spotrebičmi energie a po dôkladnej odbornej analýze sú často odhalené ohniská veľkého plytvania. Nevyhnutné investičné náklady na zníženie energetickej náročnosti sa môžu vrátiť do jedného roka a pri dnešných možnostiach financovania sa neoplatí ani chvíľu váhať s nápravou. Možnosti úspor Mnoho podnikov, ktoré pracujú so strojnými zariadeniami z čias, keď bola produkcia podstatne vyššia, zredukovalo svoju výrobu. Pri prevádzkovaní týchto výrobných zariadení však dochádza k veľkým energetickým stratám. Najviditeľnejšia je situácia pri rozvode vzduchu kompresormi a ventilátormi a pri rozvode vody čerpadlami. Kompresory Vzduchový rozvod energie je najnákladnejším spôsobom rozvodu. Používajú sa tu rôzne typy kompresorov skrutkové, piestové a turbokompresory. Stáva sa, že väčšina vyrobeného tlakového vzduchu sa vypúšťa do ovzdušia, pretože inštalovaný kompresor je pre zredukovanú prevádzku predimenzovaný a náklady na nový sú odstrašujúce. Jedným z najsľubnejších zdrojov úspor je regulácia otáčok. Možnosť a rozsah regulácie otáčok kompresora bez jeho úprav treba konzultovať s výrobcom. Pri turbokompresoroch je nutné zvážiť, či zníženie tlaku zmenou otáčok je prípustné. Energetická bilancia pri kompresoroch hovorí, že príkon klesá úmerne s otáčkami, teda s prietokom vzduchu. Výstupný tlak zostáva konštantný pri skrutkových a piestových kompresoroch. Príkon turbokompresora klesá s otáčkami oveľa prudšie, pretože klesá aj výstupný tlak. Zaujímavá je aj možnosť zmeny prevodového pomeru v turbokompresore, čím sa pri relatívne malých nákladoch môžu dosiahnuť pomerne veľké úspory. Ventilátory Regulácia otáčok ventilátorov a odstredivých čerpadiel je vo väčšine prípadov investíciou s najrýchlejšou návratnosťou. Príkon ventilátorov klesá s otáčkami veľmi prudko (s treťou mocninou) a pri porovnaní s najčastejšie používanou metódou regulácie škrtením sa v priemere ušetrí až 45 % elektrickej energie. Čerpadlá Podobne ako pri regulácii ventilátorov, aj pri regulácii čerpadiel so znižovaním otáčok prudko klesá príkon. V niektorých prípadoch nie je možné znížiť otáčky čerpadla, pretože tlak klesne natoľko, že čerpadlo nedokáže vytlačiť médium do požadovanej výšky. To je prípad buď optimálneho návrhu čerpadla pre danú prevádzku, alebo sa to stane, keď je priemer potrubia príliš veľký. V druhom prípade sa dá situácia riešiť buď výmenou potrubia, alebo kombináciou regulácie otáčok so škrtením. V priemyselnej praxi pretrváva nesprávny názor, že prerušovaný chod čerpadla je energeticky optimálny návrh (v prípadoch, keď je potrebné z nejakého priestoru vyčerpať vodu a priestor sa naďalej pomaly zaplavuje). Príklad: Čerpadlo A je v chode 50 % celkového času a 50 % času stojí. Čerpadlo B trvalo beží na 50 % otáčok, pričom obe vyčerpajú rovnaké množstvo vody. Spotreba elektrickej energie čerpadla A dosahuje 100 %, avšak spotreba čerpadla B je len 60 %, čo znamená úsporu 40 %. To všetko platí za predpokladu, že pri regulácii otáčok je možné zniženie tlaku o 40 %. ABB ponúka zákazníkom výpočty návratnosti investícií po analýze skutkového stavu priamo na mieste inštalácie. P. Šuda peter.suda@sk.abb.com Spektrum 2/2003 9
DIVÍZIA AT Aplikácie regulovaných pohonov na Slovensku Kto šetrí má za tri toto príslovie našich predkov platí v súčasnosti mnohonásobne viac ako kedysi. Súčasná cena elektrickej energie, ktorá sa pre väčšinu veľkoodberateľov pohybuje medzi 2,0 až 2,6 Sk/kWh nás núti dávať veľký dôraz na úsporu. Spoločnosť ABB Elektro dodala a uviedla na Slovensku do prevádzky stovky frekvenčne regulovaných pohonov, ktoré zodpovedajú potrebám technológie a súčasne prinášajú úsporu energie. Čerpadlá Existuje množstvo aplikácií, na ktorých by sme vedeli vypočítať predpokladané úspory, no len niekoľko z nich má skutočne inštalované meranie spotreby elektrickej energie. Ako prvý príklad uvádzame pohon čerpadla. Frekvenčne regulované obehové čerpadlo s výkonom 30 kw dopravuje horúcu vodu z teplárne do vzdialenej časti mesta a pôvodne bolo regulované škrtiacou armatúrou. Ventil bol regulovaný na základe zmeny tlaku v potrubí podľa odoberaného tepla. Tento motorový vývod má inštalované meranie spotreby elektrickej energie, kde jej mesačná spotreba dosahovala približne 12 000 kwh, čo predstavuje priemerne 17 kw odoberaného výkonu motora čerpadla. Pre optimalizáciu prevádzky čerpadla bol navrhnutý frekvenčný menič ACS400, ktorý pracuje v režime PID. Tento spôsob regulácie čerpadla v sebe zahŕňa nadradený PID regulátor, ktorý reguluje otáčky motora čerpadla na základe požadovaného a skutočného tlaku v potrubí. Výhoda PID makra spočíva v jednoduchosti riešenia, bez potreby inštalácie ďalšieho jedno- slučkového regulátora. Frekvenčný menič dokáže svojimi ochrannými funkciami postrážiť správnosť merania obvodov MaR a tým ochrániť celú sústavu. Aplikovaním frekvenčnej regulácie na uvedenom čerpadle poklesla spotreba elektrickej energie približne na 2900 kwh za mesiac, čo predstavuje priemerný výkon motora čerpadla 4 kw. Na tomto prípade je možné demonštrovať, do akej miery sú existujúce pohony v kotolniach a teplárňach predimenzované, keď sa každý odberateľ snaží spotrebu energií optimalizovať. Ventilátory Medzi ďalšie pohony, ktoré sa najčastejšie regulujú patria ventilátory. Z hľadiska regulácie prietoku vzdušnín ventilátora poznáme reguláciu klapkou v saní alebo výtlaku, reguláciu natáčaním lopatiek obežného kolesa a v niektorých prípadoch použitie spôsobu riadenia zapni/vypni. Rozmanitosť použitia ventilátorov v priemysle a v službách ponúka veľké príležitosti pre úsporu elektrickej energie. Spoločnosť ABB Elektro dodala množstvo frekvenčných meničov pre pohony ventilátorov, no pre lepšiu predstavivosť o úsporách energie uvádzame dva prípady. Našou úlohou bolo navrhnúť riešenie náhrady spalinového ventilátora s motorom o výkone 800 kw, ktorý bol pripojený na 6 kv sieť. Pôvodný spôsob regulácie sacou klapkou sme nahradili frekvenčne regulovaným motorom s výkonom 500 kw, ktorý bol navrhnutý na základe vykonaných meraní počas prevádzky. Pre zjednodušenie riešenia bol využitý pôvodný vývod na motor ventilátora, na ktorý je pripojený transformátor 6/0,69 kv, 630 kva a frekvenčný menič ACS600. Po uvedení do prevádzky je vplyvom použitia otáčkovej regulácie pri plnej prevádzke rotačnej pece odoberaný výkon v rozmedzí 90 až 180 kw, čo predstavuje úsporu elektrického výkonu minimálne 250 kw. Ďalším úspešným projektom prinášajúcim úspory je frekvenčná regulácia dymového ventilátora parného kotla. Ventilátor s výkonom 55 kw s regulačným vencom, pôvodne rozbiehaný prepínaním hviezda/trojuholník, bol pripojený na frekvenčný menič, ktorý je možné prevádzkovať dvoma spôsobmi ovládania. Ručným spôsobom obsluha priamo reguluje otáčky motora ventilátora na základe skúseností kuriča. V automatickom režime prevádzky sa do frekvenčného meniča zadáva požadovaná hodnota podtlaku v spaľovacej komore a súčasne aj skutočná hodnota podtlaku. Frekvenčný menič svojim vnútorným integrovaným regulátorom udržuje konštantný podtlak nezávisle na výkone kotla. Pri plnom výkone kotla sa motorom ventilátora odoberá iba 9 kw, čo predstavuje zníženie odoberaného výkonu o 15 kw. Podobným spôsobom je možné riešiť prípady, keď kotol používa dva alebo viac dymových ventilátorov. Na udržanie stabilného podtlaku je nevyhnutná frekvenčná regulácia všetkých dymových ventilátorov. Tak ako je výhodné regulovať 10 Spektrum 2/2003
DIVÍZIA AT odťahové ventilátory z kotla, je možná aj otáčková regulácia vzduchových ventilátorov pre horáky paliva. Navíjanie a prevíjanie Medzi technicky zaujímavé pohony patria aj odvíjače a navíjače. Naša spoločnosť navrhla a zrealizovala pohony odvíjacích kotúčov na sekacej linke malých formátov. Sekačka pozostávala zo samotnej časti sekania papiera na formát A4, ktorú poháňa hlavný pohon stroja a z piatich kotúčov papiera s plošnou hmotnosťou 80 g/m 2. Každý kotúč papiera má hmotnosť 3000 kg a je na ňom navinutých 16 000 m papiera so šírkou 2,2 m. Na pôvodnom systéme brzdenia kotúčov boli použité vzduchom regulované kotúčové brzdy. Tento spôsob zabezpečoval jednoduchosť ovládania brzdnej sily, no zároveň boli vysoké nároky na údržbu. Priemerne raz do týždňa bolo potrebné vymeniť brzdové obloženie a očistiť samotný stojan. Ďalšou nevýhodou pôvodného riešenia bola hlučnosť pískania kotúčov, ktorá strpčovala pracovné podmienky obsluhe stroja. Naše riešenie sme koncipovali tak, aby sme dosiahli optimálny brzdiaci účinok asynchrónnych motorov na kotúče papiera počas odvinu a aj v prechodných stavoch zastavenia stroja. Preto sme navrhli použitie motorov M3AA160 s menovitými otáčkami 990 ot/min., ktoré sú prevádzkované až po 3100 ot/min. Motory s prevodovkou boli nainštalované priamo na nosný hriadeľ kotúča s papierom, na miesto, kde boli predtým brzdné kotúče. Počas previnu kotúča vyvíja motor približne 1 kw brzdného výkonu, ktorý je rekuperovaný pomocou frekvenčného meniča späť do elektrickej siete. Celkove sa na desiatich motoroch brzdenia kotúčov rekuperuje 11 kw. Pre ľahšiu orientáciu zákazníkov v aplikáciách frekvenčných meničov sme pripravili brožúru TOP100 s aplikáciami frekvenčných meničov ABB vo svete. Tam nájdete zaujímavé tipy na pohony spolu s vyčíslením úspor elektrickej energie a s ďalšími prínosmi pre užívateľa. Uvedená brožúra bude distribuovaná našim odberateľom a v elektronickej forme prístupná na web stránkach ABB. M. Pastierovič mario.pastierovic@sk.abb.com Naša orientácia na Industrial IT Zamerali sme sa na najväčší program rozvoja a inovácie v histórii našej firmy, aby sme pomohli našim zákazníkom sústrediť sa na produktivitu a zisky. Ako spoločnosť s vedúcim postavením v oblasti výkonových a automatizačných technológií vo svete pomáha ABB priemyselným lídrom na celom svete dosiahnuť zaujímavé méty. Meníme definíciu nášho technologického portfólia tak, aby bol každý produkt zapojiteľný do štruktúr spracovania infornácií. Zamerali sme sa na spoločnú architektúru každého produktu a riešenia. Našou orientáciou na Industrial IT prekonávame priepasť medzi priemyselnými výrobnými a obchodnými prostriedkami a informačnými technológiami (IT), ktoré sú nevyhnutné na zaistenie ich spoločného bezbariérového fungovania v reálnom čase. Táto vízia ABB smeruje k novej etape výkonových, automatizačných a informačných riešení v ére elektronického obchodu. www.abb.com Spektrum 2/2003 11
DIVÍZIA AT Robotizačná technika v Plastic Omnium Plastic Omnium (PO) je nadnárodná spoločnosť, ktorá pôsobí v 25 krajinách na štyroch kontinentoch a drží si jednu z vedúcich pozícií na trhu v oblasti dodávok automobilových komponentov, plastov, zdravotníctva a životného prostredia. Vstup PO na slovenský trh bol reakciou na nové objednávky z firiem Volkswagen a Porsche na dodávku nárazníkov. V decembri 2000 začal rásť nový závod v priemyselnom parku pri Lozorne a po dokončení hrubej stavby v júni 2001 začali jednotliví dodávatelia distribuovať technológiu. Výrobná hala je rozdelená na dva hlavné technologické celky lisovňu nárazníkov a lakovňu, dodávka ktorej je priamo spojená s ABB. Generálnym dodávateľom technológie bola spoločnosť ABB Francúzsko a v spolupráci s ABB Elektro začali práce na montáži lakovne plastových nárazníkov pre automobily. V januári 2002 bola celá linka pripravená na spustenie sériovej produkcie a kompletné zabezpečenie chodu linky po technickej stránke prevzala spoločnosť ABB Elektro. Lakovacia linka Samotný proces nanášania farby začína ručným naložením nárazníka na stojan nesený reťazovým dopravníkom. Na stojan je možné uložiť dva až tri kusy po obidvoch stranách, v závislosti na type. Potom prebieha ich čistenie, odmastenie a zbavenie nárazníka prachových častí. Po vysušení nasleduje nasvietenie ultrafialovým svetlom a vizuálna kontrola čistoty povrchu. V ďalšej fáze sa už dostávajú k slovu štyri roboty, osadené po dvoch oproti sebe na každej strane dopravníka. Pomocou horákov nahrejú povrch nárazníka, čím sa dosiahne zmena chemickej štruktúry a po stabilizácií je povrch pripravený na nanesenie primárnej farby. Túto operáciu vykonávajú dva roboty umiestnené oproti sebe. Pri určitých svetlých odtieňoch konečnej farby je potrebné ešte dodatočné ručné prestriekanie na dosiahnutie potrebného prekrytia. Po prejdení stabilizačnou zónou putuje nárazník do ďalšej bunky vybavenej robotmi, kde sa nanáša konkrétny požadovaný odtieň. V tejto bunke sú tiež umiestnené štyri roboty, vždy dva v rade po oboch stranách. Farba sa nanáša v dvoch vrstvách, s možnosťou dodatočného ručného prestriekania, ktoré sa aplikuje už len na kritické oblasti pri určitých kombináciách typov nárazníka a farby. Pred vstupom na ďalšie pracovisko nasleduje fáza sušenia a stabilizácie farby. Posledná operácia, ktorá je realizovaná robotom, je záverečné prelakovanie. Bunka je vybavená dvomi robotmi a aj v tomto prípade existuje možnosť ručného prelakovania kritických miest. Po lakovaní nasleduje záverečná fáza technológie, a to sušenie a chladenie, na konci ktorého je odobratie nárazníkov z dopravníka a výstupná kontrola. Samozrejme, celá technológia lakovne je podstatne zložitejšia a zahŕňa riadiace i pohonné jednotky, zariadenia na prípravu farieb, ochranné, čistiace a filtrovacie zariadenia, ventiláciu, vodné hospodárstvo a ďalšie. Na jednoduchšie vytvorenie predstavy o veľkosti lakovne ešte niekoľko technických údajov. Dĺžka dopravníka je približne 500 m a rýchlosť je asi 3 m/min. Samotný dopravník je osadený päťdesiatimi stojanmi, ktoré nesú nárazníky. Robotizačná technika Na lakovacej linke v PO sa nachádza dvanásť robotov ABB typu IRB 5400, ktoré sú rozdelené do štyroch samostatných buniek, navzájom prepojených dopravníkom. Robot IRB 5400 je špeciálne určený na striekacie aplikácie, čomu je plne prispôsobená jeho konštrukcia. Vďaka veľkému pracovnému priestoru sa používa hlavne v automobilovom priemysle na striekanie častí karosérií. S výhodou sa tam 12 Spektrum 2/2003
DIVÍZIA AT využíva kompaktné riešenie zápästia robota s malými rozmermi, ktoré sa môže dostať aj na ťažko prístupné miesta. Šesť stupňov voľnosti šesť kĺbov poskytuje skutočne široké možnosti v návrhu trajektórií. Aplikátor je umiestnený na konci zápästia s nosnosťou až 15 kg, maximálnou rýchlosťou pohybu až 1,5 m/s a opakovateľnou presnosťou polohovania 0,1 mm. Robot môže byť tiež vybavený integrovaným systémom, ktorý obsahuje ventily na zmenu farby, tlakovú pumpu, prietokomer a regulátory vysokého napätia spolu so striekacím zvonom. Aby bolo možné zjednodušiť programovanie pre aplikácie striekania, bol priamo do riadiaceho systému integrovaný modul so špecifickými funkciami, ktoré zjednodušujú ovládanie a spoluprácu celého zariadenia. Pre off-line programovanie sú k dispozícií softvérové balíky založené na platforme PC, ktoré poskytujú veľmi výkonný nástroj na simuláciu a odladenie trajektórie. Keďže lakovňa, ale aj iné prevádzky nie sú len roboty, ale aj množstvo ďalších zariadení, dôraz sa dáva na možnosť komunikácie s ďalšími systémami prostredníctvom Interbus-S, Profibus-DP, Allan Bradley, Ethernet, FTP, RS-232... Roboty určené na lakovanie musia spĺňať náročné požiadavky na používané materiály, keďže ide o veľmi čisté a hlavne výbušné prostredie. Stupeň ochrany proti výbušnosti je štandardne II B T4 (Zóna 1). Aplikácia robotizačnej techniky v PO odráža moderné trendy v nasadzovaní technológií. Roboty všeobecne ponúkajú mnohé výhody oproti ručnej práci alebo použitiu jednoúčelových strojov. Zvýšenie flexibility, dodržanie technologických postupov a environmentálne požiadavky na prácu ľudí predstavujú len zlomok z ich prínosu. Zabezpečenie servisu Po dokončení lakovne spoločnosť ABB Elektro prevzala starostlivosť o všetky technické zariadenia a samotný chod celej linky. Roboty sa stali len jedným z prvkov, ktorých chod je potrebné zabezpečiť. Pridali sa všetky riadiace jednotky a technológia lakovne, čiže všetky zariadenia, ktoré priamo súvisia s farbou (lakom) od jej namiešania až po dopravu do jednotlivých aplikátorov, vrátane samotného procesu nanášania farby. Tím piatich pracovníkov ABB je prítomný 24 hodín počas prevádzky a zabezpečuje servisné práce spolu s preventívnym a prediktívnym servisom, ktorý sa vykonáva za chodu linky. Okrem servisu je súčasťou aj technická podpora pre zákazníka a dodávky potrebných náhradných dielov. Servis a údržba vyvolávajú automaticky predstavu množstva špinavého oleja. V tomto prípade však ide o veľmi čistú prevádzku a veľká časť lakovne je označená ako čistá zóna, kde je potrebný čistý overal, pokrývka hlavy a kde aj malé množstvo prachu dokáže znehodnotiť celý proces. Zabezpečenie servisu prevádzok, ktoré dodávajú výrobky pre automobilový priemysel, kladie vysoké nároky na technickú zdatnosť ľudí a na spoľahlivosť techniky. Pri súčasnom trende dodávok JIT (Just In Time) a minimalizovaní skladových zásob znamená každé zastavenie výroby možné ohrozenie plynulosti chodu celej výrobnej linky pre automobily. P. Szakáll peter.szakall@sk.abb.com Spektrum 2/2003 13
DIVÍZIA PT Aktívne filtre úvod do problematiky Zameriavame sa na kvalitu elektrickej energie a na pokračovanie budeme prinášať nové informácie z tejto rozsiahlej oblasti. Jednotlivé prvky elektrizačnej sústavy je možné popísať ich impedanciou, ktorá v sebe obsahuje činnú (ohmickú) aj jalovú (indukčnú alebo kapacitnú) zložku. Väčšina priemyselných záťaží je indukčného charakteru a správa sa ako spotrebič jalového výkonu. Napriek tomu, že tento jalový výkon nie je schopný priamo konať prácu, je nutné ho pre správnu činnosť elektrického zariadenia dodať, a teda aj vyrobiť. Vyrábať tento výkon vo výrobniach a dopravovať ho prostredníctvom prenosových ciest až do miesta spotreby je veľmi neekonomické. Oveľa efektívnejším riešením je dodať požadovaný jalový výkon zariadeniu priamo v mieste spotreby. Záťaže kapacitného charakteru (napr. kondenzátory) sa v elektrickom obvode javia ako zdroje jalového výkonu, pretože odoberajú jalový výkon opačnej polarity ako indukčné spotrebiče. Zapojenie kondenzátora k indukčnej záťaži teda kompenzuje potrebu vyrobeného jalového výkonu. Kompenzácia jalového výkonu v praxi predstavuje jeho dodávku elektrickému zariadeniu, podľa možnosti čo najbližšie k miestu spotreby, v požadovanej kvalite a množstve. Výrobcovia a dodávatelia elektrickej energie požadujú udržiavanie účinníka cos ϕ pri základnej frekvencii 50 Hz v intervale 0,95 1,00 ind. Za nedodržanie tejto podmienky sú odberatelia sankcionovaní. Individuálna kompenzácia jalového výkonu pre každé zariadenie samostatne je finančne najnáročnejšia a v praxi vylúčená. Za hranicu ekonomickej rentability individuálnej kompenzácie sa v našich podmienkach považuje S inšt 40 kva. Skupinová kompenzácia je pripojená k jasne definovanej skupine elektrických strojov alebo zariadení, najčastejšie v jednej rozvodnej sekcii. Je výhodnejšia z dôvodu nižšej potreby inštalovaného výkonu, zohľadňuje súdobosť pripojenia jednotlivých záťaží. Jej nevýhoda je v tom, že jalový výkon sa prelieva a zaťažuje časť elektrických rozvodov medzi spotrebičmi a kompenzáciou, ktorá navyše, pokiaľ má vyhovovať svojmu účelu, musí byť regulovaná. Centrálna kompenzácia je nasadená priamo na vstupe do podniku, zvyčajne tesne za meranie a je spoločná pre všetky rozvodné sekcie. Z rovnakých dôvodov ako pri skupinovej kompenzácii potrebuje najmenší inštalovaný kapacitný výkon, jej kvalita je však najnižšia. Najčastejšie sa používa len na celkové dokompenzovanie účinníka pred fakturačným meracím zariadením. Regulácia prebieha prostredníctvom regulátora, kvalita ktorého je daná algoritmom, počtom a presnosťou spracovávaných veličín a jeho rýchlosťou. Rýchlosť regulácie závisí nielen od zvoleného algoritmu s ohľadom na čas vybíjania kondenzátorov, aby na ich svorkách nedošlo k superponovaniu napätia a ich možnému poškodeniu. Dôležité sú aj zvolené spínacie prvky, ktoré môžu byť buď kontaktné stýkače, alebo bezkontaktné polovodičové, najčastejšie tyristorové. Práve bezkontaktné spínanie kompenzačných sekcií na báze polovodičových spínacích prvkov je vďaka svojej rýchlosti a presnosti schopné v spolupráci s vysokokvalitným regulátorom spínať kompenzačné sekcie prakticky okamžite. Pritom nie je potrebné čakať na vybitie kondenzátora, lebo zopnutie sa uskutoční v momente, keď je okamžitá hodnota napätia na kondenzátore zhodná s okamžitou hodnotou napätia siete. Navyše, niektoré zariadenia dokážu regulovať prúd pretekajúci v jednotlivých fázach. To znamená, že nemajú len stavy vypnutý alebo zapnutý, ale sú schopné regulovať pretekajúci prúd podľa potreby v celom rozsahu, čím sa dosiahne aj regulácia jalového výkonu v jednotlivých fázach. Existuje však množstvo spotrebičov resp. praktických stavov, kde ani takáto regulácia nestačí a nerieši podstatu problému. V poslednom období narastá podiel nelineárnych záťaží s dynamicky sa meniacim jalovým odberom. Nelineárne záťaže generujú tzv. vyššie harmonické zložky. Sú to v podstate násobky fundamentálnej frekvencie 50 Hz a sú dané rozkladom zdeformovanej, pôvodne sínusovej krivky. Túto krivku tvorí súčet ideálnych sínusoviek, ktorých frekvencia je celým násobkom základnej frekvencie. Takýto rozklad sa využíva pri analyzovaní a vyhodnocovaní deformácií krivky. Vyššie harmonické majú nesporne škodlivý vplyv na všetky elektrické zariadenia. Prúdy vyšších harmonických, generované spomínanými nelineárnymi záťažami, preto potrebujú byť odfiltrované. Klasické riešenia, ako chránené kompenzačné sekcie a pasívne filtre, bežne využívané na kompenzáciu reaktivity a filtrovanie vyšších harmonických, pracujú na princípe Nízkej impedancie, pričom efektivita filtrácie závisí od parametrov elektrickej siete a nastavenia filtra. Tieto riešenia sú vhodnejšie pre trojfázový, vyvážený a statický typ záťaže. Obmedzenia a nedostatky klasických riešení sú dané práve vyšším percentuálnym podielom nelineárnych záťaží v sieti a ich dynamickým charakterom. Príkladom sú riadené pohony (frekvenčné meniče), usmerňovače, zváračky, oblúkové pece, žiarivkové a výbojové svietidlá, atď. Fixný výkon kompenzačného zariadenia môže mať v tomto prípade za následok prekompenzovanie, resp. nedokompenzovanie z dôvodu jeho vyladenia na jedinú frekvenciu. Existuje reálne riziko vzniku harmonickej rezonancie v prípade nesprávneho návrhu alebo zmien v pomere záťaž/systémové parametre. To vedie k možnosti preťaženia, poškodenia kompenzačného zariadenia kondenzátorov. Stále väčší podiel nelineárnych spotrebičov viedol k vývinu tzv. aktívnych filtrov, ktorých vlastnosti sa veľmi približujú k modelu ideálneho filtračno-kompenzačného zariadenia. O tomto najmodernejšom riešení si viac povieme v ďalšom pokračovaní. M. Vrecenár martin.vrecenar@sk.abb.com 14 Spektrum 2/2003
MicroSCADA 8.4.4 a jej konkrétne aplikácie DIVÍZIA PT V závere roka 1997 bola do prevádzky uvedená aplikácia energetického riadiaceho systému MicroSCADA v podniku Chemes a.s. Humenné. Súčasťou dnes už priemyselného parku v Humennom sú najmä spoločnosti Nylstar, Rhodia a Chemes. Riadiacu sústavu tvorila jedna optická slučka, do ktorej boli pripojené dve práve zrekonštruované polia 110 kv vstupnej rozvodne. Vlastnosti tohoto systému boli od verzie 8.4.1c po tú najnovšiu významne obohatené. K pôvodným nástrojom na diaľkovú parametrizáciu a monitorovanie pribudli veľmi dôležité funkcie, napr. vyhodnocovanie obsahu vyšších harmonických v priebehu napätí a prúdov meraných terminálom REF. Tento terminál umožňuje graficky znázorniť analýzu získanú Fourierovým rozvojom až do 13. harmonickej a samostatne hlásiť prekročenie ľubovoľnej z nich. Aplikácia energetického riadiaceho systému z roku 1997 Pôvodne to bol jednopočítačový, jednomonitorový riadiaci mechanizmus, no postupnými krokmi spoločnosti Chemes, ktoré viedli k automatizácii riadenia VN siete, sa riadiaci systém MicroSCADA dostal až do aktuálnej podoby. Nové funkcie systému Aktuálna podoba systému MicroSADA K prvotnému rozsahu siedmich terminálov pribudlo počas nasledujúcich šiestich rokov 91 rôznych terminálov a ochrán. Hardvér zariadenia taktiež prešiel vývojom a jeho štruktúru tvorí trojmonitorová sústava delená na základný počítač a dva komunikačné frontendy. Zber informácií prebieha troma rôznymi komunikačnými protokolmi LON, SPA a RP 570. Riadiaci mechanizmus pracuje na báze operačného systému Windows 2000 a softvéru MicroSCADA verzie 8.4.4. Zobrazenie detailných informácií poľa vybraného zo spoločnej jednopólovej schémy K štandardným vlastnostiam moderných sústav patrí zobrazenie detailných informácií poľa vybraného zo spoločnej jednopólovej schémy. Rovnako dôležité v inovovanom variante systému MicroSCADA sú aj nástroje, ktoré uľahčujú definovanie nových procesných bodov a zapojených staníc. Tieto vlastnosti výrazne znižujú počet inžinierskych hodín strávených pri tvorbe novej aplikácie a redukujú cenu systému. M. Fitere marcel.fitere@sk.abb.com Spektrum 2/2003 15
ABB KOMPONENTY Vízia premenená na realitu Asi každý prišiel do kontaktu so sci-fi literatúrou či filmom. Niekoho tie rozprávky o budúcnosti vôbec nezaujmú. Mnohí v nich ale hľadajú paralely so súčasným svetom, kde sa neustále zrýchľuje vývoj techniky. Predstavy autorov spred niekoľkých desaťročí o komunikácii, cestách do vesmíru, automatizácii výrobných procesov alebo komforte domáceho prostredia za podpory množstva snímačov, regulátorov či robotov sa dnes buď splnili, alebo prekonali aj najsmelšiu fantáziu. Toto je príbeh o tom, ako sa jeden sen stal skutočnosťou. Inteligentný dom bol už predstavený v rôznych podobách od priam vedeckého laboratória s exaktne riadenou klimatizáciou, svetelnou pohodou, rekuperáciou tepelnej energie až po úsmevné konštrukcie domácich robotov, ktoré človeka zobudia, uvaria kávu alebo vajíčko natvrdo, ponúknu čerstvo vyprané a nažehlené oblečenie a tak ďalej. Výsledný pocit bol však vždy rovnaký drahé, zbytočné, zabudnúť, nerealizovateľné v našich podmienkach. A tu zrazu príde niekto, kto nielen sníva, ale si aj všimne vývoj techniky za našimi humnami a spočíta si pár základných parametrov na spôsob čo za to dám a čo z toho získam. Postupne začne vytvárať sieť pevných bodov, ktoré sú nevyhnutné na to, aby sa niečo, dovtedy na Slovensku neexistujúce, stalo realitou. Ing. Pavol Fabišík, riaditeľ ABB Komponenty Košice. Píše sa rok 1999. Prvý a asi najdôležitejší elektrické inštalácie v budovách sú samozrejmosťou a nevyhnutnosťou. Ale musia to byť vždy len dva drôty od vypínača k žiarovke? Veď sa to už dá urobiť aj tak, že žiarovka bude svietiť len vtedy, keď v miestnosti niekto je, keď sa za oknami zotmelo a dokonca bude svietiť len takou intenzitou, akú treba pri čítaní knihy alebo pri sledovaní televízie. Alebo sa radšej otvoria žalúzie a žiarovka vôbec nemusí svietiť. Podobne sa dá pozerať aj na vykurovanie, klimatizáciu, stráženie nebezpečenstva v podobe unikajúceho plynu, tečúcej vody či nepozvaných návštevníkov. Záver elektroinštalácia môže byť aj inteligentná. Teda taká, akú ponúka systém ABB i-bus EIB. Druhým bodom je certifikácia. S elektrinou nie sú žarty, súlad s množstvom noriem a predpisov strážia štátne skúšobne. Inteligentná elektroinštalácia zahrňuje množstvo rôznych komponentov, ktoré musia vyhovovať všetkým tým normám. Takže skôr, ako sa čo len jeden modul systému i-bus EIB na Slovensku namontuje, musí prejsť touto (a vôbec nie lacnou) procedúrou. Ďalším dôležitým krokom je informovať potenciálnych záujemcov. Metódou od jednoduchého k zložitému je potrebné postupne vysvetliť, že technika už prešla od snov k činom, že existuje kompletný sortiment produktov pre inteligentnú elektroinštaláciu v rôznych priestoroch. Že existuje know-how pre projektantov a montážnikov. Že užívateľ takejto elektroinštalácie nebude musieť tráviť celé dni študovaním, ako sa to celé obsluhuje, ale že to dostane hotové na tácke a bude si systém užívať a nie mu slúžiť. Tak sa objavia prvé publikácie, katalógy a brožúry. Na veľtrhu ELOSYS návštevníci môžu po prvýkrát vidieť rôzne moduly systému. V informačno- -reklamnej kampani v televíznej relácii Môj dom, môj hrad, Ing. Jančuška, prvý užívateľ tohto systému hovorí o svojich skúsenostiach. Našiel som na Slovensku firmu, a to ABB Komponenty, ktorá do toho bola ochotná so mnou ísť, certifikovala produkty, dodala zariadenia a technické pod- 16 Spektrum 2/2003
ABB KOMPONENTY klady a tak som svoj sen mohol uskutočniť. O svoje odborné poznatky sa podelil so záujemcami v knihe Inštalácie budov systémom ABB i-bus EIB. Je to zasvätený úvod do problematiky, od histórie združenia EIBA, ktoré spája výrobcov, dodávateľov a predajcov štandardizovaného systému EIB, až po prehľad sortimentu a funkcií jednotlivých komponentov systému ABB i-bus EIB. Chcelo to silnú vieru vo svoju víziu, kvalitu produktu, systémovú podporu výrobcu a hlavne prejavenie záujmu koncových užívateľov. V roku 2000 tu bol na jednej strane jeden jediný inštalovaný systém a na strane druhej nezanedbateľné investície do technickej a marketingovej podpory pre budúce inštalácie. A tie sa začali objavovať. Zasadené semienka informácií o tomto revolučnom elektroinštalačnom systéme začali klíčiť. Najprv luxusné rodinné domy. Ale aj priestory obchodnej firmy. Najprv relatívne jednoduché systémy s niekoľkými svietidlami a snímačmi pohybu. Postupne čoraz komplexnejšie systémy, pokrývajúce svetlo, teplo, klímu a bezpečnosť a to nielen v rodinných domoch, ale aj priemyselných objektoch a polyfunkčných budovách. Bolo potrebné zaškoliť ďalších špecialistov na projektovanie a montáž. Naviazať kooperácie s inými subdodávateľmi, aby bolo možné ponúknuť dodávky systémov na kľúč. Prekonať bariéru nedôvery investorov, že aj tu u nás sa dá realizovať niečo tak futuristické. Podarilo sa! Bariéry sa prelomili, trh sa začal o tento produkt intenzívne zaujímať. Určite tomu pomohol aj funkčný model inteligentného domu, ktorý sme po prvýkrát predstavili na výstave ELOSYS 2002 s mottom Dotknite sa budúcnosti. Žiadne slová nepresvedčia tak, ako keď si človek sám siahne na dotykový displej a svetlá, žalúzie a kúrenie reagujú podľa jeho želania. Kamera informuje o dianí v dome a okolí, mobilným telefónom si môžete na diaľku preveriť, čo sa v dome deje, prípadne zapnúť saunu... Model je trvalo prístupný v priestoroch ABB Komponenty na Dúbravskej ceste 2, Bratislava. Žiadne bombastické chválenie, ale príjemná realita. Nedávno sme informačnú kampaň doplnili novou sériou reprezentačných publikácií a multimediálnym CD, kde záujemca nájde takmer všetko, čo môže potrebovať, aby sa rozhodol pre inteligentný systém budúcnosti už dnes. Perspektívu vidíme hlavne v komerčných a polyfunkčných objektoch. Veď úspora 20 30 % prevádzkových nákladov budovy je úžasne silným argumentom pre každého investora a užívateľa. Návratnosť investície je do niekoľkých rokov. Vyžaduje to však spoluprácu s projektantmi všetkých technológií, nie každý na svojom piesočku, ale synergia v prospech majiteľa budovy. Čo na záver? Záver sa nekoná. ABB Komponenty rozbehli vlak do budúcnosti a naberajú rýchlosť. Dnes už vedia, že v priebehu pár rokov sa inteligentné elektroinštalácie stanú dominantným produktom. S. Seman/A. Rosa slavomir.seman@sk.abb.com Spektrum 2/2003 17