PAR 5/2014 by Redakcja PAR

5/2014

P O M I A RY • A U T O M AT Y K A • R O B O T Y K A

PAR miesięcznik naukowo-techniczny

ISSN 1427-9126 Indeks 339512 Cena 10,00 zł w tym 8 % VAT

www.par.pl

Bądź innowacyjny w automatyce napędowej, zaufaj ekspertom Danfoss i produktom marki VLT® AutomationDrive Najlepszą kontrolę silnika elektrycznego napędzającego maszynę zapewni przetwornica częstotliwości VLT®. Danfoss, dzięki globalnej organizacji sprzedaży i serwisu, jest obecny i oferuje swoje produkty oraz usługi w ponad 100 krajach. Także w Polsce nasi eksperci służą Klientom fachowym doradztwem.

to rok w historii kiedy Danfoss, jako pierwsza firma na świecie, rozpoczął masową produkcję przetwornic częstotliwości o nazwie VLT®

www.danfoss.pl/napedy

9 771427 91230 6

Danfoss Poland Sp. z o.o., ul. Chrzanowska 5, 05-825 Grodzisk Mazowiecki Telefon: (48 22) 755 06 68 telefax: (48 22) 755 07 01 vlt@danfoss.pl

THE REAL DRIVE

Temat Numeru

rozmowa par

dodatek specjalny

Monitorowanie wydajności produkcji

Janusz Petrykowski, wiceprezes ABB

XVIII Konferencja Automatyków RYTRO 2014

Pobierz bezpłatną aplikację PAR+ i odkryj trzeci wymiar papieru PAR+ to bezpłatna aplikacja mobilna na systemy iOS oraz Android, dzięki której Czytelnicy miesięcznika „Pomiary Automatyka Robotyka” uzyskują bezpośredni dostęp do dodatkowych treści powiązanych z wybranymi publikacjami. PAR jest pierwszym miesięcznikiem naukowo-technicznym w Polsce, który oferuje swoim odbiorcom to unikatowe rozwiązanie. Dzięki PAR+można jednym dotknięciem palca obejrzeć film lub animację powiązaną z artykułem, przejść na stronę internetową lub do galerii zdjęć z wydarzenia opisanego w relacji prasowej, przeczytać rozszerzoną wersję artykułu, przejrzeć i pobrać specyfikację produktu opisywanego w artykule, skomentować artykuł na Facebooku, i wiele, wiele więcej. Więcej informacji na par.pl/plus

Pobierz i uruchom bezpłatną aplikację PAR+

Skieruj kamerę telefonu lub tabletu na stronę artykułu oznaczonego ikoną PAR+

Na wyświetlaczu urządzenia pojawi się sześcian z logo PAR+ oraz przyciski prowadzące do dodatkowych treści

Zobacz więcej Pobierz bezpłatną aplikację PAR+ App Store | Google Play

FACEBOOK

VIDEO

Spis treści

Wydarzenia

AUTOMATICON 2014 – 20 lat minęło Jubileuszowa, 20. edycja Międzynarodowych Targów Automatyki i Pomiarów Automaticon za nami. Gościła ona zarówno stałych bywalców, którzy są na targach obecni od początku ich istnienia, jak i debiutantów, którzy dopiero rozpoczynają swą przygodę z Automaticonem. Mimo pewnych zastrzeżeń, bez których żadna impreza targowa obyć się nie może, wiele wskazuje na to, że organizatorzy mogą optymistycznie patrzeć w przyszłość, chociaż wystawcy ustawiają poprzeczkę coraz wyżej.

Wydarzenia

Temat numeru

Aktualności

Monitorowanie wydajności produkcji

Omron: strategia 361°

117

Kalendarium

System monitorowania produkcji Wonderware MES

118

Be Happy, Be Lean!

System nadzoru E2R

119

Wytwórz swoje pomysły – otwarcie PIAP Design

Telemetria w automatyce – EC350 firmy NETBITER

PLUTO Live Report 2.20 – raportowanie dla automatyki

Nowości

aplikacje

Nowe produkty

Nowości w ofercie firmy POLTRAF

Zoptymalizowane grzałki do szaf RITTAL

temat numeru

Systemy MES a optymalizacja produkcji

Dziś bardzo istotne znaczenie ma optymalne wykorzystanie zasobów przedsiębiorstwa. Oczywiste jest, iż skutecznie prosperujące przedsiębiorstwo produkcyjne powstaje w oparciu o dobry pomysł na produkt oraz dzięki odpowiedniemu zaplanowaniu cyklu produkcyjnego. Dobrze zaplanowany proces produkcyjny zapewnia uzyskanie lepszego wyniku ekonomicznego. Co jednak oznacza prawidłowo zaprojektowany proces?

Kolumny sygnalizacyjne Smart Light – aplikacja w zakładach Brose w Kopřivnicach

Wydajność w hali produkcyjnej

Monitoring sieci wodociągowej

aplikacje

POMIARY

Modernizacja systemu transportu bagażu na lotnisku Gatwick w Londynie

Lotnisko Gatwick w Londynie wdrożyło warty miliard funtów program inwestycyjny, w celu usprawnienia obsługi stale rosnącej liczby pasażerów. W ramach programu podjęto

Rynek i technologie 87

Przetworniki radarowe o wąskiej wiązce SITRANS LR560 i SITRANS RD500

Czujniki konfokalne Micro-Epsilon do pomiaru poziomu cieczy

decyzję o rozbudowie istniejących systemów transportu bagażu na terenie terminalu północnego i południowego.

Efektywność energetyczna według FESTO

Rytro 2014

Poprawa obciążalności transformatora zasilającego odbiorniki nieliniowe – zastosowania aktywnego filtru harmonicznych AAF Danfoss

System SmartWire-DT w polach kasetowych xEnergy XW

102

Zwiększanie konkurencyjności z firmą LUMEL dzięki kalkulacji OEE

105

Nowe konstrukcje kabli

106

RFID na straży pewnego połączenia

108

Skamer-ACM – zaufany dostawca rozwiązań automatyki

110

Przepływomierze Micro Motion serii Elite

112

Nowe produkty w ofercie LIMATHERM SENSOR

114

Kalibracja bezprzewodowa

116

Uniwersalny regulator JUMO DICON touch

Automatyka 61 64

Napędy niskiego napięcia ACS880 firmy ABB – nowa rodzina wszechstronnych napędów Zintegrowany System Dyspozytorski

Nowa generacja modułów liniowych LDx

Nieograniczone możliwości płytki mbed

5/2014

P O M I A RY • A U T O M AT Y K A • R O B O T Y K A

Miesięcznik naukowo-techniczny Pomiary Automatyka Robotyka Rok 18 (2014) nr 5 (207) ISSN 1427-9126, Indeks 339512

PAR miesięcznik naukowo-techniczny

ISSn 1427-9126 Indeks 339512 Cena 10,00 zł w tym 8 % VAT

www.par.pl

to rok w historii kiedy Danfoss, jako pierwsza firma na świecie, rozpoczął masową produkcję przetwornic częstotliwości o nazwie VLT®

robotyka 70

Pracownia automatyki, robotyki i systemów wizyjnych

www.danfoss.pl/napedy

Na okładce: przetwornice częstotliwości VLT firmy Danfoss

9 771427 91230 6

Danfoss Poland Sp. z o.o., ul. Chrzanowska 5, 05-825 Grodzisk Mazowiecki Telefon: (48 22) 755 06 68 telefax: (48 22) 755 07 01 vlt@danfoss.pl

THE REAL DRIVE

TEMAT NUMERU

ROZMOWA PAR

DODATEK SPECJALNY

Monitorowanie wydajności produkcji

Janusz Petrykowski, wiceprezes ABB

XVIII Konferencja Automatyków RYTRO 2014

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Spis treści

140

Możliwości prognozowania wpływu strumienia binarnego na wskaźnik PSNR w procesie wytwarzania płyt Blu-ray i DVD-Video

Rafał Kłoda* Sabina Żebrowska-Łucyk** *Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP **Instytut Metrologii i Inżynierii Biomedycznej, Politechnika Warszawska

Rozmowa PAR

Rośnie świadomość i rosną możliwości

144

Upowszechnianie i wspieranie wdrażania nowoczesnych rozwiązań z obszaru automatyki i robotyki z zastosowaniem innowacyjnych metod szkoleniowych

Marcin Słowikowski Jacek Zieliński – Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP

148

Indeks firm

150

Prenumerata

Rozmowa z Januszem Petrykowskim, wiceprezesem ABB.

Nauka 120

Kołowa platforma mobilna dla celów badawczych

prof. dr hab. inż. Krzysztof Kozłowski dr inż. Dariusz Pazderski mgr inż. Mateusz Michalski dr inż. Piotr Dutkiewicz – Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów, Politechnika Poznańska

127

Obsługa asynchronicznego przepływu danych w komponentowych podsystemach percepcji robotów

dr inż. Tomasz Kornuta mgr inż. Maciej Stefańczyk inż. Michał Laszkowski mgr inż. Maksym Figat mgr inż. Jan Figat prof. dr hab. inż. Cezary Zieliński – Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej, Politechnika Warszawska

134

Teleoperated multi-robot group for technical inspections

Wojciech Moczulski, Prof. PhD DSc. Marcin Januszka, PhD Eng. Wawrzyniec Panfil, PhD Eng. Piotr Przystałka, PhD Eng. Mirosław Targosz, MSc Eng. Wojciech Skarka, PhD DSc Eng. – Institute of Fundamentals of Machinery Design, Silesian University of Technology, Gliwice

rynek i technologie

Pomiar poziomu materiałów sypkich Metody i urządzenia Kontrola poziomu materiałów sypkich umożliwia zakładom produkcyjnym i magazynom właściwą organizację logistyki oraz optymalną realizację zadań produkcyjnych.

aktualności Wydarzenia

Fot. Elmark Automatyka

Seminarium Moxa Solution Day 2014

Elmark Automatyka zaprasza na seminarium Moxa Solution Day 2014 – kompleksowe rozwiązania komunikacji przemysłowej. Spotkanie odbędzie się 20 maja w Centrum Konferencyjnym Przemysłowego Instytutu Automatyki i Pomiarów PIAP przy Al. Jerozolimskich 202 w Warszawie. Tematem tegorocznego seminarium będą najnowsze rozwiązania komunikacji przemysłowej do szeroko pojętej automatyki przemysłowej, przemysłu transportowego, elektroenergetyki oraz dziedzin pokrewnych.

Rejestracja uczestników rozpocznie się o godzinie 8.30. W trakcie seminarium, którego rozpoczęcie zaplanowano na godzinę 8.45, zostaną zaprezentowane takie tematy, jak: • ITS, czyli inteligentne systemy zarządzania ruchem, • Ethernet przemysłowy, • rozwiązania dla kolejnictwa, • komunikacja w automatyce przemysłowej, • rozwiązania dla przemysłu energetycznego, • moduły kontrolno-pomiarowe, • komputery przemysłowe, • urządzenia zasilające MeanWell. • konwertery Icron – USB i KVM. Zakończenie Moxa Solution Day 2014 zaplanowano na godzinę 15.10. Udział w seminarium jest bezpłatny. Wystarczy dokonać zgłoszenia drogą mailową – pod adresem moxa@elmark.com.pl, drogą telefoniczną – pod numerem telefonu 22 541 84 60, faksem – 22 541 84 61 lub przez formularz na stronie internetowej: www.elmark.com.pl/moxa-moxa-solution-day-2014.

Elmark Automatyka Sp. z o.o. ul. Niemcewicza 76 05-075 Warszawa-Wesoła tel. 22 773 79 37, fax 22 773 79 36 e-mail: elmark@elmark.com.pl www.elmark.com.pl

REKLAMA

energia elektryczna para woda gaz ciepło sprężone powietrze Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014 7 Twój partner w efektywnym użytkowaniu mediów.

Innowacyjna inwestycja przy wsparciu ASTOR Nowa linia produkcyjna funkcjonująca od niedawna w walcowni huty ArcelorMittal Poland w Dąbrowie Górniczej to inwestycja o wartości przekraczającej 140 mln zł, która umożliwia produkcję szyn o długości nawet 120 m na potrzeby branży kolejowej. Nowoczesny projekt powstał przy wydatnym udziale technologii z zakresu automatyki przemysłowej. Przedstawiciele ASTOR – jednego z koordynatorów inwestycji – podkreślają, że to największy projekt w historii firmy. Inwestycja uważana jest za strategiczną dla ArcelorMittal Poland oraz całego sektora kolejowego. Dzięki instalacji możliwa będzie produkcja szyn czterokrotnie dłuższych niż dotychczas. – To bardzo ważny dla nas projekt, dzięki któremu dąbrowska huta staje się trzecim na świecie zakładem,

REKLAMA

ABB na targach Interpack

Rozwijanie rozwiązań, standaryzacja procesów oraz łatwość użytkowania maszyn – z tym wszystkim można bliżej zapoznać się na targach Interpack, które odbywają się w dniach 8–14 maja 2014 r. w Düsseldorfie w Niemczech. Na największych targach poświęconych tematowi pakowania, które odbywają się raz na cztery lata, nie zabrakło oczywiście ABB – czołowej firmy w dziedzinie robotyzacji. Wśród nowości, które znalazły się na stoisku ABB prezentowana jest m.in. nowa rodzina robotów FlexPickerów: ze zwiększonymi udźwigami (1–8 kg) oraz zróżnicowanymi zasięgami (800–1600 mm),

mogącym produkować długie 120-metrowe szyny. Wdrożone w ramach instalacji technologie z zakresu automatyki przemysłowej pozwolą na osiągnięcie najefektywniejszych parametrów produkcji, co ma kluczowe znaczenie dla inwestycji – mówi Piotr Nabielski, dyrektor walcowni dużej w dąbrowskim oddziale ArcelorMittal Poland. W walcowni wdrożono rozwiązania technologiczne, takie jak systemy sterowania GE Intelligent Platforms RX3i z podłączonymi układami VersaMax I/O oraz systemy wizualizacji Wonderware InTouch. Do zadań ASTOR należała koordynacja procesu instalacji i uruchomienia systemu sterowania, wizualizacji oraz układu CCTV na nowych i modernizowanych obszarach produkcji walcowni dużej. – To największy projekt zrealizowany przez naszą firmę w jej 27-letniej historii. Niósł ze sobą sporo wyzwań związanych m.in. z wielością urządzeń rozmieszczonych na dużym obszarze i koniecznością prowadzenia prac równolegle z ekipami montującymi urządzenia. Pracownicy ASTOR obecni byli w walcowni przez cały czas trwania inwestycji. Asystowali także po zakończeniu prac rozruchowych, gdy trwała produkcja, prowadząc nadzór nad zainstalowanymi urządzeniami i wspomagając operatorów linii w zapoznaniu się z nowymi układami i sposobem ich obsługi – wyjaśnia Stefan Życzkowski, prezes firmy ASTOR.

standaryzowane i gotowe do zainstalowania w zakładzie produkcyjnym rozwiązania do pakowania RacerPack, a ponadto nowy Picking PowerPack dla RobotStudio firmy ABB, oferujący zwiększone korzyści programowania off-line oraz Remote Service i prewencyjne wsparcie, czyli nowoczesne rozwiązania serwisowe. ABB od kilku lat rozwija nowy kierunek w robotyzacji, traktujący rozwiązania zrobotyzowane jako kompletne systemy, a nie pojedyncze elementy. Standaryzowane rozwiązania powodują zmniejszającą się złożoność procesów, a nowe narzędzia i metody przyczyniają się jeszcze łatwiejszego i szybszego wdrażania systemów zrobotyzowanych. Dodatkowe informacje i bezpłatne wejściówki dla klientów ABB: http://new.abb.com/products/robotics/ events/interpack-2014. Stoisko ABB o numerze 16A45 jest zlokalizowane w hali 16.

Fot. ASTOR, ABB, Omron, Politechnika Gdańska

Wydarzenia aktualności

Fot. ASTOR, ABB, Omron, Politechnika Gdańska

Seminarium na temat bezpieczeństwa Państwowa Inspekcja Pracy, firmy Omron i Elokon oraz Politechnika Wrocławska zapraszają na VII edycję seminarium „Praktyczne problemy bezpieczeństwa zawodowego przy projektowaniu, budowie i eksploatacji maszyn”, które odbędzie się 14 maja 2014 r. we Wrocławiu. Problematyka, która zostanie poruszona w czasie seminarium dotyczyć będzie podstawowych problemów kształtowania bezpieczeństwa maszyn, procesu oceny i redukcji ryzyka jako narzędzia inżynierskiego przy projektowaniu i eksploatacji „bezpiecznych maszyn”, bezpiecznej eksploatacji maszyn i urządzeń, a także roli Państwowej Inspekcji Pracy w kształtowaniu bezpieczeństwa maszyn. Seminarium jest adresowane do projektantów, producentów, dostawców i użytkowników maszyn, pracodawców i osób odpowiedzialnych za kształtowanie bezpiecznych warunków pracy, służb bezpieczeństwa i utrzymania ruchu oraz inspekcji bhp. Więcej szczegółów można znaleźć na stronach: www.elokon.pl lub www.industrial.omron.pl.

ROBOXY 2014 już w tym miesiącu!

Zobacz więcej Pobierz bezpłatną aplikację PAR+ App Store | Google Play

W Gmachu Głównym Politechniki Gdańskiej już po raz piąty odbędzie się turniej robotów ROBOXY 2014. Na to wydarzenie zaprasza 25 maja 2014 r. Naukowe Koło Studentów Automatyki Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej. W trakcie tegorocznej edycji zawodów rozegrane zostaną takie konkurencje, jak znane już z poprzednich edycji Linefollower, Micromouse, Minisumo i Freestyle. To jednak nie wszystko – w tym roku po raz pierwszy będzie okazja do obserwowania rywalizacji w nowych dyscyplinach: Linefollower Enhanced, Microsumo oraz Nanosumo. Dla zwycięzców przewidziane są atrakcyjne nagrody, a każdy z uczestników otrzyma dyplom. W trakcie zawodów będzie możliwość zapoznania się z ofertą firmy ASTOR. Dla młodszego pokolenia konstruktorów przewidziane są profesjonalne warsztaty LEGO. Więcej informacji można znaleźć na stronie internetowej www.roboxy2014.pl, poprzez którą można także dokonać zgłoszenia robotów.

REKLAMA

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Wydarzenia aktualności

W instalacjach kablowych wewnątrz systemów ramienia nośnego często brakuje pasywnych urządzeń ochronnych, jak np. systemy zabezpieczeń krawędzi, które chronią kable przed przetarciem. Jednak brakuje także aktywnych środków ochrony, takich jak automatyczne wyrównanie potencjałów przez wszystkie elementy systemu ramienia nośnego, aby w przypadku uszkodzonego kabla operator nie znalazł się pod napięciem elektrycznym. – Do tej pory dla systemów ramienia nośnego nie ma żadnej obowiązującej normy, która opisywałaby bezpieczną instalację elektrotechniczną. Tym samym sposób, w jaki producenci konstruują bezpieczne pod względem elektrotechnicznym rozwiązania obsługi leży w zakresie ich uznania, a w końcu – o czym często się nie pamięta – także w zakresie ich odpowiedzialności – wyjaśnia Matthias Müller, szef działu zarządzania produktami obudów modułowych w Rittal Rittal zamyka tę lukę w nowym systemie ramienia nośnego CP 60/120/180 i jako pierwszy producent gwarantuje w standardzie automatyczne wyrównanie potencjałów dla całego systemu – bez dodatkowej pracy i dodatkowych kosztów dla konstruktorów urządzeń. System ramienia nośnego CP 60/120/180, jako kompleksowy system modułowy, gwarantuje użytkownikowi jednolite rozwiązania funkcji, montażu i projektowania w jednorodnej stylistyce i pokrywa wszystkie wymagane przez rynek obciążenia do 180 kg, z najwyższym wymiarem oszczędności czasu przy montażu, regulacji i serwisowaniu.

AP-FLYER dystrybutorem GLARUN-ATTEN TECHNOLOGY w Polsce Dystrybutor aparatury kontrolno-pomiarowej w Polsce, spółka AP-Flyer, podpisała umowę dystrybucyjną z czołowym producentem profesjonalnych urządzeń pomiarowych na świecie, firmą Glarun-Atten Technology Co. Ltd. Na mocy podpisanej umowy, od 1 kwietnia 2014 r. spółka AP-Flyer została autoryzowanym dystrybutorem producenta w Polsce. W związku z podpisanym porozumieniem o współpracy, dystrybutor rozpocznie sprzedaż gamy produktów Atten Instruments oraz Gratten Technology. Do oferty trafią zaawansowane technologicznie analizatory widma GA4063, AT5010D oraz cała seria AT6000, specjalizowane generatory sygnału serii 148X, ATFXXD, ATFXXB, AFT05C oraz AT8010D, profesjonalne oscyloskopy cyfrowe i analogowe serii ADS1000+, AT-H,GA1000CAL, wektorowe analizatory sieci, zasilacze programowalne i precyzyjne mierniki impedancji. Wszystkie urządzenia objęte są 12-miesięczną gwarancją producenta.

ASTOR partnerem strategicznym VI Biegu w Pogoni za Żubrem

W tym roku już po raz szósty Puszcza Niepołomicka będzie gościć uczestników Biegu w Pogoni za Żubrem. Firma ASTOR została partnerem strategicznym Biegu, który odbędzie się 29 czerwca. Dla biegaczy dostępne będą dwie trasy: 15-kilometrowy bieg główny oraz „Ósemka z ASTORem”, czyli bieg na dystansie 8 km, na którym rozegrane zostaną Mistrzostwa Polski Automatyków i Robotyków o Puchar Prezesa ASTOR. Podobnie jak w ubiegłym roku, start i meta znajdą się tuż obok Zamku Królewskiego w Niepołomicach, a większość trasy będzie prowadziła zacienionymi ścieżkami Puszczy. Regulamin Biegu oraz formularz zgłoszeniowy dostępny jest na stronie internetowej ASTOR: www.astor.com.pl/biegnij.

FANUC scala polskie oddziały Firma FANUC rozpoczęła działalność w nowej strukturze organizacyjnej. Wszystkie działania operacyjne polskich oddziałów FANUC, tj. FANUC Robotics Polska (roboty przemysłowe) oraz FANUC FA Polska (sterowania i napędy maszyn CNC), będą odtąd realizowane w ramach jednej firmy FANUC Polska. Na jej czele stanął Konrad Grohs, dotychczasowy prezes i założyciel FANUC Robotics Polska oraz prezes FANUC FA Polska (na zdjęciu). Główną ideą przyświecającą zmianom jest chęć wzmocnienia pozycji firmy na kluczowych rynkach, m.in. poprzez podniesienie standardów obsługi klientów. Dotychczasowa działalność koncernu opierała się na filozofii zaspokajania potrzeb klientów w ściśle określonych obszarach. Zgodnie z japońskim wzorcem, poszczególne spółki koncernu realizowały oddzielnie cele w zakresie produktowym i usługowym. Połączenie wszystkich polskich spółek FANUC w jedną, silną strukturę ma zapewnić poprawę elastyczności i efektywności działania, przy podobnym poziomie zasobów i narzędzi. Efektem tych działań wyraźnie zauważalnym dla klientów ma być przede wszystkim znacznie wyższy standard ich obsługi.

Fot. Rittal, AP-Flyer, ASTOR, FANUC, KUKA

RITTAL gwarantuje automatyczne wyrównywanie potencjałów

Fot. Rittal, AP-Flyer, ASTOR, FANUC, KUKA

KUKA rozpoczęła produkcję robotów w Azji W chińskim oddziale KUKA Roboter GmbH rozpoczęto produkcję w nowym zakładzie, którego zdolność produkcyjna sięga 5 tys. robotów rocznie. Na powierzchni 20 tys. m 2 znajduje się nowo wybudowany zakład produkcyjny firmy KUKA Roboter GmbH w Szanghaju, gdzie teraz bezpośrednio w Chinach produkowane są roboty przemysłowe i układy sterowania przeznaczone na kontynent azjatycki. – Chiny są największym i najszybciej rosnącym rynkiem robotów na świecie. Łączy nas wieloletnie partnerstwo z wieloma znaczącymi chińskimi klientami. Aby umożliwić dalszy wzrost, znacznie zwiększyliśmy nasze zdolności produkcyjne w Szanghaju – mówi Till Reuter, prezes zarządu firmy KUKA AG. W oficjalnym otwarciu zakładu uczestniczyli klientów, partnerów i pracownicy firmy KUKA z kraju i zagranicy, a także nowy ambasador marki KUKA: gwiazda tenisa stołowego Timo Boll. Jeszcze przed tym wydarzeniem firma ściągnęła na siebie uwagę opinii publicznej przeprowadzoną kampanią marketingową. Przedsiębiorstwo promowało produkcję wideo, w której Timo Boll rywalizuje z robotem KR AGILUS firmy KUKA. Właśnie podczas otwarcia zakładu w Szanghaju film ten został pokazany szerokiej publiczności. Ale nie tylko popularną kampanią KUKA chce zdobyć klientów w Azji. Pozycja rynkowa firmy KUKA w Azji

powinna zostać wzmocniona dzięki krótszym terminom dostaw i większemu zbliżeniu się do klientów na kontynencie azjatyckim. – Popyt na rozwiązania z zakresu automatyzacji, wykorzystujące roboty przemysłowe, jest w Chinach ogromny. Bardzo się cieszę, że dzięki naszemu nowemu zakładowi produkcyjnemu mamy teraz taką wspaniałą pozycję – podkreśla Kong Bing, CEO KUKA Robotics China.

REKLAMA

Producent bezpieczników topikowych dla elektroniki, energetyki i automatyki oferuje bezpieczniki: do ochrony półprzewodników (ultraszybkie) przemysłowe trakcyjne, stałoprądowe w wykonaniu morskim oraz górnicze dla średnich napięć w standardach: amerykańskim, brytyjskim, francuskim, europejskim do obwodów fotowoltaicznych subminiaturowe SMD miniaturowe PTC gniazda i podstawy bezpiecznikowe

SIBA Polska sp. z o.o. 05-092 Łomianki, ul. Grzybowa 5G tel. 22 8321477, fax 22 8339118 GSM 601241236 e-mail: siba@sibafuses.pl Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014 www.siba-bezpieczniki.pl 11

Siłowniki elektryczne do przepustnic i zaworów

Uchwyty kasetowe mocowane zatrzaskowo PR-PF

Firma Gruner AG powiększyła swoją ofertę o nowe napędy elektryczne serii 227CMX, wyposażone w interfejs RS-485 i protokół Modbus RTU. Siłowniki są przeznaczone do napędu przepustnic

Po blisko roku od premiery nowych modeli uchwytów kasetowych PR-PF przyszedł czas na rozbudowanie tej bardzo dobrze przyjętej przez rynek rodziny uchwytów – firma Elesa+Ganter rozszerzyła ofertę o kolejne modele. Sukces uchwytów PR-PF bazuje na oszczędności przestrzeni na zewnątrz aplikacji, przy jednoczesnym zachowaniu ergonomii chwytu i estetyki. Specjalny system zatrzaskowy pozwala zaoszczędzić czas montażu i gwarantuje stabilne, pozbawione luzów zamontowanie uchwytu. Jedną z nowości są uchwyty PR-PF w wykonaniu zgodnym z UL 94 V-0. Wykonane są one ze specjalnego, samogasnącego technopolimeru na bazie poliamidu, opatrzonego certyfikatem UL 94 V-0. Certyfikat ten gwarantuje samoistne wygaszenie materiału po upływie 10 s od ustąpienia płomienia, nie wytwarzając przy tym żarzących odpadów. Takie wykonanie jest szczególnie ważne w aplikacjach, które znajdują się w miejscach użyteczności publicznej – w budynkach użyteczności publicznej, środkach

wielopłaszczyznowych, klap wentylacyjnych, zaworów i regulatorów VAV, pracujących w zintegrowanych sieciowo systemach wentylacyjno-klimatyzacyjnych. Możliwość bezpośredniego podłączenia do siłownika analogowych przetworników wielkości

fizycznych, jak CO2, temperatura, ciśnienie, przepływ itp., oraz miejscowy odczyt mierzonych wartości przez sieć komunikującą się z ustawnikiem, pozwalają na szybką regulację wspomnianych parametrów na obiekcie. Urządzenia oferowane są w wykonaniu z momentem obrotowym 5 Nm, 10 Nm lub 15 Nm.

Wybrane modele mają dodatkowo wejście analogowe (w zakresie 0/2…10 V) lub wejście dla oporowego czujnika temperatury (Pt 1000). B&L International Sp. z o.o. e-mail: info@bil.com.pl www.bil.com.pl

komunikacji oraz innych, w których wymagane jest wysokie bezpieczeństwo przeciwpożarowe. Innymi nowymi wykonaniami standardowymi są uchwyty w kolorze srebrnym i pomarańczowym. Nowe kolory pomogą wyróżnić dane urządzenie, lub metalowy mebel. Kolor szary idealnie komponuje się ze stalą nierdzewną lub aluminium. Kolor pomarańczowy może wyróżniać uchwyt jako element obsługi, zwiększyć atrakcyjność całego produktu w przypadku zastosowań pozaprzemysłowych oraz gwarantować zgodność z barwami firmowymi i kolorystyką innych elementów występujących w danej aplikacji.

ELESA+GANTER Polska Sp. z o.o. tel. 22 737 70 47 fax 22 737 70 48 e-mail: egp@elesa-ganter.com.pl www.elesa-ganter.pl

Oprogramowanie QuickDAQ do filtrowania sygnałów analogowych Często środowisko pomiarowe jest wystawione na zakłócenia elektromagnetyczne. Może to wynikać z sąsiedztwa silników elektrycznych, sieci wysokiego napięcia i wielu innych aspektów. Pomiar w takich warunkach sprawia, że sygnał mierzony jest innym sygnałem niż ten, który chcielibyśmy zmierzyć. Producent kart pomiarowych – firma Data Translation – oferuje do większości swoich kart

Promocja

pozwala także właśnie na odfiltrowanie szumów od sygnału mierzonego, co znacznie upraszcza analizę sygnału. ELMARK Automatyka Sp. z o.o. www.elmark.com.pl

rozwiązanie, które pomaga rozwiązać ten problem. Oprogramowanie QuickDAQ umożliwia różne operacje

na sygnałach analogowych, a wszystko to w wygodnym interfejsie graficznym. Poza posiadaniem innych funkcji

Fot. B&L, Elesa+Ganter, Elmark Automatyka, HARTING, Peltron

Nowości Nowe produkty

Fot. B&L, Elesa+Ganter, Elmark Automatyka, HARTING, Peltron

Złącza M12 do zastosowań zewnętrznych

Separatory membranowe

Złącza M12, które sprawdziły się w zastosowaniach przemysłowych, będą miały możliwość udowodnienia swoich właściwości również w zastosowaniach zewnętrznych. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu specjalnego materiału. Trudno sobie wyobrazić środowiska przemysłowe bez klasycznego złącza M12. Przesył danych czy zasilanie czujników to aplikacje, w których złącza te są najczęściej stosowane. Zwiększona elastyczność i decentralizacja obiektów są związane z rosnącą potrzebą wdrożenia złączy w aplikacjach w trudnych warunkach, jak również na zewnątrz. Obecnie oczekuje się od złączy hermetycznej obudowy o wysokiej odporności na rozpylaną mgiełkę solną, co powoduje poszukiwanie jeszcze bardziej odpornych materiałów. Z tego względu HARTING dokonał szczegółowych badań wytrzymałości materiałów, w wyniku których okazało się, że stal V2A nie jest dostatecznie odporna dla najbardziej wymagających zastosowań. Materiał,

Peltron oferuje różne typy i wykonania separatorów membranowych, w tym indywidualne konstrukcje na potrzeby konkretnego klienta. Firma realizuje też montaż i kalibrację z dowolnym instrumentem pomiarowym oraz wykonuje naprawy i regeneracje separatorów innych producentów. Poniżej opisano główne typy oferowanych separatorów. W separatorach kołnierzowych przyłącze procesowe to dowolny kołnierz według DIN EN 1092-1 lub ANSI B16.5. Przyłącze instrumentu może być dowolne, typu: M20x1,5, G1/2”, NPT itp. Możliwa jest też wersja odległościowa i podłączenie instrumentu przez kapilarę. Części zwilżane wykonane są ze stali kwasoodpornej 316L. Separatory tubusowe to odmiana kołnierzowych. Membrana jest odsunięta od kołnierza na odpowiednią odległość za pomocą tubusa (tzw. Neck typ).

który przeszedł pomyślnie powyższe badanie określa się jako stal V4A. Obróbka materiału V4A jest jednak procesem bardzo wymagającym. Seryjna produkcja wymaga niezwykle skoordynowanych działań, a konwencjonalne maszyny i narzędzia nie gwarantują wysokiej niezawodności wykonanego produktu. Dostarczony materiał musi również spełniać wszelkie rygorystyczne normy. Firmie HARTING udało się jednak zaimplementować odpowiedni proces produkcyjny, który w rezultacie oznacza wprowadzenie do seryjnej produkcji złącza M12, wykonanego ze stali nierdzewnej V4A. Producent udowodnił w testach odporność i wytrzymałość złącza na najtrudniejsze warunki, zgodnie z wymaganiami normy IEC 60068-2-52 nasilenie 4. HARTING Polska Sp. z o.o. ul. Duńska 9, 54-427 Wrocław tel. 71 352 81 71 fax 71 350 42 13 e-mail: pl@HARTING.com www.HARTING.pl

Separatory gwintowe, puszkowe oraz Flush, wykonywane są w dowolnych rozmiarach i konfiguracjach. W przypadku pierwszych z nich membrana separująca jest umieszczona w „puszce” między przyłączami, zaś w separatorach gwintowych Flush – przyspawana jest do powierzchni czołowej przyłącza procesowego. W obu przypadkach zarówno przyłącze procesowe, jak i przyłącze instrumentu, to przyłącza gwintowe. Peltron wykonuje też separatory higieniczne – są to separatory spożywcze, zarówno typu TriClamp, jak też wykonane według DIN 11851. Umożliwiają one szybki demontaż z instalacji i łatwe wykonanie operacji mycia lub odkażania. Peltron Sp. z o.o. tel. 22 615 63 56 e-mail: peltron@home.pl www.peltron.pl

REKLAMA

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Nowości Nowe produkty

Dostarczane przez firmę HMS Industrial Networks bramki dostępowe Anybus CompactCom zapewniają łączność z wieloma rodzajami sieci przemysłowych, również w przypadku wymagających urządzeń przemysłowych high-performance. Obecnie firma oferuje kolejną generację tych urządzeń, wprowadzając na rynek bramki dostępowe Anybus CompactCom 40-series.

Bramki, bazujące na opracowanym przez HMS procesorze sieciowym Anybus NP40, nadają się do zastosowań również w aplikacjach przemysłowych high -end, wymagających transmisji danych w czasie rzeczywistym za pośrednictwem sieci Fieldbus lub Ethernet. Gwarantują praktycznie zerowe opóźnienie transmisji między urządzeniem i siecią czasu rzeczywistego, toteż stanowią

idealny wybór w systemach napędowych serwo, wymagających krótkich cykli sieciowych i zapewnienia synchronizacji. Bramki CompactCom 40-series będą obsługiwały wszystkie najważniejsze standardy sieci przemysłowych, a pierwsze modele dostępne od kwietnia 2014 r. są dostępne w wersjach zapewniających łączność z sieciami EtherCAT, POWERLINK, EtherNet/IP, PROFINET i PROFIBUS. W standardzie CompactCom 40-series zapewniono jeszcze większą elastyczność, ponieważ zastosowany tu pojedynczy, reprogramowalny moduł sprzętowy

obsługuje wszystkie standardy sieci Ethernet. Bramki Anybus CompactCom występują w trzech różnych formatach dla różnych poziomów integracji sprzętowej w urządzeniach automatyki: Chip – w formacie pojedynczego chipu, przeznaczonego do montażu na płytce drukowanej, Brick – modułu idealnego do zastosowań w przypadku ograniczonej przestrzeni montażowej, umożliwiającego użytkownikowi wybór rodzaju złącza sieciowego oraz Module – kompletnego, wymiennego modułu komunikacyjnego, zapewniającego najkrótszy czas integracji w urządzeniu docelowym.

Odnowiona została już cała rodzina tych przetworników

– obecnie modele LU i LL w wykonaniu do pomiarów temperatury wody i kanałowych, a wcześniej przetworniki pomieszczeniowe TEHR. Odnowione przetworniki zapewniają większą wszechstronność pomiarów temperatury.

Odnowione przetworniki temperatury firmy PRODUAL Przetworniki temperatury Produal zostały odnowione i obecnie pomiar jest dokonywany czujnikiem o charakterystyce Pt 1000. Za pomocą narzędzia do konfiguracji ML-SER można łatwo zmienić konfigurację przetwornika oraz dokonać REKLAMA

jednopunktowej kalibracji. Do odnowionych przetworników dostępne są nowe wyświetlacze: TE-N V2 (okrągłe) i TEU-N V2 (kwadratowe), TEU LL/LU, LUK/ LLK, TEKY4/6/6S LL/LU, LTL 010/420, TEPK LL/LU i TEV LL/LU.

Fot. HMS Industrial Networks, Produal, Balluff, Rittal

Bramki dostępowe Anybus CompactCom

Czujnik optoelektroniczny BLA o dużej rozdzielczości

Fot. HMS Industrial Networks, Produal, Balluff, Rittal

Firma Balluff opracowała nowy czujnik optoelektroniczny wysokiej rozdzielczości typu light grid, służący do wykrywania obiektów o szerokości do 50 mm, znajdujących się w odległości do 2 m. Obejmuje on moduł nadajnika z czerwonym laserem oraz moduł odbiornika. Jest czujnikiem w pełni autonomicznym i nie wymaga współ-

pracy z komputerem PC ani specjalnego oprogramowania. Wszystkie parametry są konfigurowane za pomocą menu ekranowego w module odbiornika. Wysoka rozdzielczość, wynosząca 0,01 mm, umożliwia zastosowanie czujnika w wielu różnych aplikacjach. Mierzy

Pakiet PUE firmy RITTAL dla RiMatrix S

on nie tylko ilość jednorodnego, czerwonego światła laserowego, docierającego do odbiornika, ale również położenie obiektu w obrębie linijki świetlnej. Nadajnik i odbiornik są zamknięte w trwałych, przemysłowych obudowach. Mogą być łatwo i szybko zestrajane za pomocą narzędzia graficznego na wbudowanym ekranie wielofunkcyjnym.

Użytkownik może programować przyciskami parametry do sześciu różnych obiektów oraz maskować obszar występowania przeszkód w obszarze pomiarowym (blanking). W maju 2014 r. czujnik pojawi się w wersji z interfejsem IO-Link.

Z badań Instytutu Borderstep wynika, że w 2012 r. zużycie energii przez serwery i centra danych wynosiło w Niemczech około 9,4 TWh, co odpowiada w przybliżeniu mocy czterech średniej wielkości elektrowni węglowych. Firma Rittal oferuje opcjonalny pakiet efektywności PUE (ang. Power Usage Effectiveness) dla standardowego rozwiązania centrów danych RiMatrix S. W skład pakietu wchodzi inteligentny system gniazdek zasilających (ang. Power Distribution Units), urządzenia pomiarowe do wyznaczania zużycia prądu oraz oprogramowanie DCIM RiZone. Dzięki pakietowi klienci firmy mają do dyspozycji opcjonalny pakiet

sprzętu i oprogramowania, za pomocą którego administratorzy IT szybko i łatwo otrzymają informacje o parametrach efektywności w centrum danych. RiMatrix S to kompletne centrum danych, składające się z kilku standardowych komponentów: określonej liczby stelaży serwerowych i sieciowych TS IT, klimatyzacji, zasilania i zabezpieczenia elektrycznego oraz monitoringu. Razem tworzą one kompletny moduł serwerowy. Dzięki skoncentrowaniu na standardowych modułach data center i perfekcyjnie dopasowanych komponentach RiMatrix S osiąga niski współczynnik PUE rzędu 1,15.

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Nowości Nowe produkty

Firma NSK stworzyła innowacyjną aplikację dla użytkowników urządzeń mobilnych. Pozwala ona szybko wyliczyć potencjalne oszczędności, jakie można uzyskać używając łożyska NSK w wybranych zastosowaniach. Nowa aplikacja Added Value Programme jest częścią programu AIP. Został on stworzony w celu optymalizacji wydajności zakładów przemysłowych. Program łączy techniczną wiedzę ekspercką NSK z wiedzą REKLAMA

Moduł przekaźnika przeciążeniowego dla serii PKE przemysłową klientów. Wynikiem współpracy jest poprawa wydajności, zwiększenie niezawodności a w konsekwencji zwiększenie rentowności. Aplikacja została udostępniona w języku polskim dla systemów: Apple, Android i Windows w smartfonach, tabletach, komputerach PC i laptopach. Można ją bezpłatnie pobrać za pośrednictwem Apple Store, Google Play, Windows Store oraz strony internetowej NSK Europe (www. nskeurope.com). Funkcjonalność aplikacji pozwala m.in. na porównanie kosztów zakupu i instalacji łożysk, konserwacji oraz ich wymiany, a także wyliczenie kosztów przestojów, wynikających ze stosowania łożysk innych producentów w porównaniu do łożysk NSK.

Firma Eaton wzbogaca sprawdzoną serię ochronnych wyłączników silnikowych PKE z wyzwalaczem elektronicznym o dodatkową, wygodną funkcję przekaźnika przeciążeniowego, realizowaną przez moduł XZMR. Moduł PKE-XZMR może być montowany jako dodatkowe wyposażenie na wszystkich kombinacjach rozruszników oraz wyłączników silnikowych PKE, przez podłączenie go stycznika ochranianego napędu. W przypadku przeciążenia moduł odbiera odpowiedni sygnał rozłączający dla przeciążenia i rozłącza stycznik, natomiast ochronny wyłącznik silnikowy PKE pozostaje włączony. Pozwala to użytkownikowi na jasne odróżnienie pomiędzy dwoma przyczynami wyzwalania – przeciążeniem napędu (rozłączenie stycznika) oraz zwarciem (rozłączenie ochronnego wyłącznika napędu PKE). W celu resetowania błędów i usterek dostępne są dwa rodzaje potwierdzeń – tryb automatyczny oraz ręczny. Potwierdzenie automatyczne zapobiega wcześniejszej konieczności otwierania skrzynek rozdzielczych przez wykwalifikowany personel w celu załączenia ochronnego wyłącznika napędu

i ułatwia monitorowanie instalacji lub zakładu, np. w trudno dostępnym terenie. Zanim nastąpi wyzwolenie spowodowane przeciążeniem, urządzenie LED na module PKE-XZMR wskazuje zbyt duży prąd w obciążonym obwodzie. Moduł PKE -XZMR zapewnia wyłącznikowi silnikowemu PKE dwie wygodne funkcje. Pierwszą jest możliwość konserwacji predykcyjnej w przypadku zbliżającego się przeciążenia. XZMR mierzy prąd obciążenia i w przypadku wartości większej niż 100 proc. sygnalizuje ten stan miganiem diody LED. Drugą jest automatyczny restart napędu po wyzwoleniu stycznika w przypadku przeciążenia. Typ restartu modułu XZMR może być bezpośrednio ustawiony na urządzeniu. W trybie auto, resetowanie stycznika po przeciążeniu jest w pełni automatyczne, natomiast po wybraniu trybu Hand można to wykonać ręcznie. Jeśli został wybrany tryb manualny, sygnał usterki musi być potwierdzony przed restartem poprzez naciśniecie przycisku Reset na module XZMR. Z tego powodu tryb manualny jest szczególnie przydatny dla aplikacji o krytycznym znaczeniu.

Fot. NSK, Eaton, ABB

Mobilna aplikacja NSK

RacerPack, czyli nowy produkt firmy ABB, ma zdecydowaną przewagę w stosunku do konwencjonalnych rozwiązań do pakowania. Charakteryzuje się skróconym czasem instalacji sprzętu w zakładzie produkcyjnym, łatwością użytkowania, a także możliwością szybszego pakowania produktów do opakowań zbiorczych i krótkim czasem potrzebnym na przezbrojenia. Inne cechy tego produktu to: obudowa wykonana ze stali nierdzewnej z kontrolerem, podciśnieniowe chwytaki do produktów, panel HMI, przenośniki wprowadzające oraz zaawansowane śledzenie: ICC (Indexing Conveyor Control), czyli zintegrowana kontrola przenośnika grupującego pakowane produkty dla większej zwinności ruchów pick&place. Możliwa jest łatwa i szybka integracja maszyny z istniejącymi lub nowo powstałymi liniami produkcyjnymi. Innowacyjny produkt RacerPack zbudowany został w oparciu o robot IRB 360 FlexPicker, który od blisko 15 lat jest liderem w aplikacjach do precyzyjnych zadań

pick&place. W konstrukcję maszyny wchodzą również panel HMI, niestandardowe chwytaki oraz przenośniki zasilające. Dzięki niezrównanym możliwościom robota FlexPicker, krótkim czasom cykli, wysokiej dokładności oraz wydajności, RacerPack może w ciągu minuty pobrać do 400 produktów o wadze do 300 gram. System pozwala na pakowanie różnych gabarytowo produktów dzięki różnorodności dostępnych chwytaków. Wyposażony w ICC, czyli zintegrowaną kontrolę przenośnika grupującego pakowane produkty, RacerPack gwarantuje dodatkową elastyczność, potrzebną do pobierania i umiejscawiania (pick&place) obiektów, gdy poruszają się na podajniku. Przejrzysty panel HMI zaprojektowany jest tak, by możliwe były szybkie zmiany w produkcji (przezbrojenia), a także by zapewnić łatwość integracji z nowymi oraz istniejącymi liniami produkcyjnymi. Jeden operator może zmienić typ pakowanych produktów w mniej niż 10 minut.

REKLAMA

Fot. NSK, Eaton, ABB

Rozwiązanie RacerPack do superszybkiego pakowania firmy ABB

Nowości Nowe produkty

Brady, czołowa firma na rynku rozwiązań z zakresu identyfikacji i bezpieczeństwa, rozszerzyła ofertę o przenośną drukarkę etykiet BMP21-PLUS. Urządzenie jest przeznaczone dla użytkowników wykonujących zadania identyfikacji bezpośrednio w miejscu pracy, szczególnie dla branży elektrycznej, telekomunikacyjnej i transmisji danych oraz do ogólnych zastosowań przemysłowych. BMP21-PLUS łączy w sobie zalety wytrzymałej obudowy z możliwościami drukowania etykiet do identyfikacji przewodów, kabli, listew REKLAMA

zaciskowych, paneli krosowych, powierzchni płaskich itp. Kształt drukarki BMP21-PLUS został przeprojektowany z myślą o zwiększeniu wytrzymałości i poprawy ergonomii – centralne wyważenie oraz wypukłości zapewniają łatwe chwytanie i manipulowanie. Urządzenie przeszło pomyślnie testy odporności na uderzenia i wstrząsy, zgodnie z wymaganiami normy MIL-STD-810G 5.16.6 S4.6.5, które pokazały, że drukarka funkcjonuje nawet w trudnych warunkach przemysłowych. Drukarka ma ponadto baterie litowo-jonowe o przedłużonej żywotności, duży wyświetlacz LCD oraz bibliotekę graficzną ze 104 symbolami do zadań identyfikacji w aplikacjach elektrycznych, inteligentnego domu, bezpieczeństwa i telekomunikacji oraz transmisji danych. Drukarka BMP21-PLUS jest także wyposażona w funkcję automatycznego formatowania etykiet dla dziewięciu popularnych aplikacji, włączając w to znaczniki przewodów i oznakowanie paneli krosowych.

Tablet z wielodotykowym ekranem AAEON RTC-900R to tablet oparty na systemie Android. Ma ekran dotykowy o przekątnej 10.1’’ i zapewnia do 12 godzin pracy na baterii. Wysokiej rozdzielczości wyświetlacz TFT LCD został pokryty odpornym na zarysowania szkłem Gorilla Glass. Tablet pracuje pod kontrolą dwurdzeniowego procesora NVIDIA Tegra 2, taktowanego częstotliwością 1,0 GHz. Pozwala to na uruchamianie wielu multimedialnych aplikacji i funkcji. RTC-900R spełnia wymagania stopnia ochrony IP65, dzięki czemu jest

w pełni odporny na kurz i wodę. Wytrzymała obudowa chroni przed wibracjami, drganiami oraz przed upadkiem z wysokości około 1,2 m. Urządzenie może pracować w temperaturze od 20 °C do 55 °C. Tablet wyposażony został w G-sensor, czujnik światła, E-kompas i nawigację GPS, przednią i tylną kamerę oraz slot kart Micro SD.

Uniwersalna i niezawodna głowica RFID UHF Nowa głowica F190 UHF umożliwia odczyt i zapis w zakresie do dwóch metrów. Model F190 pozwala na odczytanie do 40 tagów, co znacznie skraca czas cyklu w zautomatyzowanej linii produkcyjnej lub zamkniętej sekcji logistycznej. Zapewnia jej to zdecydowaną przewagę nad innymi układami LF i HF, które nie są jej w stanie dorównać zasięgiem odczytu ani liczbą odczytywanych jednocześnie znaczników. Głowica została wyposażona w solidną, metalową obudowę, kryjącą podzespoły elektroniczne, dzięki czemu można używać jej w wymagających zastosowaniach przemysłowych. Niewielkie wymiary (około 10 cm × 10 cm) umożliwiają instalację modelu nawet w miejscach o ograniczonej przestrzeni. Głowicę wyposażono w trzy wielokolorowe wskaźniki stanu LED, które dzięki zdublowaniu na przednim panelu są doskonale widoczne pod każdym kątem.

Głowica jest zgodna ze wszystkimi proponowanymi przez firmę Pepperl+Fuchs interfejsami DENTControl, dzięki czemu można zastąpić dotychczas używane głowice odczytujące LF lub HF modelem F190, a nawet używać obydwu rozwiązań jednocześnie. Dzięki tak dużej elastyczności oraz modułowej konstrukcji nowa głowica odczytująco-zapisująca stanowi idealne rozwiązanie dla branży motoryzacyjnej i sektora logistycznego. W ofercie są także ekonomiczne tagi w formie naklejek, jak również tagi wysokotemperaturowe pracujące w temperaturze do 250 °C.

Fot. Brady, Elhurt, Pepperl+Fuchs, Eaton, Sabur

BMP21-PLUS – drukarka etykiet firmy BRADY

Moduł gateway do komunikacji systemu SmartWire-DT z protokołem POWERLINK Eaton, lider rozwiązań z zakresu zarządzania energią, oferuje konstruktorom maszyn i systemów możliwość integracji innowacyjnego systemu komunikacyjnołączeniowego SmartWire-DT z systemem automatyki POWERLINK. Nowy moduł gateway EU5C-SWD-POWERLINK to kolejny projekt, który powstał w ramach programu współpracy Partnership of Experts, realizowanego przez Eaton z niemiecką firmą Hilscher, Gesellschaft für Systemautomation System SmartWire-DT. Dzięki komunikacji z protokołem Ethernet POWERLINK może on być wykorzystywany do realizacji wysokowydajnych zadań automatyki w czasie rzeczywistym. Dzięki nowemu modułowi system SmartWire-DT obsługuje nie tylko protokoły wykorzystywane w magistralach przemysłowych, takie jak PROFIBUS DP, CANopen, Modbus-TCP, EtherNet/IP oraz

PROFINET, ale także bardzo wydajny protokół czasu rzeczywistego Ethernet POWERLINK. W ten sposób wszystkie zalety filozofii Lean, takie jak prostsze planowanie, konfiguracja, odbiór i konserwacja systemów, będą mogły zostać docenione przez nową grupę użytkowników. Bramka przekazuje dane od różnych stacji systemu do kontrolera za pomocą protokołu POWERLINK. W trakcie operacji cyklicznej jest w stanie wymienić 1000 bajtów danych wejść/wyjść z maksymalnie 99 stacjami. Moduł gateway umożliwia również komunikację acykliczną.

Fot. Brady, Elhurt, Pepperl+Fuchs, Eaton, Sabur

Saia Burgess Controls udostępniła nową wersję pakietu narzędziowego Saia PG5 Controls Suite. Za pomocą środowiska PG5 można

zaprogramować zarówno sterowniki Saia PCD, jak i urządzenia HMI oraz stworzyć aplikację wizualizacyjną na panele operatorskie. Nie ma potrzeby stosowania żadnych dodatkowych modułów do programowania

poszczególnych urządzeń – wszystkie niezbędne narzędzia znajdują się w jednym pakiecie. Nowa wersja PG5 Controls Suite ma wiele usprawnień i ulepszeń, ułatwiających i przyspieszających pracę programisty. Należą do nich m.in. nowe narzędzia do tłumaczenia wizualizacji i większe możliwości bibliotek szablonów w Web-Editorze, ułatwiona nawigacja po stronach edytora Fupla, a także wsparcie nowych modułów wejść/wyjść. Bramka przekazuje dane od różnych stacji systemu do kontrolera za pomocą protokołu POWERLINK. W trakcie operacji cyklicznej jest w stanie wymienić 1000 bajtów danych wejść/wyjść z maksymalnie 99 stacjami. Moduł gateway umożliwia również komunikację acykliczną.

REKLAMA

Pakiet narzędziowy Saia PG5 Controls Suite

Wydarzenia Sekcja Wydarzenia RELACJE

Jubileuszowa, 20. edycja Międzynarodowych Targów Automatyki i Pomiarów Automaticon za nami. Gościła ona zarówno stałych bywalców, którzy są na targach obecni od początku ich istnienia, jak i debiutantów, którzy dopiero rozpoczynają swą przygodę z Automaticonem. Mimo pewnych zastrzeżeń, bez których żadna impreza targowa obyć się nie może, wiele wskazuje na to, że organizatorzy mogą optymistycznie patrzeć w przyszłość, chociaż wystawcy ustawiają poprzeczkę coraz wyżej.

Tegoroczne targi Automaticon, które podobnie, jak w latach ubiegłych odbyły się w warszawskim Centrum EXPO XXI przy ul. Prądzyńskiego 12/14, zgromadziły w dniach 25–28 marca pod jednym dachem ponad 300 wystawców, którzy reprezentowali w sumie 650 firm. Targi, organizowane przez Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP oraz spółkę MVM, obchodziły w tym roku swój okrągły jubileusz. Wiele z firm obecnych na 20. edycji Automaticon to firmy, które są obecne na targach od początku. 11 wystawców – Apar, Compart Automation, Czaki Thermo-Product, Elmark Automatyka, Introl, Lumel, MVM, PIAP, Polyco, CPP

Prema oraz Sabur – pojawia się na targach co roku od pierwszej edycji, a kolejne 10 – od drugiego roku organizowania targów. Widoczny na przestrzeni 20 lat bardzo dynamiczny rozwój targów i ich potencjału, co było pochodną zarówno rozwoju branży automatyki, jak i polskiej gospodarki, spowodował, że dzisiejszy Automaticon jedynie w niewielkim stopniu przypomina siebie z początków istnienia i nierzadko jest dziś porównywany z imprezami wielkiego formatu. – Niewątpliwie targi Automaticon są istotnym wydarzeniem dla całej branży szeroko rozumianej automatyki. Dla nas to wciąż najważniejsza

impreza w targowym rozkładzie jazdy. Dobrze pamiętamy zarówno skromne początki, jak i późniejszy dynamiczny rozwój targów Automaticon, jako że braliśmy udział we wszystkich jej edycjach – od małej hali Gwardii, aż po obecne Centrum Expo XXI. Dzisiejszy Automaticon to już całkiem inna impreza niż w początkowych latach. Oczywiście to wciąż mniejsze targi niż branżowe wystawy w Hanowerze czy Norymberdze, ale śmiało można powiedzieć, że Automaticon reprezentuje światowy poziom, co często podkreślają nasi zagraniczni partnerzy – mówi Barbara Wójcicka, prezes zarządu Sabur. W obecnych, bardzo dynamicznie zmieniających się czasach, coraz większą rolę odgrywa komunikacja za pośrednictwem nowoczesnych technologii. Nic jednak nie wskazuje na to, by miały one całkowicie wyprzeć imprezy targowe. – Wiadomo, że polityka marketingowa wielu firm szybko się zmienia. Tradycyjne formy przekazu informacji i docierania do klienta są wypierane przez nowe technologie, ponadto targi wiążą się z dużymi kosztami, co powoduje, że część firm zastanawia się, czy nadal warto w nich uczestniczyć. My jednak uważamy, że nic nie zastąpi bezpośrednich rozmów z klientami i partnerami – mówi Barbara Wójcicka.

Fot. S. Ścibior (PAR), PIAP

AUTOMATICON 2014 – 20 lat minęło

Część wystawców odchodzi, jednak w ich miejsce wciąż pojawiają się nowi, zaś ci, którzy odeszli, często wracają. Są też firmy, które z zasady wystawiają się w centrum EXPO XXI co dwa, trzy lata.

Bezkonkurencyjne targi

Fot. S. Ścibior (PAR), PIAP

Co powoduje, że mimo postępu technologicznego targi wciąż przyciągają wystawców? Jedną z kluczowych kwestii jest na pewno fakt, że Automaticon nie ma dziś dla siebie w Polsce konkurencji i nic nie wskazuje na to, że będzie ją miał w kolejnych latach. Drugim, nie mniej istotnym czynnikiem, jest możliwość nawiązania, zacieśnienia lub odnowienia kontaktów między współpracownikami, kontrahentami, potencjalnymi dostawcami i odbiorcami. Potwierdzają to opinie większości dostawców. – Automaticon pozwala nam głównie na spotkania z inżynierami automatykami i robotykami. Mamy możliwość prezentacji naszych największych osiągnięć technicznych w dziedzinie robotyki oraz automatyki maszyn – mówi Konrad Grohs, prezes FANUC Polska. Wojciech Czaki, dyrektor naczelny firmy CZAKI Thermo-Product, która bierze udział w Automaticonie od chwili jego zaistnienia na rynku, stwierdza: – Obecność tutaj wiele nam daje, ponieważ mamy bezpośredni kontakt z naszymi klientami oraz z klientami potencjalnymi, którzy podpowiadają nam, czego poszukują i jakie zmiany warto wprowadzić, by produkt odpowiadał im potrzebom. Zdarzają się wystawcy, którzy narzekają, że targi nie stawiają wyłącznie na automatykę. Zdecydowana większość ocenia to jednak na plus. – Ogromną zaletą targów Automaticon jest brak ścisłej specjalizacji, tak jak ma to miejsce w przypadku targów nastawionych

wyłącznie na paletyzację czy spawanie. Dzięki temu, że warszawskie targi gromadzą ludzi różnych branż, każdy może tu zaprezentować coś interesującego i znaleźć odbiorcę czy dostawcę dla siebie – uważa Michał Ochmański, kierownik Działu Handlowego Comau Poland. Dość często podnoszoną kwestią w odniesieniu do targów – i nie dotyczy to tylko targów Automaticon – jest kwestia kosztów, które zdaniem niektórych nie przekładają się wystarczająco na korzyści odnoszone z obecności na takich imprezach. Nie wszyscy jednak są takiego zdania. – Mimo ogólnie panującej opinii wśród wystawców o bardzo dużych kosztach, które są nieadekwatne do efektów ekonomicznych, moim zdaniem bardzo duże znaczenie odgrywają czynniki niemierzalne, takie jak te związane z promocją wizerunkową firmy. Niejednokrotnie spotkania procentują ciekawą współpracą w przyszłości. Mimo dochodzących nas głosów, iż niektórzy z dotychczasowych wystawców wycofują się z imprezy, dla firmy Pepperl+Fuchs są to targi najbardziej prestiżowe i sądzę, że przynajmniej przez kilka najbliższych lat będziemy na nich obecni – zaznacza Tomasz Michalski, dyrektor ds. sprzedaży Factory Automation Pepperl+Fuchs. Grono firm, które gości na targach Automaticon systematycznie od co najmniej kilku lat, jest liczne. Wiele z nich wystawia się tylko tutaj. Firma TelSter, która jest obecna na targach Automaticon od dziewięciu lat, pojawiała się także na innych imprezach wystawienniczych. – Pozostaliśmy jednak wierni Automaticonowi, który dziś nie ma w Polsce konkurencji – podkreśla Tomasz Lis, wiceprezes zarządu firmy Tel-Ster dodając, że jego firma traktuje

Targi Automaticon są także okazją do świętowania rocznic. Jedną z nich było 30-lecie firmy AB Micro

W latach 1996–1997 targi Automaticon odbywały się w Hali Mera przy ul. Bitwy Warszawskiej 6/12

Historyczna zabudowa stoisk w Hali Mera

Uroczystość wręczania Złotych Medali w 1997 r.

Automaticon jako miejsce do zaprezentowania nowości i spotkania się z klientami. – Zarówno tymi, z którymi już współpracujemy, jak i z nowymi, ponieważ targi pozwalają nam pozyskać kolejnych odbiorców naszych produktów. Mamy wielu odwiedzających, którzy korzystają już z rozwiązań podobnych do tych oferowanych przez naszą firmę i dzięki targom dowiadują się, że mają alternatywę. W dobie rozwoju technologicznego z większością nowości można oczywiście zapoznać się w Internecie, jednak dzięki targom istnieje możliwość szerszego zaprezentowania firmy i jej oferty – wyjaśnia Tomasz Lis. W tym momencie jest oczywiście za wcześnie na bilans Automaticonu 2014, jednak, jak podkreśla większość wystawców, klienci i partnerzy biznesowi raczej nie zawiedli. – Mamy nadzieję, że nawiązane nowe kontakty

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Wydarzenia RELACJE

FANUC Robotics, Wrocław Sterowanie FANUC 30iB

Uwagę odwiedzających przyciągało efektowne, piętrowe stoisko Comau oraz prezentowany na nim, nagrodzony Złotym Medalem, robot RACER 7-1.4

będą początkiem współpracy z obopólnymi korzyściami – mówi Tomasz Michalski. Produkty firmy wzbudzały na targach Automaticon wyraźne zainteresowanie. Największym cieszył się zdobywca wielu międzynarodowych nagród, skaner dwuwymiarowy – R2000. Odwiedzający stoisko firmy mogli również zobaczyć największą ofertę czujników ultradźwiękowych, wraz z jednym z najmniejszych czujników ultradźwiękowych, a także nową głowicę RFID, pracującą na częstotliwości UHF, która nadaje się do zastosowań w niemal każdej aplikacji przemysłowej. High-Precision została wzmocniona. Ponadto model ten ma wzmocnioną synchronizację między wrzecionami i osiami i ma funkcje monitorowania stanu oraz konserwacji zapobiegawczej, które redukują czasy przestojów. Ma też moduły I/O, połączone za pomocą pojedynczego łącza I/O Link i umożliwiające redukcję okablowania. Cechuje go ponadto szybkie PMC o dużej pojemności ścieżek (redukcja czasu cyklu) oraz napędy wrzecion i osi, połączone jednym światłowodem (redukcja kosztów okablowania). Sterowanie CNC FANUC 30iB gwarantuje różnorodność funkcji sieciowych i ma zaawansowane funkcje oszczędzania energii.

Komunikacja na miarę XXI wieku Trudno co roku odkrywać Amerykę, toteż nie ma raczej mowy o przełomowych zmianach. Modyfikacje dotyczą głównie ekspozycji, zwłaszcza w ostatniej hali, w której zwykle widoczna jest spora rotacja firm. – Na targach Automaticon jesteśmy już siódmy raz. Od strony organizacji nie odnotowaliśmy znaczących zmian. Automaticon ma te same zalety i wady, które miał 15 lat temu, gdy odwiedzałem te targi po raz pierwszy – mówi Konrad Grohs. Od sześciu lat na targach Automaticon wystawia się firma Gazopomiar.

Wśród nowości prezentowanych na targach znalazły się m.in. uchwyty funkcyjne firmy Elesa+Ganter

Fot. FANUC, S. Ścibior (PAR), U. Chojnacka (PAR), J. Barczyk (PAR)

Sterowanie CNC FANUC 30iB to najnowsze osiągnięcie firmy FANUC w dziedzinie sterowań stworzonych dla tokarek i centrów obróbczych. Model 30iB zapewnia gładką, pięcioosiową obróbkę symultaniczną High-Speed w różnych typach maszyn pięcioosiowych i gwarantuje jeszcze większą niezawodność (dzięki zabezpieczeniu całego systemu układem ECC). Został też wyposażony w wyższy procesor serwo – tym samym kontrola HRV, która realizuje obróbkę High-Speed oraz

Comau Poland, Tychy Robot przemysłowy RACER 7-1.4 Comau Racer to najnowsze osiągnięcie technologiczne inżynierów Comau oraz znanej i cenionej na świecie włoskiej szkoły designu. RACER jest najszybszym w swojej klasie robotem przemysłowym. Wysoka precyzja oraz szybkość wykonywanych ruchów przestawczych robota to wynik nowej konstrukcji ramienia mechanicznego, zaprojektowanej z myślą o maksymalnych osiągach i w najmniejszych szczegółach. Ten sześcioosiowy robot odznacza się doskonałymi parametrami ruchowymi i unikatową stylistyką.

Firma Elmark przedstawiła na tegorocznych targach rozbudowaną ofertę dla branży automatyki

Fot. FANUC, S. Ścibior (PAR), U. Chojnacka (PAR), J. Barczyk (PAR)

– Na podstawie kilkuletnich obserwacji mogę powiedzieć, że dziś rzadziej pojawią się nowe firmy – wystawcy są niemal wciąż ci sami. Jednak targi są dobrym miejscem do podtrzymania kontaktów i spotkania się z zaprzyjaźnionymi firmami – ocenia Marek Hiero, dyrektor handlowo-techniczny Gazopomiar. Nie można powiedzieć, że targi w ogóle nie ewoluują. Zmiany wynikają jednak raczej z postępu technologicznego i nowych tendencji na rynku niż z decyzji organizatorów. – Dziś ze względu na postęp technologiczny oraz

powszechny i łatwy dostęp do wielu danych, na przykład przez Internet, dotarcie do szeregu informacji jest bardzo ułatwione. Targi służą więc raczej budowaniu wizerunku, chociaż obecność tutaj przekłada się oczywiście także na pewne wymierne korzyści. Zasadnicza zmiana polega na tym, że kiedyś przyjeżdżało się na targi, aby przedstawić swoją ofertę odbiorcy, dziś dostawca musi sam pojawić się u odbiorcy, ponieważ w innym wypadku wyprzedzi go konkurencja – mówi Marek Juchimiuk, menadżer produktu firmy HARTING Polska, która jest obecna na

Spółka Guenther zaprezentowała w tym roku szeroki asortyment urządzeń do pomiaru temperatury

Ramię mechaniczne robota zostało zoptymalizowane pod względem sztywności (zapewniającej m.in. bardzo dużą precyzję, powtarzalność ruchów i dokładność pozycjonowania), prędkości kątowych poszczególnych osi (niemal dla każdej z sześciu osi RACER charakteryzuje się lepszymi od konkurencji parametrami) i obciążenia, dzięki zwiększonym momentom zastosowanych napędów (dla porównania większość robotów w tej klasie ma udźwig 5–6 kg, RACER – 7 kg). Duża dynamika robota RACER oraz uzyskiwane prędkości to również zasługa nowego generatora trajektorii ruchu robota eMOTION, który został zaimplementowany w jednostce sterującej C5GCompact.

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Wydarzenia RELACJE

Tel-Ster, Poznań Zintegrowany System Dyspozytorski TelWin IDS Skonstruowany przez Damiana Szymańskiego, współpracującego z firmą HARTING, robot Fox, wykorzystujący płytkę firmy HARTING, zajął II miejsce w tegorocznych zawodach Robot Challenge w Wiedniu

skich przy zarządzaniu obiektami i procesami przemysłowymi. Istotną grupą danych, za które odpowiada dyspozytor zarządzający np. siecią wodociągową, gazową czy energetyczną, jest informacja spoza systemu SCADA. Są to najczęściej różnego rodzaju komunikaty tekstowe, które dodatkowo opisują nadzorowany obiekt technologiczny. Zaproponowane rozwiązanie w pełni integruje środowisko SCADA – system TelWin z notesem dyspozytorskim – systemem TelNOTE. Użytkownik, z poziomu konsoli systemu SCADA, ma pełny dostęp do informacji (notatki, komunikaty, dokumenty) gromadzonych w systemie TelNOTE i może w różny sposób łączyć informacje prezentowane w systemie SCADA z danymi zapisanymi w systemie TelNOTE. Wybrane komunikaty TelNOTE mogą być wyświetlane w postaci przewijanego paska informacyjnego w ramach konsoli systemu SCADA, a notatki mogą być prezentowane na schematach technologicznych w postaci ikon.

targach Automaticon od 2007 r., czyli od momentu, gdy zaczęła działalność w Polsce. Również od początku działalności firmy w Polsce pojawia się na Automaticonie firma Pepperl+Fuchs. Tomasz Michalski podkreśla, że Automaticon to dla firmy najważniejsza impreza branżowa. – Podczas minionych targów zmieniliśmy lokalizację oraz wielkość naszego stoiska. Dzięki nowemu wizerunkowi i nowej lokalizacji, spotkaliśmy się z dużym uznaniem i otrzymaliśmy wiele ciepłych słów od naszych odwiedzających. Jest to dla nas dobre miejsce do zaprezentowania naszych nowości i innowacji wprowadzanych na

rynek, które – mamy nadzieję – w najbliższym czasie staną się standardem na rynku. Jest to również okazja, niezmiennie od lat, by w jednym miejscu i czasie poznać nowych klientów i spotkać się dotychczasowymi partnerami biznesowymi – dodaje Tomasz Michalski. Targi są jednocześnie skarbnicą informacji dla specjalistów poszukujących nowych rozwiązań technicznych, co doceniają zarówno wystawcy, jak i odwiedzający. – Podczas spotkań jesteśmy w stanie podzielić się naszą ekspercką wiedzą w technice detekcji oraz identyfikacji, zdobytą między innymi dzięki współpracy z inżynierami pracującymi dla naszej firmy na

Na stoisku firmy igus można było m.in. spróbować swoich sił na symulatorze WRC i obejrzeć wieloosiowe prowadniki Triflex w pracy na robocie

Fot. S. Ścibior (PAR), U. Chojnacka (PAR)

Zintegrowany System Dyspozytorski TelWin IDS jest efektem integracji dwóch najnowszych produktów TelWin SCADA 6 i TelNOTE 3. Wypełnia lukę, jaka występuje przy zastosowaniu typowego systemu SCADA na stanowiskach dyspozytor-

Gazopomiar, Gliwice Jednostka Sterująca SIGMA CONTROL L

Sigma Control L jest zaawansowaną jednostką sterującą, o małej, zwartej obudowie i atrakcyjnym designie, przeznaczoną do niewielkich systemów detekcji gazów. Odpowiada za kontrolę wszystkich urządzeń do niej podłączonych oraz integruje je w jeden system Sigma Gas.

Na tegorocznych targach nie mogło zabraknąć firmy KUKA

Fot. S. Ścibior (PAR), U. Chojnacka (PAR)

całym świecie. W ten sposób staramy się pomóc rozwiązać nawet najbardziej skomplikowane problemy aplikacyjne odwiedzających. Po każdej edycji dokonujemy podsumowania, a potem oceny efektywności udziału w imprezie – deklaruje dyrektor ds. sprzedaży Factory Automation Pepperl+Fuchs. Mimo iż gros uczestników stanowią wystawcy obecni na targach od lat, co roku pojawiają się także debiutanci, którzy często zostają z targami na dłużej. Wyjątkowo udany debiut w tym roku odnotowała firma C&C Partners. – Tegoroczne targi Automaticon są dla nas pierwsze, ale na pewno nie ostatnie. Targi całkowicie spełniły nasze

Stoisko firmy Mitsubishi Electric

oczekiwania – jesteśmy pod wrażeniem, tym bardziej, że debiutujący na rynku produkt: kamera inteligenta CORSIGHT została wyróżniona Złotym Medalem. Już dziś rozważamy udział podczas przyszłorocznej edycji targów Automaticon – zaznacza Konrad Staniewski, kierownik ds. produktu w firmie C&C Partners. Firma ta, w ramach międzynarodowej Grupy TKH, przenosi do Polski najnowsze technologie i implementuje zagraniczne produkty na polskim rynku. – Oferowane przez nas rozwiązania znajdują zastosowania między innymi w medycynie – przykładowo moduły kamer firmy NET pracują w robocie chirurgicznym da Vinci, a także w innych sektorach przemysłowych, wykorzystujących systemy wizji maszynowej. Szukamy nowych płaszczyzn do współpracy w biznesie i z tego względu zdecydowaliśmy się pojawić na targach Automaticon. W tym roku skupiliśmy się na promowaniu rozwiązań systemów wizyjnych firmy NET New Technology GmbH – producenta kamer, wchodzącego także w skład naszego holdingu THK. Dzięki targom Automaticon rozmawiamy bezpośrednio z użytkownikami końcowymi i integratorami, którzy stawiają przed nami nowe zadania. Liczymy też na zainteresowanie ze strony branży samochodowej oraz spożywczej – opowiada Konrad Staniewski. Zainteresowaniem uczestników cieszą się też wydarzenia towarzyszące targom Automaticon – w tym roku szczególnie silnie było widoczne zainteresowanie seminariami organizowanymi na

Sigma Gas jest kompleksowym i zintegrowanym systemem detekcji gazów, przetestowanym na wielu wymagających instalacjach przemysłowych. Na całość składa się przemyślane zestawienie urządzeń ze sobą współpracujących, zaprojektowanych w taki sposób, by dostarczyć użytkownikowi systemu dodatkowe funkcjonalności. Dzięki takiemu kompleksowemu podejściu system jest przygotowany do realizacji najważniejszych zadań i zwalnia użytkownika z konieczności opracowywania algorytmów działania i ich implementacji. Jasny i przemyślany interfejs został zaprojektowany z myślą o operatorach instalacji przemysłowych.

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Wydarzenia RELACJE

Bosch Rexroth, Warszawa Open Core Engineering

Open Core Engineering to innowacyjna koncepcja, pozwalająca na niespotykaną dotychczas swobodę programowania. Umożliwia ona producentom maszyn samodzielne opracowywanie innowacyjnych funkcji przez bezpośredni dostęp do sterownika.

Wśród tegorocznych wystawców pojawiła się także firma National Instruments

Coraz silniejsza reprezentacja robotyki Tegoroczne targi Automaticon tradycyjnie już stały pod znakiem bardzo nowoczesnych rozwiązań technologicznych. Podobnie jak w latach ubiegłych, w zakresie robotyzacji prezentowano sześć grup tematycznych:

• roboty przemysłowe (19 firm; o trzy mniej niż w roku ubiegłym; dwie firmy z zagranicy, w tym duże stanowisko duńskiej firmy Universal Robots), • oprogramowanie dla robotów przemysłowych (13 firm; jedna więcej niż poprzednio), • urządzenia dla stanowisk zrobotyzowanych (38 firm; o cztery mniej niż w roku ubiegłym; trzy firmy z zagranicy), • komponenty (77 firm; o 11 więcej niż w poprzedniej edycji, w tym osiem firm zagranicznych),

Firma Omron w tym roku przedstawiła m.in. robot Delta – rozwiązanie, które umożliwia uzyskanie 200 cykli na minutę

Fot. S. Ścibior (PAR), J. Barczyk (PAR)

Rozwiązanie Open Core zostało wprowadzone w celu połączenia sterowników PLC z rozwiązaniami IT, dając programistom więcej swobody w procesie tworzenia oprogramowania. W efekcie producenci maszyn mogą samodzielnie tworzyć zindywidualizowane funkcje programistyczne oraz integrować systemy IT, oparte na językach wysokiego poziomu, z tworzonymi przez siebie rozwiązaniami w obszarze automatyki. Dzięki interfejsowi Open Core producenci maszyn mogą dowolnie wybierać platformę, na której ma działać dana aplikacja – komputer osobisty, sterownik lub urządzenie przenośne – oraz język programowania: od C/C++, C# (.NET), Visual Basic, VBA (Office), LabView, Objective-C i Java, po wszelkiego rodzaju aplikacje programujące, umożliwiające integrację bibliotek Microsoft COM. Interfejs Open Core jest dostarczany przez zbiór bibliotek SDK. Dzięki Open Core Engineering producenci maszyn mogą pracować z licznymi środowiskami i językami programowania oraz systemami operacyjnymi.

terenie EXPO XXI. Wszystko wskazuje na to, że sami wystawcy coraz częściej traktują je jako dobry sposób na promowanie wiedzy o rozwiązaniach oferowanych przez ich firmy.

• projektowanie i wykonywanie zrobotyzowanych stanowisk, gniazd oraz linii technologicznych (19 firm; jedna zagraniczna; o dwie firmy mniej niż w roku ubiegłym), • systemy zapewnienia bezpieczeństwa pracy (29 firm; o sześć mniej niż w roku ubiegłym; dwie zagraniczne). W tak szerokim zakresie tematycznym firmy, niekoniecznie tradycyjnie zajmujące się robotyzacją, oferują na targach Automaticon swoje produkty i usługi. Wśród tegorocznych wystawców zabrakło polskich integratorów robotyki, firm AB Industry, ASTOR oraz Integrator-RHC, prezentujących w ubiegłych latach zrobotyzowane stanowiska dla przemysłu. Stanowiska firmy ASTOR przez ostatnie kilka lat cieszyły się dużym powodzeniem zwiedzających – robot dostarczał zamówione napoje chłodzące (2005 r.), grał ze zwiedzającym w szachy (2006 r.), w kółko i krzyżyk (2007 r.) lub w kulki (2010 r.), a nawet wręczał czekoladę w przypadku wygranej (2008 r.). Ciekawa była również w latach ubiegłych oferta firmy AB Industry, obejmująca modernizację i projektowanie stanowisk zrobotyzowanych, programowanie robotów i systemów wizyjnych oraz serwis robotów.

C&C Partners Telecom, Leszno Kamera CORSIGHT COL6270 Kamery serii CORSIGHT firmy NET to idealne rozwiązanie, zapewniające maksymalną elastyczność w zdecentralizowanych zastosowaniach przetwarzania obrazu w czasie rzeczywistym. CORSIGHT działa w oparciu o systemy operacyjne Windows lub Linux, wraz z dowolnym, wyspecyfikowanym przez klienta, oprogramowaniem obróbki obrazu. Solidna obudowa, dogodne interfejsy oraz złącza są zgodne ze standardami przemysłowymi.

Robot przemysłowy RACER 7-1.4: a) widok robota, b) na stoisku wystawienniczym z kontrolerem i panelem programowania

Fot. S. Ścibior (PAR), J. Barczyk (PAR)

Roboty na medal Od 1997 r. przyznawany jest Złoty Medal targów Automaticon. Roboty były już wyróżniane w ten sposób – w 2003 r. taki medal otrzymały roboty z wizją, prezentowane przez PIAP, w 2010 r. – roboty serii M-1iA z kontrolerem R-30iA Mate, współpracujące z systemem wizyjnym FANUC iRVision, w 2011 r. – roboty serii Quantec firmy KUKA, w 2012 r. – widzący robot Selektor firmy FANUC. W 2013 r. medalem wyróżniono dwa roboty: KR 6 R6900 (KUKA Roboter CEE GmbH Sp. z o.o., Oddział w Polsce) oraz mały robot do rozpoznania PIAP GRYF (Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP). W tym roku Komisja Medalowa, po rozpoznaniu złożonych wniosków, wyróżniła Złotym Medalem robota przemysłowego RACER 7-1.4, prezentowanego przez firmę Comau Poland. RACER jest robotem całkowicie nowym, zaprojektowanym od podstaw, z wykorzystaniem najnowszych technologii i zasad wzornictwa przemysłowego. Jest to najszybszy robot w swojej klasie. Dużą dynamikę osiągnięto zarówno dzięki zoptymalizowanym elementom konstrukcyjnym i zastosowanym napędom, jak i innowacyjnemu oprogramowaniu.

Prezentacja robotów Na tegorocznych targach Automaticon dużą powierzchnię wystawienniczą zajmowała duńska firma Universal Robots. Firma oferuje nową generację robotów – tańszych, mniejszych, cichszych i bardziej elastycznych niż tradycyjne roboty przemysłowe. Rzeczywiście roboty te są mniejsze, bardzo lekkie i łatwo można zmieniać ich ustawienie w hali produkcyjnej. Są to konstrukcje aluminiowe z elementami tworzyw sztucznych. Pierwsze roboty tej firmy wprowadzono na rynek w 2008 r. Ten typ robota prezentowany był już na targach Automaticon w 2010 r. na stoisku niemieckiej firmy Harmonic Drive – jako przykład zastosowania przekładni harmonicznych. Na ubiegłorocznych targach roboty te prezentowała firma POL-SVER. Firma Universal Robots oferuje dwa typy robota: UR5 (masa 18,4 kg, udźwig 5 kg, 6 osi, zasięg 850 mm, powtarzalność ±0,1 mm) oraz UR10 (masa 28,9 kg, udźwig 10 kg, sześć osi, zasięg 1300 mm, powtarzalność ±0,1 mm). Wszystkie osie mają zakres ruchu ±3600. Roboty firmy Universal Robots łatwo programować – trajektorię robota można generować z panelu

Inne kluczowe cechy kamery to kompaktowa zabudowa – wszystkie elementy systemu przetwarzania obrazu, łącznie z jednostką komputera, są zawarte w jednej obudowie; komputer z procesorem Atom x86 – rozwiązanie powszechnie stosowane w platformach PC; szeroki zakres przetworników – matryce podstawowe oraz skanowania liniowego (CCD/CMOS, od WVGA do 5 Mpx, monochromatyczne lub kolorowe); FPGA – wstępne przetwarzanie obrazu w czasie rzeczywistym dla każdego rodzaju zegara; oświetlenie pierścieniowe – możliwość wyboru jednego z wielu różnych kolorów, w tym promiennika podczerwieni; zgodność z Gen-I-Cam – użytkowanie oprogramowania na komputerze PC z kamerami kompatybilnymi z GenICam; SynView – w zestawie jest oprogramowanie SDK i API ułatwiające integrację z istniejącymi systemami klienta; interfejsy – dla sieci bezprzewodowych i dostępu zdalnego. Kamera ma obudowę w klasie szczelności IP67.

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Wydarzenia RELACJE

sterowania lub przez przesunięcie ramienia robota do żądanej pozycji. Użytkownik tych robotów nie musi być wykwalifikowanym programistą – programowanie może być wykonane przez wywołanie standardowych procedur lub po prostu przez chwytanie ramienia robota i pokazanie żądanych ruchów. Robot wyposażony jest w wyświetlacz dotykowy z graficznym interfejsem użytkownika i może działać bez specjalnych urządzeń bezpieczeństwa, gdyż zatrzymuje się po zetknięciu z przeszkodą. Zastosowano już ponad 1000 robotów tej firmy. Wiele wdrożeń odnotowano w przemyśle spożywczym, np. wykorzystując roboty do pakowania główek sałaty w Czechach. W szwedzkich zakładach Nordic Sugar zastosowano robot UR5 w procesie analizy cukru. Sezon cukrowniczy trwa cztery miesiące, ale tylko w tym jednym zakładzie analizie poddawanych jest 45 tys. próbek oznaczonych kodem kreskowym. Zadanie robota polega na pobraniu próbki, zeskanowaniu kodu kreskowego, podanie do analizy cukru, odebranie próbki i odłożenie do odpowiedniego pojemnika. Pierwsze roboty typu UR5 zostały też zastosowane w Polsce, m.in. w spółce Ronet, przy automatycznej produkcji sprężyn. Na stoisku firmy KUKA prezentowano trzy roboty przemysłowe, w tym nowy pięcioosiowy robot serii KR AGILUS o udźwigu 6 kg. Główne zalety nowego robota to duża szybkość (150 cykli na minutę) i precyzja (powtarzalność 0,03 mm). Producent zapewnia, że robot ma niższe zużycie energii oraz niskie koszty serwisowe. Uproszczono również komunikację, stwarzając różne możliwości programowania i sterowania. W sposób programowy można ograniczać zasięg poszczególnych osi robota, co umożliwia poprawę bezpieczeństwa pracy. Nowy robot

Pięcioosiowy robot KUKA KR AGILUS

przeznaczony jest do szybkiej i precyzyjnej paletyzacji oraz innych zadań, realizowanych z bardzo dużymi prędkościami. Modułowy system robotów kartezjańskich prezentowała firma Metal Work Pneumatic. System V-Lock zawiera ponad 100 produktów, które mogą być łączone w różny sposób. Z modułów o napędzie pneumatycznym lub elektrycznym można budować zarówno proste układy kinematyczne i manipulatory portalowe, jak i konstrukcje przestrzenne. Firma oferuje również chwytaki pneumatyczne różnej wielkości. Na stanowisku firmy przekonywano, że budowa systemów manipulacyjnych jest tak prosta, jak składanie elementów LEGO. Moduły do budowy systemów manipulacyjnych proponowane są przez wielu producentów i najczęściej z takich modułów składane są manipulatory portalowe. Na tegorocznych targach taki manipulator – do przenoszenia próbek – prezentowała np. firma Parker. Wśród wielu ofert modułów do budowy systemów manipulacyjnych wyróżnia

się oferta firmy Festo. Portal-T z dwoma napędami serwo charakteryzuje się wyższą dynamiką i możliwością płynnej regulacji skoku roboczego, co nie jest możliwe do osiągnięcia w konwencjonalnych portalach liniowych. Portal-T osiąga prędkość 4 m/s i przyspieszenie 50 m/s2, dzięki czemu można uzyskać bardzo krótkie czasy cyklu.

Zastosowania robotów Producenci robotów oraz integratorzy robotyki na targach częściej pokazują przykładowe zastosowania niż rozwiązania konstrukcyjne – również na tegorocznych targach Automaticon, oprócz typowych zadań chwytania i przenoszenia produktów, prezentowano także zrobotyzowane procesy paletyzacji, montażu, pomiarów i segregacji produktów i inne.

Paletyzacja/depaletyzacja Firma FANUC Robotics prezentowała bardzo duże możliwości zrobotyzowanego paletyzowania. Przemieszczane na przenośniku taśmowym różnobarwne

Modułowy system manipulacyjny firmy Metal Work

Fot. J. Barczyk (PAR)

Robot dwuramienny firmy Universal Robots

Zrobotyzowane stanowisko paletyzacji

pudełka różnej wielkości były rozpoznawane przez system wizyjny. Zadaniem robota było układanie na palecie pudełek według zaprogramowanego wzoru, tak więc pobierał on tylko odpowiednie pudełko. Na stanowisku robot przenosił pudełka z różnymi gatunkami herbaty, ale oczywiście jest wiele możliwości zastosowań tego typu rozwiązań w przemyśle. Na stoisku Comau Poland prezentowano również zastosowania robotów w procesach paletyzacji i depaletyzacji przy przenoszeniu kartonów. Demonstrowano wykorzystanie dwóch typów urządzeń chwytających: mechanicznego oraz podciśnieniowego. Urządzenia chwytające są najczęściej wielofunkcyjnymi, specjalizowanymi mechanizmami, przystosowanymi do realizacji różnych zadań. Comau Poland oferuje specjalne urządzenia do chwytania worków, kartonów, a nawet kostki brukowej. W serii Smart PAL oferowane są czteroosiowe roboty o zasięgu 3100 mm i udźwigu 180 kg lub 260 kg oraz pięcioosiowy o udźwigu 470 kg i powtarzalności 0,2 mm. Maksymalna wydajność wynosi od 800 cykli na godzinę dla dużych obciążeń do 1200 cykli dla obciążeń o masie 180 kg. Możliwość

przenoszenia tak dużych obciążeń jest rzadko wykorzystywana przy przenoszeniu worków i kartonów, pozwala jednak np. na przenoszenie całych palet. Opracowano oprogramowanie dla robotów Smart PAL, ułatwiające tworzenie programów paletyzacji – nie jest wymagana zaawansowana wiedza programisty, aby przygotować nową aplikację paletyzacji, zawierającą dane o produkcie, miejscach pobrania oraz odłożenia produktu, a także różne sposoby ułożenia produktów na palecie.

Zrobotyzowane stanowiska do kontroli: a) testowanie – Mitsubishi Electric, b) selekcja produktów – PIAP

Sprawdzanie, testowanie Realizowane ręcznie procesy kontroli są monotonne i nie gwarantują 100-proc. poprawności wykonania zadania. Coraz więcej robotów stosowanych jest na stanowiskach pomiarów geometrycznych. Firma Renishaw oferuje trzyosiowy robot pomiarowy o strukturze równoległej, z ruchomą platformą, do której mogą być mocowane różne trzpienie pomiarowe. Urządzenie pełni funkcję współrzędnościowej maszyny pomiarowej, lecz jego głównym przeznaczeniem jest porównanie wymiarów konstrukcyjnych mierzonego przedmiotu z wzorcem.

Zrobotyzowane stanowisko do selekcji produktów przedstawił PIAP. Robot, współpracując z systemem wizyjnym i automatyczną wagą, segreguje produkty na dobre, o odpowiedniej masie oraz na niespełniające warunków – o zbyt małej lub zbyt dużej masie. Firma Mitsubishi Electric na jednym ze stanowisk prezentowała zastosowanie robota do testowania – robot szybko i sprawnie może sprawdzić prawidłowość ustawienia elementów, poprawność działania przycisków i realizować inne zdania kontrolne. Również firma Balluff, specjalizująca się w produkcji elementów sensoryki, zatrudniła robot Fanuc do kontroli barwy produktu.

Fot. J. Barczyk (PAR)

Pick&place

Chwytaki do kartonów firmy Comau: a) na stoisku wystawienniczym, b) budowa chwytaka

Na targach Automaticon najczęściej prezentowano roboty w operacjach przenoszenia różnego typu obiektów: próbek, klocków, pojemników, butelek itp. – takie aplikacje pokazywało wiele firm, wykorzystując do tego celu zarówno typowe roboty przegubowe, jak również portalowe i o strukturze równoległej. Na stoisku Festo prezentowano manipulator Tripod i system wizyjny,

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Wydarzenia RELACJE

przeznaczony do szybkiego, precyzyjnego i niezawodnego przenoszenia elementów. Ten zrobotyzowany system manipulacyjny cechuje duża dynamika, pozwalająca osiągnąć bardzo krótkie czasy cyklu. Firma oferuje różne wersje robota Tripod, różniące się masą oraz wielkością obsługiwanej przestrzeni roboczej. W jednostce kinematycznej zastosowano trzy podwójne pręty, zapewniające poziome położenie platformy. Oryginalny system napędowy składa się z serwonapędu elektrycznego, przetwornika położenia oraz pasowej przekładni zębatej. Liniowe przemieszczenia trzech osi cięgnami są

Seminaria towarzyszące targom cieszyły się w tym roku szczególnym zainteresowaniem zwiedzających

przekazywane przez obrotowe przeguby na platformę, do której mogą być mocowane chwytaki lub przyssawki. Taka konstrukcja zapewnia dużą sztywność oraz niewielkie wartości mas będących w ruchu. Dzięki temu możliwe jest osiąganie bardzo dużych przyspieszeń – około 100 m/s2 – i dużej prędkości pracy – do 7 m/s. W zależności od obciążenia można realizować od 70 (przy pełnym obciążeniu) do 116 cykli na minutę (przy obciążeniu 1 kg). Na targach Automaticon prezentowano wiele urządzeń manipulacyjnych, o różnych strukturach kinematycznych, które swoim programem działania

Jednym z tegorocznych wystawców była firma Peltron, specjalizująca się w urządzeniach do pomiaru ciśnienia i poziomu cieczy

budziły zaciekawienie zwiedzających – przedstawiono różnorodne możliwości nowoczesnych napędów elektrycznych oraz wykorzystanie systemów wizyjnych. Wiele firm na stanowiskach wystawienniczych wykorzystywało roboty przemysłowe, chociaż mają mało do czynienia z robotyzacją (wspomniana wcześniej firma Balluff), albo w ogóle się nią nie zajmują (np. firma Pro-Face oferująca panele operatorskie, która do ramienia robota przymocowała ekran dotykowy, umożliwiając sterowanie robotem). Roboty pojawiły się także na stoiskach firm dostarczających urządzenia dla robotów, np. Schmalz i manulift.

Firma Pepperl+Fuchs jest obecna na targach od początku swojej działalności

Fot. J. Barczyk (PAR), S. Ścibior (PAR), U. Chojnacka (PAR)

Tripod firmy Festo z systemem wizyjnym

Fot. J. Barczyk (PAR), S. Ścibior (PAR), U. Chojnacka (PAR)

Co można zrobić lepiej? Przy wszystkich zaletach targów Automaticon nie można jednak przemilczeć kwestii wymagających poprawy. Postulatów w odniesieniu do zmian, jakie powinni wprowadzić organizatorzy targów, jest wiele. Część z nich pojawia się od lat. Są wśród nich powtarzane do znudzenia zastrzeżenia dotyczące infrastruktury, która utrudnia życie zarówno wystawcom, jak i gościom, ale pojawiają się również inne. Zdaniem Michała Ochmańskiego jest wiele kwestii, które muszą zostać zmienione, jeśli targi mają trwać. – Oczywiście najwięcej zastrzeżeń dotyczy lokalizacji. Zagraniczni goście stwierdzają, że targi są super, ale lokalizacja – fatalna. Sytuacja jest patowa, ponieważ z jednej strony targi są utożsamiane z Warszawą i powinny tu zostać, a z drugiej – stolicy brakuje centrum wystawienniczego z prawdziwego zdarzenia, do którego Automaticon mógłby się przenieść i które sprawiłoby, że impreza byłaby postrzegana jako wydarzenie o charakterze europejskim, a nie tylko lokalnym. Odwieczny problem, na który narzekają nie tylko wystawcy, ale także klienci, związany z tym, że nie ma tu jak dojechać i zaparkować, musi w końcu zostać rozwiązany – mówi Michał Ochmański. Coraz więcej wystawców narzeka też na ograniczoną przestrzeń wystawienniczą, która powoduje, że nawet firmy, które stać na wynajęcie większej powierzchni, nie mają szansy zaprezentować sprzętu, który jest rzeczywiście nowatorski i wart pokazania, ponieważ jest on zbyt duży albo za ciężki. – Ograniczona przestrzeń ekspozycyjna powoduje, że coraz trudniej jest wystawcom zmieścić – nawet na stoisku piętrowym, jak nasze – wszystko, co chcieliby pokazać. Efektem jest eksponowanie bardzo ubogich aplikacji. Dziś sam tylko robot lub robot z prościutkim chwytakiem, chwytającym pojedynczy detal, nikogo już nie zachwyci, a na pokazanie zaawansowanych rozwiązań brak miejsca – tłumaczy Michał Ochmański, podkreślając jednocześnie, że prezentacja ciekawych zastosowań sprzętu automatyki przemysłowej – w prawdziwych aplikacjach – znacznie zwiększyłaby atrakcyjność targów. Marek Juchimiuk zwraca uwagę na inną kwestię: – Bez wątpienia warszawskie targi mają renomę w branży automatycznej. Pewnym minusem jest fakt organizowania ich przed targami Hannover Messe, ponieważ wiadomo, że

Dla firmy SCHUNK tegoroczne targi Automaticon były szczególne ze względu na jubileusz 10-lecia działalności firmy w Polsce

Na stoisku organizatora targów, Przemysłowego Instytutu Automatyki i Pomiarów PIAP, można było zapoznać się z ofertą instytutu i obejrzeć przykładowe rozwiązania robotowe

część najnowszych wprowadzeń i premier będzie miała miejsce dopiero na targach w Niemczech – zauważa menadżer produktu firmy HARTING Polska. Także Wojciech Czaki widzi jeszcze duże pole do popisu dla organizatorów. – Niestety, mimo że targi pełnią ważną rolę, wciąż pozostaje wiele kwestii, do których można mieć zastrzeżenia. Jedną z nich jest bez wątpienia brak odpowiedniego zaplecza cateringowego – wiele osób przyjeżdża tutaj, by wypić wspólną kawę czy piwo z kontrahentami i po prostu nie ma gdzie usiąść, by spokojnie porozmawiać. Restauracja, która funkcjonuje przy targach jest zdecydowanie

niewystarczająca. Warto także, by organizatorzy pomyśleli o zapewnieniu wystawcom i gościom bezprzewodowego internetu. W dobie postępu technologicznego to podstawa i tak to funkcjonuje na targach w Hanowerze czy Norymberdze. Na całym świecie targi mają dobrą komunikację, pora więc, by i organizatorzy targów Automaticon poważnie zastanowili się, co z tym fantem zrobić – mówi Wojciech Czaki. Prezes Fanuc Polska przypomina o potrzebie wprowadzenia statystyki odwiedzających: – Od lat marzy nam się, aby organizator targów pomógł nam oszacować, jak wiele osób odwiedza Automaticon – mówi Konrad Grohs.

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Wydarzenia RELACJE

Tomasz Lis z kolei sugeruje, że warto zastanowić się, czy nie lepszą opcją byłyby targi trzydniowe. – Dla wielu firm czterodniowa obecność oznacza często konieczność wymieniania się zespołu w trakcie targów, ponieważ niewiele osób może sobie pozwolić na wyłączenie się z codziennych obowiązków na tak długo – zauważa wiceprezes zarządu firmy Tel-Ster.

Firma Tel-Ster obecna na targach Automaticon od 2005 r.

Przedstawiciele firm wystawiających się w hali nr 4, w której frekwencja odwiedzających jest zwykle mniejsza niż w pozostałych, coraz głośniej narzeka na ten stan rzeczy, a niekiedy także na to – jak w przypadku jednego z wystawców – że od kilku lat bezskutecznie walczą o możliwość przeniesienia się do innej hali, w której wystawia się większość kooperantów.

Tradycyjnie nie mogło zabraknąć stoiska miesięcznika PAR, na którym można było m.in. złożyć zamówienie na prenumeratę, zakupić książki wydane przez PIAP i porozmawiać z przedstawicielami redakcji

Są też postulaty, które nie wynikają z problemów wystawców, a raczej z potrzeby odmiany i dodatkowego podniesienia atrakcyjności imprezy. Jeden z pomysłów podaje Michał Ochmański: – Mamy Złote Medale za najlepsze produkty. Może warto rozważyć także organizację konkursu na najlepsze i najładniejsze stoisko? – stwierdza przedstawiciel firmy Comau Poland. Część uczestników, zwłaszcza stałych bywalców Automaticonu, była nieco zaskoczona brakiem obchodów 20. urodzin wydarzenia. – Wystawcom i klientom trochę brakowało fetowania XX-lecia targów. Niemniej, przy okazji wspaniałej rocznicy, chciałabym w imieniu firmy Sabur jeszcze raz złożyć pomysłodawcom i organizatorom nasze wyrazy uznania oraz życzenia pomyślności przy organizacji następnych 20 edycji – mówi Barbara Wójcicka. Brak fety zostanie uczestnikom prawdopodobnie zrekompensowany w niedalekiej przyszłości. – 20-lecie traktujemy raczej jako okazję do krótkiej refleksji nad przebytą drogą. Przed nami jeszcze ciągle mnóstwo pracy. Mamy nadzieję, że na świętowanie będziemy mogli sobie pozwolić za pięć lat – mówi Jacek Frontczak, komisarz targów Automaticon i zastępca dyrektora PIAP. Urszula Chojnacka Jan Barczyk PAR

Fot. S. Ścibior (PAR), J. Barczyk (PAR)

Na stoisku firmy Siemens prezentowano m.in. kufer szkoleniowy SINAMICS V20 z dodatkowym panelem operatorskim BOP

Omron: strategia 361° Z myślą o lepszym dopasowaniu się do wymagań, a także zasobności portfeli swoich klientów Omron wdraża strategię 361°, polegającą na oferowaniu produktów w trzech wariantach: LITE, PRO oraz PROplus, z zachowaniem tej samej wysokiej jakości i niezawodności. Oficjalna premiera strategii miała miejsce podczas tegorocznych targów Automaticon.

Strategia 361° obejmuje trzy oddzielne modele dla każdej kategorii czujników i podzespołów: • produkty LITE oferowane są w korzystnej cenie, bez utraty jakości, • produkty PRO działają zgodnie z zasadą „zamontuj i zapomnij” i zapewniają dłuższy okres użytkowania, lepszy poziom zabezpieczeń i więcej funkcji, • produkty PROplus są przeznaczone do konkretnych zastosowań i potrzeb klientów. Segmentacja oferty służyć ma zatem umożliwieniu klientowi wyboru modelu z najlepiej dostosowanymi do jego wymagań funkcjami, wydajnością i poziomem zabezpieczeń. Pierwszą grupą produktów sprzedawanych w ramach nowej strategii, wprowadzoną w 2013 r., były czujniki fotoelektryczne E3FA. Oferta jest stale rozszerzana i obecnie w wersjach LITE i PRO można nabyć m.in. następujące komponenty: • zasilacze, • regulatory temperatury,

Bogusław Krasuski, marketing manager firmy Omron, prezentuje dziennikarzom strategię 361°

• czujniki zbliżeniowe, fotoelektryczne, indukcyjne, światłowodowe, temperatury, • przekaźniki (w tym czasowe i monitorujące), • okablowanie. Jak informuje producent, koncepcja oferowania produktu w trzech wariantach ewoluuje i sukcesywnie obejmuje coraz to nowe kategorie produktów Omrona.

A skąd ta intrygująca nazwa? “360°” symbolizuje kompletność oferty Omrona, natomiast dodatkowy stopień to wartość dodana, którą klient zyskuje dzięki możliwości wyboru dokładnie takiego rozwiązania, jakiego potrzebuje.

Seweryn Ścibior PAR

Fot. S. Ścibior (PAR)

Tab. Przykładowe grupy produktów należące do zakresu strategii 361°

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Temat numeru MONITOROWANIE WYDAJNOŚCI PRODUKCJI

Systemy MES a optymalizacja produkcji przedsiębiorstwa. Oczywiste jest, iż skutecznie prosperujące przedsiębiorstwo produkcyjne powstaje w oparciu o dobry pomysł na produkt oraz dzięki odpowiedniemu zaplanowaniu cyklu produkcyjnego. Dobrze zaplanowany proces produkcyjny zapewnia uzyskanie lepszego wyniku ekonomicznego. Co jednak oznacza prawidłowo zaprojektowany proces?

Prawidłowo zaprojektowany proces musi uwzględniać wszystkie zasoby przedsiębiorstwa. Mowa tu zarówno o kadrze, jak i parku maszynowym oraz całej infrastrukturze lokalowej, a także surowcach i rynku zbytu. Do tego potrzebne jest prawidłowe konsumowanie tych zasobów, czyli zarządzanie nimi. Można w tym celu oczywiście wykorzystać odpowiednie narzędzia wspomagające planowanie wydajności produkcji. Jednak aby planować, trzeba przede wszystkim znać stan bieżący procesu, a w przypadku funkcjonującej już linii produkcyjnej, wskazane byłoby posiadanie i analizowanie danych historycznych. Dane dotyczące aktualnego stanu magazynowego oraz dane na temat wykorzystywanych i dostępnych zasobów przedsiębiorstwa pozwalają dostrzec zatory i nie w pełni wykorzystane moce przerobowe maszyn i pracowników. W celu przetransferowania i odpowiedniego zwizualizowania danych z poziomu produkcji na poziom zarządzania przedsiębiorstwem, konieczne jest zastosowanie elektronicznych urządzeń pomiarowych, często niezbędnych także z punktu widzenia realizacji procesu sterowania. Cennym źródłem informacji mogą być także pracownicy, którzy część informacji procesowych mogą wprowadzać bezpośrednio do systemu monitorowania. Należy jednak zaznaczyć, że automatyczny sposób gromadzenia danych jest dużo efektywniejszy z uwagi na działanie w czasie rzeczywistym oraz ze względu na większą pewność w kwestii

przekazywania danych. Zgromadzone w systemie dane pozwalają na uzyskanie informacji zwrotnych, np. o stopniu wykonania produkcji, i dzięki temu pozwalają podejmować na bieżąco właściwe decyzje oraz reagować możliwie szybko na nieprawidłowości pojawiające się w czasie procesu produkcyjnego. Pozyskane dane z procesu produkcyjnego umożliwiają również analizę kluczowych wskaźników efektywności produkcji i uzyskanie rzeczywistego obrazu wykorzystania zdolności produkcyjnych przedsiębiorstwa.

Wspomaganie zarządzania produkcją Współcześnie pojęcie klasycznej wizualizacji jest coraz powszechniej rozumiane, jako dostarczenie nie tylko

bieżącej informacji o stanie obiektu, ale również jako skomplikowany system zbierania danych i wielowymiarowego raportowania produkcji. To elastyczne raporty stanowią dziś o atrakcyjności produktu i stopie zwrotu inwestycji. Celem systemów komputerowych, stosowanych w układach automatycznego sterowania, jest znalezienie przyczyn przestojów, wad, strat, stworzenie genealogii produktu oraz gromadzenie pełnych danych pomiarowych. Przez to możliwe jest podniesienie efektywności i wydajności produkcji.

MES a ERP Systemy wspomagania zarządzania produkcją, bazujące na specjalistycznym oprogramowaniu (MES – ang. Manufacturing Execution System, tłumaczone na język polski jako „system realizacji produkcji”), oferowane są przez różne firmy. Mogą stanowić doskonałe narzędzie niższego poziomu w stosunku do systemów planowania zasobów przedsiębiorstwa (ERP – ang. Enterprise Resource Planning). Podstawową różnicą między systemami MES i ERP jest właśnie poziom, na jakim występują w piramidzie obrazującej zarządzanie w przedsiębiorstwie oraz sposób gromadzenia i przetwarzania danych. Do systemów ERP dane mogą być wprowadzane ręcznie (i najczęściej są) i służą do analizy długodystansowej, globalnej

Piramida systemu zarządzania przedsiębiorstwem

Fot. ASTOR

Dziś bardzo istotne znaczenie ma optymalne wykorzystanie zasobów

Gromadzenie i wykorzystania danych procesowych – Wonderware Historian

nawet w skali całego konglomeratu, a co więcej, przeprowadzanej w dłuższych odstępach czasu. Z kolei systemy MES, połączone bezpośrednio z systemami sterowania, gromadzą i przetwarzają dane na bieżąco, dając informacje o stanie obiektu, czyli parku maszynowego, sprawności produkcji itp.

Wizualizacja to podstawa Najprostszym sposobem wizualizowania danych, wyliczonych przez różnego rodzaju systemy wspomagające zarządzanie produkcją, jest ich integracja z istniejącymi systemami wizualizacji, bazującymi na rozwiązaniach HMI/ SCADA – szczególnie, jeśli są to dane dotyczące bezpośrednio produkcji.

Fot. ASTOR

Producenci systemów MES Znaczącym producentem na światowym rynku oprogramowania typu MES jest amerykańska firma Wonderware, proponująca także w swojej ofercie oprogramowanie Wonderware Enterprise Integrator. To ostatnie służy do łatwego zintegrowania systemów MES i ERP przez projektowanie, budowanie, instalowanie i utrzymanie bezpiecznych, zestandaryzowanych aplikacji, integrujących operacje produkcyjne z aplikacjami biznesowymi przedsiębiorstwa. Podobne produkty oferuje jednak wiele innych znanych firm, takich jak m.in. Siemens (WinCC), GE Intelligent Platforms (Proficy Plant Application), Bosch Rexroth (Factory Information Systems), Rockwell Automation (METRICS) oraz mniej popularnych, szczególnie na naszym rynku, i często o mniejszym spektrum oferowanych funkcjonalności: BEMET (Plan-de-CAMpagne), Progea (Movicon), InduSoft Business Development (InduSoft Web Studio), Ocean Data System (Dream Raport), czy Iconics (BizViz). Na rynku krajowym nie brakuje także rodzimych firm, oferujących rozbudowane o moduły MES systemy HMI/SCADA. Należą do nich: Askom (Asix), COPA-DATA (Zenon) i Queris (Queris MES).

Przykłady oprogramowania Firma Wonderware, której dystrybutorem w Polsce jest ASTOR, oferuje klientom elastyczne narzędzie do wizualizacji procesów – oprogramowanie InTouch. Narzędzie to pozwala na

komunikację z większością urządzeń automatyki stosowanych w przemyśle, a ponadto zapewnia otwartość wymiany danych z innymi systemami. W najnowszej wersji 2014 oprogramowanie zostało zmodyfikowane pod kątem lepszego eksponowania istotnych informacji i alarmów oraz możliwości użycia technologii związanych z pracą w chmurze. Rozszerzeniem funkcji środowiska InTouch jest bazodanowe narzędzie, powstałe w oparciu o architekturę ArchestrA. Nosi ono nazwę Historian i pozwala na gromadzenie dużych ilości danych procesowych (maksymalna

Wizualizacja procesów – Wonderware InTouch

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Temat numeru MONITOROWANIE WYDAJNOŚCI PRODUKCJI

Ekran stworzonego w oprogramowaniu MES firmy Queris

liczba logowanych sygnałów wynosi dwa miliony) w specjalistycznych systemach bazodanowych. Dodatkowo, dzięki pakietowi Historian Client, zapewnia podstawowe mechanizmy generowania raportów podsumowujących. Co istotne, do danych można się dostać również zdalnie, wykorzystując przeglądarkę internetową. Firma ASTOR jest także dystrybutorem DCS-owego oprogramowania Proficy Process Systems, którego funkcje w dużej mierze pokrywają się z innymi systemami klasy MES. Inna amerykańska firma InduSoft, jako rozszerzenie swojego oprogramowania do wizualizacji (InduSoft Web Studio), proponuje pakiet Plant Performance Management and Reporting. Z kolei firma Siemens proponuje bazodanowe narzędzie Audit/Audit Viever, współpracujące z oprogramowaniem do wizualizacji WinCC. O tym, że bez sprawnie działającego systemu wizualizacji nie można myśleć o systemie MES, wiedzą także polscy producenci tego typu oprogramowania. Dobrym przykładem jest firma Askom, producent systemu Asix. Ten wielopakietowy program pozwala na budowę systemów HMI/SCADA oraz rozszerzanie ich o funkcje archiwizacji danych (moduł Aspad) i inne, właściwe systemom MES.

efektywności (OEF – ang. Overall Equipment Effectiveness) poszczególnych maszyn i całych linii produkcyjnych lub fabryk. Ponadto systemy MES pozwalają na śledzenie procesów produkcyjnych pod kątem ich przebiegu, wydajności maszyn oraz jakości produkcji. Systemy te bazują na wiarygodnych danych produkcyjnych, gromadzonych w sposób automatyczny. W każdym systemie klasy MES występuje wiele narzędzi dostarczających funkcje przydane w wybranych obszarach. O zaletach wdrażania systemów MES wie wiele firm z branży IT. Również polscy producenci oprogramowania, tacy jak np. firma Queris, proponują przedsiębiorstwom produkty klasy MES o funkcjach podobnych do rozwiązań światowych, umożliwiające również integrację z systemami ERP.

Śledzenie produkcji W celu zapewnienia wysokiej wydajności produkcji konieczne jest jej odpowiednie zaprojektowanie, przez wyznaczenie najbardziej efektywnych marszrut. Można tego dokonać np. na

drodze modelowania i symulowania różnych wariantów marszrut. Takie podejście wydaje się najskuteczniejsze. Dobre przygotowanie produkcji wymaga także stworzenia precyzyjnych list materiałowych. Na wydajność produkcji wpływ mają też inne czynniki, m.in. związane z zarządzaniem pozostałymi zasobami przedsiębiorstwa i z obiegiem dokumentacji. Do monitorowania produkcji oraz zarządzania operacjami firma Wonderware proponuje wykorzystanie narzędzia Wonderware MES Operation. Pakiet ten umożliwia modelowanie marszrut procesowych, przepływu operacji produkcyjnych oraz tworzenie list materiałowych. Pozwala także na zarządzanie zleceniami produkcyjnymi, obiegiem dokumentów, magazynami i przepływami międzymagazynowymi, zasobami ludzkimi i certyfikatami użytkowników. Taki zestaw funkcji pozwala na wgląd w cały proces produkcyjny w czasie rzeczywistym, począwszy od etapu planowania, a skończywszy na rzeczywistym wykonaniu poszczególnych operacji produkcyjnych. Również inne pakiety oprogramowania, jak np. Plan-de-CAMpagne holenderskiej firmy BEMET, oferowany na polskim rynku przez firmę Datacomp Polska, pozwalają na bieżące śledzenie przebiegu produkcji.

Zarządzenie wydajnością produkcji Wydajność produkcji jest związana z wydajnością poszczególnych maszyn oraz zaplanowaniem ich przydziału. Na wydajność negatywny wpływ mają przestoje maszyn i urządzeń, szczególnie te nieprzewidziane, wynikające z pojawiających się defektów i/lub uszkodzeń. Równie niekorzystnym efektem jest pojawianie się wąskich gardeł produkcyjnych. Identyfikacja najbardziej podatnych na defekty i uszkodzenia

Zgromadzone w bazach danych szczegółowe informacje o aktualnie realizowanych i ukończonych zleceniach produkcyjnych, są wykorzystywane przez oprogramowanie klasy MES do generowania raportów, pozwalających na analizę zarządzania operacjami oraz do wyliczania wskaźnika całkowitej

Okno/program WinCC/PerformanceMonitor firmy Siemens

Fot. Siemens

MES – funkcje podstawowe

elementów linii produkcyjnych, powodujących przestoje, daje możliwość podjęcia stosownych działań zaradczych, ich generalny remont lub wymianę. Natomiast rozpoznanie miejsc powstawania wąskich gardeł może pozwolić na inne zaplanowanie procesu produkcyjnego, eliminującego lub znacznie ograniczającego ten problem. Na podstawie danych dotyczących produkcji, stosowne narzędzia, takie jak np. Wonderware MES Performance, umożliwiają śledzenie i raportowanie liczby i czasów trwania przestojów oraz monitorowanie i wyliczanie wartości wskaźnika efektywności, które to informacje mogą być wprost wykorzystane do przeciwdziałania opisanym problemom. Podobne usługi oferuje także pakiet WinCC/ PerformanceMonitor firmy Siemens.

Zarządzanie jakością produkcji Nawet poprawnie zaprojektowany proces produkcyjny nie jest w stanie zapewnić stałej wysokiej jakości produktu, z uwagi na wpływ na jakość produktu wielu losowych czynników, trudnych do uwzględnienia i wyeliminowania na poziomie linii produkcyjnej. Niemniej jednak jakość produktu jest zawsze kluczowa. To ona przekłada się na jego zbywalność, a przez to na wynik ekonomiczny przedsiębiorstwa. Dodatkowo często produkty muszą spełniać wymagania odpowiednich dla nich norm, aby w ogóle mogły być odebrane przez klienta. Zatem obniżenie jakości produkcji, powodujące niespełnianie wymagań norm przez produkt, czyni go zwykłym, choć bardzo drogim produktem ubocznym. Kluczowe powinno być zatem bieżące monitorowanie zgodności produktów z założonymi wymaganiami norm i rejestrowanie w czasie rzeczywistym ewentualnych odchyłów od specyfikacji takiego produktu. Daje to możliwość szybkiego wychwycenia produktów wadliwych, niewprowadzania ich do obiegu oraz poszukiwania przyczyn wystąpienia produkcji o obniżonej jakości, a co najważniejsze – takiego wpływu na proces, aby zapewnić przywrócenie produkcji zgodnie ze specyfikacją. Pomoc w tego typu czynnościach diagnostycznych może zapewnić pakiet Wonderware MES Quality. Pozwala on na zarządzanie jakością przez definiowanie kryteriów jakościowych produkcji, a następnie analizę statystyczną procesów. Do kompleksowego monitorowania jakościowych parametrów produkcji i analizy danych procesowych post factum oraz analizy danych pochodzących z innych systemów (przez wyliczenie wskaźników statystycznych), proponowany jest pakiet Wonderware QI Analyst. Również odpowiednie wykorzystanie funkcji oprogramowania Plan-de-CAMpagne pozwala na sprawne zarządzanie jakością produkcji.

Jednym z zasobów, na bieżąco kupowanych i zużywanych przez zakład produkcyjny, jest energia elektryczna, niezbędna do napędzania maszyn i urządzeń pracujących na linii produkcyjnej. Często koszt energii jest znaczący w całkowitym koszcie wytworzenia produktu. Stąd konieczność stałego monitorowania zużycia tego zasobu, ale także efektywnego planowania jego zapotrzebowania. Z kolei produkcja energii elektrycznej jest związana z emisją szkodliwych dla środowiska substancji, w szczególności gazów. Monitorowanie tego typu związków nabiera szczególnego znaczenia w czasach, kiedy

REKLAMA

Fot. Siemens

Zarządzanie energią

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

stor 007-04_MES_102x297.indd 1

11-05-30 11:14

Temat numeru MONITOROWANIE WYDAJNOŚCI PRODUKCJI

firmy, mającej również polski oddział, jest wiele pakietów oprogramowania wspomagającego produkcję, w tym m.in. PSImes, PSI/s, czy PSIpenta. W celu dostarczenia coraz pełniejszego obrazu rosnącej ilości danych niezbędne jest stosowanie zarówno nowoczesnych rozwiązań sprzętowych, jak i oprogramowania. Przykładem jest PLUTO Live Report, 64-bitowy system do raportowania klasy Business Intelligence, stworzony specjalnie na potrzeby automatyki i pochodzący z portfolio firmy Sabur.

Do czego przydaje się MES? Zarządzanie marszrutami procesowymi – Wonderware MES Operations

MES dla procesów wsadowych Stosowane w przemyśle farmaceutycznym, chemicznym, petrochemicznym i podobnych procesy wsadowe muszą spełniać wymagania odpowiednich norm, nawet przy zmianie profilu produkcji. Do poprawnego prowadzenia tego typu procesów przydatne są narzędzia, pozwalające na modelowanie zachodzących działań, a także gromadzenie receptur oraz historii produkcji, pozwalającej na ustalenie genealogii produktu. Dodatkowo przydatne są informacje o bieżących stanach magazynowych, wykorzystaniu surowców i urządzeń. Dla tego typu specyficznych procesów firma Wonderware przygotowała specjalny pakiet InBatch, umożliwiający wykonanie wymienionych wcześniej czynności.

Czy można chcieć więcej? Systemy wizualizacji i zarządzania produkcją są wciąż rozwijane w kierunku jak najlepszego i najpełniejszego prezentowania informacji. Podczas tegorocznych targów Hannover Messe firma PSI zaprezentowała nową, trójwymiarową wizualizację rzeczywistych procesów produkcyjnych oraz nowy system zaawansowanego planowania i harmonogramowania produkcji. W ofercie tej

Przykładowe raporty generowane przez oprogramowanie B.Data firmy Siemens

Panel konfiguracyjny programu PLUTO

Fot. ASTOR, Siemens

obserwowany jest wzrost efektu cieplarnianego oraz w obliczu coraz bardziej restrykcyjnych wymogów ze strony regulacji prawnych, mających na celu ograniczenie wpływu zakładów produkcyjnych na środowisko. Dla przedsiębiorstw chcących wprowadzić planowaną gospodarkę energią firma Siemens przygotowała specjalne narzędzie o nazwie B.Data, które może być zintegrowane z systemem ogólnego przeznaczenia WinCC lub PCS 7 firmy Siemens lub może stanowić samodzielny moduł, współpracujący z innymi systemami. Z kolei firma COPA-DATA oferuje oprogramowanie do raportowania Zenon Analyzer. Jedną z funkcjonalności jest możliwość monitorowania zużycia energii, zgodnie z wymaganiami międzynarodowej normy ISO 50001, a tym samym zarządzanie danymi energetycznymi.

Jest wiele korzyści wynikających z zastosowania systemów klasy MES. Do podstawowych należy możliwość wprowadzania standardowych procedur wykonania operacji produkcyjnych i zarządzania nimi, co zwiększa bezpieczeństwo i polepsza higienę pracy. Ponadto gromadzone dane pozwalają na tworzenie genealogii produkcji. Równie istotna jest możliwość śledzenia przestojów i efektywności produkcji, pozwalająca na podjęcie działań zaradczych. Z informacji dostarczanych przez systemy MES można się także dowiedzieć o pogarszającej się jakości produkcji, wynikającej

z niewłaściwej pracy maszyn, co powinno być impulsem do znalezienia przyczyn i zaradzenia temu problemowi. Minimalizacja strat możne być także osiągnięta przez monitoring jakości produktów i półproduktów oraz ich zgodności ze specyfikacjami. Na ogólną sprawność produkcji wpływ mają często niezauważalne i bagatelizowane czynniki, takie jak obieg dokumentacji. A przecież właśnie m.in. w ten sposób składane są zlecenia produkcyjne. Od sprawności obiegu dokumentacji zależy więc sprawność produkcji. Także i tę czynność usprawnić mogą odpowiednie funkcje oprogramowania MES, pozwalające na kolejkowanie zadań, zgodnie z nadanymi zadaniom priorytetami. Co istotne, większość danych wykorzystywanych przez systemy MES jest pozyskiwana z obiektów przez układy pomiarowe i wykorzystywana na bieżąco przez układy sterowania i wizualizacji. System MES jest więc tylko rozszerzeniem o wyższą warstwę systemu monitorowania i sterowania przedsiębiorstwa. Najczęściej brakuje jedynie systemu bazodanowego do gromadzenia danych. Zatem wprowadzenie systemu MES w przedsiębiorstwie nie musi wiązać się z jakąkolwiek ingerencją w warstwę urządzeń pomiarowych lub wykonawczych, a nawet w warstwę sterowania. Dla systemów MES można przewidzieć osobne układy wizualizacji, a dane przez nie dostarczane mogą, ale nie muszą być uwzględnione w algorytmach automatycznego sterowania. W pierwszej fazie daje to możliwość jedynie obserwacji i analizy obiektu oraz diagnoz generowanych przez systemy MES, a w kolejnej – modyfikacji algorytmów automatycznego sterowania o dane pozyskane z takiego sytemu. Niezależnie od stopnia połączenia informacji pochodzących z systemu MES z układami sterowania, zawsze lepiej jest wiedzieć więcej niż mniej i mieć możliwość wykorzystania tej wiedzy.

Kto stosuje systemy MES?

Krzysztof Jaroszewski Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

REKLAMA

Fot. ASTOR, Siemens

O zaletach wprowadzenia systemów MES przekonało się już wiele firm, w których po wdrożeniu zanotowano wyraźne korzyści finansowe, związane lepszym zarządzaniem wydajnością produkcji. Oprogramowanie Wonderware używane jest np. w firmie Multilayer Pipe Company, która jest jednym z największych europejskich producentów rur wielowarstwowych oraz rur z polietylenu sieciowanego. Również w fabryce firmy Amica Wronki wdrożono oprogramowanie Wonderware, które pomaga wykrywać przestoje oraz monitorować wydajność produkcji. Firma SAPA Aluminium korzysta natomiast z rozwiązania PSImes, wspierającego zarówno produkcję seryjną, w tym krótkoseryjną, jak i jednostkową. Dzięki temu może elastycznie i szybko reagować na wszystkie zdarzenia w czasie procesu produkcyjnego, dbając, by zamówienia klienta były gotowe na czas. Dla spółki Nomanet firma Queris zrealizowała duży projekt, polegający na całkowitej automatyzacji produkcji. W tym zleceniu wykorzystano praktycznie cały wachlarz usług, wdrażając m.in. autorski system klasy MES.

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Temat numeru MONITOROWANIE WYDAJNOŚCI PRODUKCJI

Systemy MES umożliwiają firmom

Mobilny dostęp do systemów monitorowania produkcji jest wspierany przez oprogramowanie firmy Wonderware

produkcyjnym szybki dostęp do rzetelnych informacji o szczegółach aktualnie realizowanych i już zrealizowanych zleceń produkcyjnych oraz zapewniają śledzenie procesów produkcyjnych w obszarach przebiegu produkcji, wydajności maszyn i jakości produkcji.

System monitorowania produkcji Wonderware MES Dane produkcyjne gromadzone w sposób automatyczny w systemach klasy MES (ang. Manufacturing Execution System) gwarantują wiarygodność pozyskiwanych informacji, a następnie mogą zostać wykorzystane do podniesienia efektywności istniejących zasobów oraz zwiększenia zdolności produkcyjnych, przy zachowaniu wysokiej jakości wytwarzanych produktów. Dzięki inwestycji w system klasy MES koszty produkcji mogą zostać zredukowane nawet o 15 proc., a efektywność linii produkcyjnych podniesiona o wartość od kilku do kilkunastu procent.

pomaga w podniesieniu konkurencyjności przedsiębiorstwa. Dzięki temu, w sytuacji gdy trendy na rynku są korzystne, zakłady produkcyjne mające oprogramowanie klasy MES mogą wyprzedzić konkurencję, produkując szybciej, taniej

i efektywniej, przy zachowaniu wysokich standardów oraz możliwości szybkiego dostosowania się do wymagań rynku. W ofercie firmy ASTOR są rozwiązania, które z powodzeniem mogą zostać wykorzystane przez przedsiębiorstwa

Oprogramowanie Wonderware MES od wielu lat dostarcza firma ASTOR, pomagając swoim klientom w obniżaniu kosztów i podnoszeniu konkurencyjności. Potwierdzają to liczne nagrody, takie jak np. tytuł „Najlepszego dostawcy IT dla przemysłu” w kategorii systemów MES. Inwestycja w oprogramowanie klasy MES w okresie zmiennego popytu pozwala nie tylko na obniżenie aktualnych kosztów produkcji, ale także

Promocja

Wizualizacja w czasie rzeczywistym wskaźnika OEE, wyliczanego automatycznie przez system Wonderware MES

Fot. Astor

Wonderware MES

Przykład raportowania wartości wskaźnika OEE w oprogramowaniu Wonderware

produkcyjne, będące na różnych etapach rozwoju swoich biznesów. Krótko mówiąc, zarówno duzi, jak i mniejsi producenci mogą podnieść swoją konkurencyjność przez zastosowanie oprogramowania Wonderware, dobranego na miarę ich aktualnych potrzeb i możliwości.

Fot. Astor

Automatyzacja daje rozwój Jak wynika z przeprowadzonego przez ASTOR w kwietniu 2013 r. badania na reprezentatywnej grupie 170 osób z firm produkcyjnych, dzięki automatyzacji produkcji firmy rosną i są w stanie sprostać oczekiwaniom klientów oraz zmieniającym się trendom rynkowym. Wszystkie z ankietowanych firm, których obrót przekroczył 1 mld zł wskazały, że są częściowo lub całkowicie zautomatyzowane. Dzięki zautomatyzowanej produkcji firmy te są gotowe na wdrożenie systemu MES. Proponując klientom inwestycję w oprogramowanie klasy MES, ASTOR stara się pomóc w dobraniu odpowiedniego rozwiązania. Najwięcej możliwości daje wdrożenie pełnego systemu Wonderware MES, składającego się z modułów Operations (zarządzanie operacjami), Performance (zarządzanie wydajnością maszyn) i Quality (zarządzanie jakością). W przypadku firm, które dopiero rozpoczynają swoją przygodę z podnoszeniem efektywności i obniżaniem kosztów produkcji, dobrym rozwiązaniem może być wdrożenie wybranych funkcji systemu MES, takich jak np. śledzenie produkcji, identyfikacja wąskich gardeł produkcyjnych, zarządzanie produkcją wsadową lub automatyczne wyliczanie wskaźnika OEE (ang. Overall

Equipment Effectiveness). Prowadzi się je w oparciu o oprogramowanie Wonderware InTouch, Platformę Systemową Wonderware oraz przemysłową bazę danych historycznych Wonderware Historian. Takie podejście pozwoli nie tylko na realizację wybranych funkcji systemu MES, ale będzie też doskonałą podstawą do późniejszego rozszerzenia jego funkcji o pełen zakres możliwości, jaki dają moduły Wonderware MES, w zależności od potrzeb klienta.

Duzi już liczą OEE, ale mniejsi też mogą Jednym z podstawowych wskaźników efektywności pracy pojedynczej maszyny lub całej fabryki jest wskaźnik OEE. Wylicza się go na podstawie danych dotyczących dostępności maszyny, wydajności produkcji i jakości wytwarzanych produktów. Wskaźnik ten daje szybki pogląd na to, czy przedsiębiorstwo optymalnie wykorzystuje swoje zasoby produkcyjne. Kluczem do uzyskania wiarygodnej informacji o kondycji produkcji w przedsiębiorstwie nie jest samo wyliczanie wskaźnika OEE, ale wyliczanie go w sposób automatyczny, zgodnie z prawidłowymi algorytmami. Z przeprowadzonego przez ASTOR badania i opublikowanego raportu „Systemy raportowania wskaźnika OEE” wynika, że 95 proc. firm, których obrót przekracza 300 mln zł, wylicza wskaźnik OEE, a wśród mniejszych firm, których obrót nie przekracza 100 mln zł, robi to połowa badanych. Z analizy sposobu wyliczania wskaźnika OEE wynika, że tylko 19 proc. spośród wszystkich ankietowanych firm wylicza wskaźnik OEE w sposób automatyczny.

Automatycznie wyliczany wskaźnik OEE, przy wykorzystaniu oprogramowania klasy MES, niesie ze są nieporównywalnie bardziej wiarygodne informacje niż wskaźnik OEE wyliczany ręcznie. Automatyzacja tego procesu, z wykorzystaniem oprogramowania Wonderware, eliminuje potrzebę w pełni ręcznego wprowadzania danych do systemu, co jest przyczyną częstych pomyłek. Umożliwia też śledzenie wskaźnika zmieniającego się w czasie rzeczywistym, co jest niemożliwe w przypadku ręcznego wykonywania obliczeń. Dzięki informacji on–line o aktualnej wartości wskaźnika OEE oraz jego składowych (jakości, wydajności i dostępności), a także jego odchyleniu od założonego celu, operatorzy linii produkcyjnej są w stanie na bieżąco korygować swoje działania. Wnioski płynące z przeprowadzonego badania mówią, że wiele spośród polskich firm produkcyjnych ma przynajmniej częściowo zautomatyzowaną produkcję, a także ma świadomość możliwości optymalizacji produkcji. Jak pokazują przykłady firm, które osiągnęły już pozycję liderów rynków, na tym etapie dobrym posunięciem jest zaangażowanie specjalistycznego oprogramowania przemysłowego klasy MES do zautomatyzowania samego procesu zarządzania produkcją.

Arkadiusz Rodak specjalista ds. systemów MES ASTOR ul. Smoleńsk 29, 31-112 Kraków tel. 12 428 63 00, fax 12 428 63 09 e-mail: info@astor.com.pl www.astor.com.pl/mes

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Temat numeru MONITOROWANIE WYDAJNOŚCI PRODUKCJI

Zobacz więcej Pobierz bezpłatną aplikację PAR+ App Store | Google Play

System nadzoru E2R Rozwój nowoczesnych przedsiębiorstw produkcyjnych opiera się na utrzymaniu wysokiej jakości i wydajności w procesie wytwórczym. Podstawowym wyznacznikiem poziomu rentowności przedsiębiorstwa jest utrzymanie Waga dynamiczna

wysokiego poziomu wydajności.

E2R System E2R System to modułowy, w pełni zintegrowany system wagowy, przeznaczony dla firm z branż: spożywczej, mięsnej, rybnej, cukrowniczej, chemicznej i metalurgicznej. Dzięki rozbudowanym funkcjom modułów, zapewnia

Promocja

pełne wsparcie i automatyzację procesów przemysłowych w zakładzie. Głównym elementem systemu jest baza danych SQL oraz oprogramowanie komputerowe, które integruje się z wagami pracującymi w sieci komputerowej. Nie ma ograniczeń w zakresie liczby obsługiwanych wag w systemie ani komputerów, na których jest uruchomione oprogramowanie. Wagi w systemie mogą czasowo pracować bez serwera, co oznacza że awaria serwera lub infrastruktury sieciowej nie spowoduje całkowitego zatrzymania produkcji, a po wznowieniu działania serwera wszystkie informacje są synchronizowane w dwie strony. E2R System, podobnie jak wszystkie wyroby Radwag, to produkt całkowicie polski, dostosowany do krajowych i międzynarodowych realiów gospodarczych.

Zastosowania Dzięki zastosowaniu E2R System wykorzystanie wag w liniach produkcyjnych stało się wygodniejsze oraz bardziej przyjazne dla użytkowników. Stanowiska wagowe realizują następujące funkcje: • szybkie logowanie użytkowników za pomocą czytników RFID, • łatwe wybieranie informacji (towaru, serii itp.) za pomocą skanera kodów kreskowych, • współpraca z systemem automatyki (sterownikami PLC), dzięki wykorzystaniu np. PROFIBUS lub wejść i wyjść, • etykietowanie produktów, • współpraca z zewnętrznymi wyświetlaczami, • kontrola zgodna z ustawą KTP.

Fot. Radwag

Rosnące koszty utrzymania produkcji i infrastruktury wymuszają na przedsiębiorcach wykorzystywanie systemów nadzoru, w których jednym z elementów jest monitoring wydajności każdego pracownika czy maszyny. Wieloletnie doświadczenie firmy Radwag we wdrażaniu systemów wagowych przyniosło kompleksowe rozwiązanie w postaci E2R System, które integruje zaawansowane funkcje kontrolne wag statycznych i dynamicznych oraz oprogramowania komputerowego.

Wydajność prezentowana na wadze liczona jest na podstawie zdefiniowanej liczby ważeń i czasu, w którym pomiary zostały wykonane

Fot. Radwag

W systemie E2R wydajność wagi prezentowana jest z ustawionej liczby minut

System oferuje różne funkcje, w tym: • synchronizację kartotek oraz wykonanych ważeń, • aktualny podgląd stanu wag, • archiwizację pomiarów przesłanych z wag, • tworzenie zaawansowanych raportów statystycznych procesu produkcyjnego, • współpracę z zewnętrznymi systemami klasy ERP. Wagi statyczne pracujące w E2R System to: WPW, WPY, HTY i TMX, zaś wagi dynamiczne to: DWM, DWT/HL, DWT/HL C, DWT/RC i DWR. System może działać bezpośrednio na terenie hal produkcyjnych, również w warunkach niedostępnych dla zwykłych komputerów PC, gdyż pracuje on na specjalistycznych terminalach wagowych.

Budowa i działanie systemu Dane rejestrowane przez system są pobierane bezpośrednio do bazy danych terminali wagowych lub pośrednio, przez moduł synchronizacji E2R Synchronizer, z prostych terminali i innych urządzeń wagowych. System składa się z modułów oprogramowania komputerowego E2R System, pełniących rolę zarządzającą, oraz modułów instalowanych na terminalach wagowych, pełniących rolę oprogramowania wykonawczego. Funkcje monitorowania wydajności produkcji wspierają moduły E2R ważenia – dla wag statycznych i E2R dynamiczne – dla wag dynamicznych.

Pomiar wydajności Wydajność produkcji w E2R System jest wyznaczana na podstawie czasu

pracy zarejestrowanego na stanowisku wagowym oraz liczby wykonanych ważeń danego produktu. Najprostszy algorytm opiera się na czasie pracy, od chwili zalogowania do momentu wylogowania. W praktyce algorytm ten jest niewystarczający i w systemie gromadzona jest dodatkowa informacja, która standardowo odejmuje przerwy dłuższe niż pięć minut między ważeniami. Tak precyzyjnie wyliczony czas bardzo dokładnie określa rzeczywisty czas pracy pracownika. Drugą informacją niezbędną do obliczenia wydajności produkcji jest liczba zarejestrowanych ważeń na wadze. W zależności od ustawień wagi możemy rejestrować poprawne ważenia lub wszystkie, łącznie z pomiarami poza progami tolerancji masy.

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Temat numeru MONITOROWANIE WYDAJNOŚCI PRODUKCJI

Wyznaczony wkaźnik efektywności produkcji (OEE)

Zwiększanie wydajności Na wadze statycznej możemy bezpośrednio wpływać na wydajność pracownika na stanowisku wagowym, ustawiając m.in. funkcję automatycznego zapisu, która pozwala wykonać ważenie bezpośrednio po umieszczeniu produktu na platformie wagowej. W jednej z dwóch metod zapisu automatycznego pomiar może zostać wykonany na początku, zaraz po umieszczeniu produktu na platformie wagowej, lub na końcu, po usunięciu gotowego produktu z platformy. Pierwsza z metod zapisu jest najczęściej stosowana podczas ważenia gotowych porcji produktu, a druga przy ważenia produktów przygotowywanych na stanowisku wagowym.

Hala produkcyjna

Dodatkowym elementem, pozwalającym zwiększyć wydajność na stanowisku wagowym, jest zainstalowany skaner kodów kreskowych, który nie wymaga konieczności ręcznego wprowadzania danych na panelu wagowym. Pozwala oszczędzić czas i znacznie ogranicza możliwość popełnienia błędu przez operatora. System E2R ważenia wykorzystuje jeszcze jeden mechanizm powodujący zwiększenie wydajności, tj. mechanizm zleceń produkcyjnych, które ograniczają ingerencję operatora na wadze do minimum, czyli wyłącznie logowania.

W zleceniu produkcyjnym przesłanym z systemu do wagi jest zawarta informacja o produkowanym towarze, dzięki czemu nie jest wymagany wybór towaru na panelu wagowym.

Monitoring wydajności Monitoring wydajności produkcji wag dynamicznych może być dostępny na dowolnym stanowisku komputerowym z zainstalowanym oprogramowaniem w sieci wagowej. Działa on następująco: dla uproszczenia, w podglądzie podajemy czas, np. ostatnią minutę, i dla tego czasu wyznaczona jest aktualna wydajność maszyny. Poza tym w monitorze on-line dostępne są ilościowe informacje o produkcji, w tym produkty zaakceptowane, odrzucone oraz zanieczyszczone metalem. Dodatkowo te informacje są wzbogacone o sumaryczną masę produkcji dla każdego zarejestrowanego produktu. W systemie E2R dynamiczne prezentowane są również przestoje i czas pracy maszyn. Na wagach dynamicznych wydajność prezentowana bezpośrednio na wyświetlaczu wagi jest liczona na podstawie zdefiniowanej liczby ważeń i czasu, w którym pomiary zostały wykonane. W końcowym etapie analizy procesu produkcyjnego informacje o wydajności mogą zostać wykorzystane do wyznaczenia wskaźnika efektywności produkcji (OEE), który mówi o poziomie wykorzystania wyposażenia. Współczynnik wydajności jest wyznaczany z wydajności zarejestrowanej oraz z wydajności planowanej.

w kompleksową analizę i ocenę archiwalnej produkcji. Wszystkie informacje otrzymane w czasie rzeczywistym pozwalają bezzwłocznie zidentyfikować problemy i tym samym wykluczać i ograniczać problemy występujące na stanowiskach wagowych. Jeżeli informacje prezentowane w systemie nie zostaną wykorzystane podczas trwania produkcji, mogą zostać przeanalizowane po fakcie, gdyż system je rejestruje. Dużą zaletą oprogramowania komputerowego E2R System jest rozbudowany moduł raportowania, który umożliwia przygotowanie różnego rodzaju raportów, z wybranymi indywidualnie przez użytkownika informacjami. Udostępnienie użytkownikom tak przyjaznego i intuicyjnego środowiska sprawia, że system może być obsługiwany przez pracowników na różnych poziomach zaawansowania. Oczywiście dostęp do większości opcji jest parametryzowany i wymaga odpowiednich uprawnień. W zależności od rodzaju wag oraz wykorzystywanego modułu E2R wydajność produkcji może być prezentowana w różny sposób, przy czym wszystkie zestawione informacje dają jeden obraz przebiegu produkcji, z uwzględnieniem wydajności na stanowiskach wagowych. Statystyki firmy Radwag wskazują, że w firmach, w których wdrożono E2R System, zanotowano średni wzrost i poprawę wydajności produkcji na poziomie 60 proc.

mgr inż. Tomasz Bombiński

Dodatkowe możliwości Zaawansowane funkcje E2R SYSTEM pozwalają identyfikować przepływ produkcji oraz monitorować aktualny stan urządzeń, dając równocześnie wgląd

RADWAG Wagi Elektroniczne ul. Bracka 28, 26-600 Radom tel. 48 384 88 00, fax 48 385 00 10 e-mail: radom@radwag.pl www.radwag.pl

Telemetria w automatyce EC350 firmy NETBITER

Tam, gdzie sterowanie obiektem jest automatyczne lub półautomatyczne, wymagana jest kontrola i monitoring takiego procesu. Jeśli jednak centrum nadzoru miałoby znajdować się w odległym miejscu i w ekstremalnie skrajnej temperaturze pracy, potrzebne jest coś, co zapewni bezpieczną i nieprzerwaną komunikację.

Z pomocą przychodzi szwedzka firma Netbiter, lider urządzeń telemetrycznych w automatyce przemysłowej, która z dumą prezentuje swoje nowe dzieło – EC350. Urządzenie jest przeznaczone przede wszystkim do zarządzania alarmami i rejestrowania danych. Umożliwia zdalny dostęp do wejść i wyjść cyfrowych oraz analogowych przez GSM/GPRS, a nawet 3G (aż pięć zakresów), Ethernet LAN oraz Internet.

Fot. Radwag, Elmark Automatyka

Podstawowe parametry EC350 jest ponad dwudziestokrotnie szybsze od swoich starszych braci: EC150, EC220 czy EC250. Ma także zdecydowanie większą pamięć wewnętrzną – 512 MB FLASH oraz 1024 MB RAM, dzięki czemu można być pewnym, że nie zabraknie mu zasobów. Nowością jest także wbudowany, bardzo dokładny nadajnik GPS, który pozwala sprawdzić, gdzie w danej chwili znajduje się dane urządzenie. EC350 ma dwa niezależne porty ethernetowe WAN oraz LAN (domyślnie wyłączony), porty RS-232 oraz RS-485, Promocja

dzięki którym można podłączyć inne urządzenia przez protokoły Modbus RTU, Modbus TCP, SNMP czy – w przyszłości – EtherNet/IP.

Proste programowanie Największą zaletą takiego rozwiązania, jak EC350, jest prostota w jego programowaniu. Dzięki systemowi Netbiter Argos nie wymaga ona specjalistycznej wiedzy z dziedziny informatyki. Programowanie odbywa się przez stronę WWW, dzięki czemu nie ma potrzeby dodawania wyjątków do zapory firewall, nie jest wymagane połączenie VPN, a także nie ma przymusu posiadania karty SIM ze stałym adresem IP. Wystarczy jedynie login i hasło do systemu i cała komunikacja jest dostępna z dowolnego komputera na świecie.

Akwizycja i komunikacja

lub e-maili przez GPRS, w celu diagnostyki lub kontroli procesów. Nowością jest tzw. funkcja Remote Access, czyli zdalny dostęp. Jest to bezpieczne udostępnienie portów: ethernetowego LAN, RS-232 oraz RS-485, przez platformę Argos. Umożliwia np. programowanie lub podgląd zmiennych w sterownikach PLC. Najprościej mówiąc, funkcja mapuje wirtualne porty na komputerze.

Pozostałe informacje Rodzina Netbiter EasyConnect może pracować w bardzo szerokim zakresie temperatury, tj. nawet od –40 °C do +75 °C. Dzięki małemu poborowi mocy (do 3 W), przy zasilaniu 9–24 V DC, koszty utrzymania tych urządzeń są znikome. Za pomocą tego prostego i niedrogiego urządzenia, pracującego w sieci GSM/GPRS/3G, można przesyłać dane między oddalonymi obiektami a stacją nadzorująco-kontrolną. Rodzina Netbiter jest zbiorem prostych urządzeń pomiarowych, pozwalających na budowę rozproszonej sieci czujników, a dzięki wbudowanemu przełącznikowi Ethernet/GPRS, zapewnia niezawodną komunikację.

Mateusz Sikorski

Akwizycja danych odbywa się także w systemie Netbiter Argos, gdzie każdy dowolny sygnał jest zapisywany i gotowy do eksportu do pliku (m.in. XLS), w celu dalszej obróbki. Istnieje możliwość wysyłania SMS-ów przez GSM

ELMARK Automatyka ul. Niemcewicza 76, 05-075 Warszawa-Wesoła tel. 22 773 79 37, fax 22 773 79 36 e-mail: elmark@elmark.com.pl www.elmark.com.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Temat numeru MONITOROWANIE WYDAJNOŚCI PRODUKCJI

PLUTO Live Report 2.20 Raportowanie dla automatyki

automatyki PLUTO Live Report to nowoczesny, 64-bitowy system do raportowania, oparty na najnowszych technologiach informatycznych (OPC DA/UA i Microsoft WCF/WPF), z unikalną funkcją tworzenia raportów na żywo.

PLUTO Live Report jako jeden z pierwszych programów dla przemysłu został zbudowany w oparciu o technologię 64-bitową, dzięki czemu może przetwarzać jednocześnie wielkie ilości danych.

Innowacyjne technologie w praktyce Architektura klient-serwer z jednej strony gwarantuje bezpieczeństwo, z drugiej zaś wyjątkową łatwość zarządzania danymi i raportami oraz ich wymianę między wieloma użytkownikami. PLUTO działa na bezpiecznym serwerze, a użytkownicy, po zainstalowaniu aplikacji klienckich na swoich komputerach, mają dostęp do wszystkich funkcji tworzenia i wizualizacji raportów. Mogą nimi zarządzać, aktualizować je i udostępniać. Warto wspomnieć, że PLUTO ma unikalną funkcję tworzenia

Promocja

raportów w trybie live, co oznacza że są one na bieżąco wyświetlane na ekranie. Dzięki obsłudze najnowszych standardów OPC UA i OPC DA PLUTO umożliwia pewny dostęp do najświeższych informacji w czasie rzeczywistym, a także do danych i zdarzeń historycznych, pochodzących z większości źródeł i urządzeń obiektowych. System jest bardzo wydajny – może rejestrować tysiące wpisów na sekundę w wielu bazach danych. Wszystkie wersje licencji PLUTO zawierają tzw. OPC DA Bridge, który umożliwia łatwe i szybkie podłączanie do systemu starszych serwerów OPC DA (zainstalowanych w ciągu 10 ostatnich lat).

Dostępność od razu po instalacji Najbardziej widoczną cechą, wyróżniającą PLUTO spośród innych rozwiązań do raportowania, jest interfejs użytkownika, stworzony z użyciem platformy WPF (ang. Windows Presentation Foundation). Interfejs łączy prostotę działania programu z niesamowitą jakością grafiki prezentowanych raportów (grafika 2D i 3D). Jest intuicyjny, w pełni konfigurowalny, a jego obsługa nie wymaga żadnych specjalnych umiejętności technicznych ani informatycznych. Dzięki temu PLUTO jest systemem gotowym do użycia od razu po instalacji. Pomocna jest funkcja „Projekt demo”, która pozwala pokazać projekt demonstracyjny z bazą danych SQL, umożliwiający szybkie zapoznanie się z podstawowymi możliwościami systemu PLUTO.

Użytkownicy często potrzebują bieżących raportów z alarmów. I choć wielu z nich ma system rejestracji alarmów w swojej aplikacji SCADA, nie jest on wystarczający do tego celu. Dlatego klienci poszukują dodatkowych narzędzi do generowania alarmów z zaawansowanymi atrybutami, by móc je sortować i filtrować według wielu parametrów. Dokładnie takie funkcje oferuje PLUTO. Prostota tego rozwiązania zachwyca klientów, przekraczając nawet ich oczekiwania. Inną, bardzo częstą przeszkodą, na jaką trafiają osoby próbujące tworzyć raporty z przemysłowych danych obiektowych, jest problem z wyselekcjonowaniem odpowiednich zmiennych z bazy danych. Istota problemu nie tkwi ani w jakości, ani w trudności obsługi narzędzia do raportowania, a w identyfikacji potrzebnych danych. Narzędzie PLUTO Smart Browser rozwiązuje tę niedogodność. Użytkownik może nazwać wszystkie zmienne w zrozumiały dla siebie sposób i połączyć je z odpowiednimi zmiennymi w przemysłowej bazie. A stąd już tylko krok do błyskawicznego generowania raportów w sposób automatyczny lub na żądanie.

Nowości w wersji PLUTO Live Report 2.20 PLUTO Live Report 2.20 oferuje szereg nowych funkcji i usprawnień. Oto niektóre z nich: • możliwość eksportu i importu raportów, zmiennych i okresów z/do projektu,

Fot. Sabur

Stworzony specjalnie na potrzeby

Etykieta energetyczna budynków

• natywny driver do baz danych ORACLE i PI (OSISOFT), • rejestrator z możliwością logowania danych ze stemplem czasowym UTC lub czasem lokalnym, • możliwość zdefiniowania wyrażeń matematycznych, łączących wiele statystyk bezpośrednio w obiektach raportu, • opcja duplikowania raportów i automatycznego przypisywania zmiennych do nowych kopii, • możliwość utworzenia zmiennych Smart Variables przez Smart Browser, bez połączenia ich z rzeczywistymi danymi; dzięki temu możliwe staje się zaprojektowanie raportu w trybie off-line, bez podłączania się do źródeł danych,

Pompownia – status urządzeń

• narzędzie Smart Browser do filtrowania zmiennych na liście, • regresja liniowa – nowa funkcja wykresów typu XY, szczególnie przydatna dla zarządców budynków, • klasyfikacja daty i czasu raportów w przeglądarce raportów i portalu web (aby raporty generowane za poprzedni tydzień były prawidłowo przypisane do tego tygodnia, a nie kolejnego), • logowanie ważnych informacji również dla klienta PLUTO (wcześniej tylko dla serwera i OPC Bridge). Na przykładzie schematu regresji liniowej użyte są dwie zmienne: temperatury zewnętrznej oraz zużycia paliwa/ciepła, niezbędnego do ogrzania budynku. Punkty na wykresie oznaczają

zużycie energii cieplnej dla danej temperatury, natomiast szara linia to właśnie wynik działania funkcji regresji liniowej. Powstaje w ten sposób tzw. profil energetyczny budynku, pokazujący, ile energii należy zużyć, aby ogrzać pomieszczenia przy danej temperaturze zewnętrznej, a wyliczenie jest oparte na rzeczywistych danych.

Podsumowanie PLUTO Live Report to rozwiązanie przeznaczone dla przedsiębiorstw, oczekujących szybkich i wiarygodnych informacji obiektowych. Na bieżąco zbiera i przekształca dane obiektowe w cenne informacje biznesowe, przedstawione w postaci analiz i raportów. Ma unikalną funkcję tworzenia raportów w trybie live – są one na bieżąco wyświetlane na ekranie). Jest nie tylko narzędziem do raportowania, ale jednocześnie potężnym rejestratorem danych i wydajnym systemem do zarządzania informacjami obiektowymi (PIM – Plant Information Management System), umożliwiając zasilanie aplikacji typu MES, ERP i BI wartościowymi danymi.

SABUR Sp. z o.o. ul. Puławska 303 02-785 Warszawa Fot. Sabur

tel. 22 549 43 53 fax 22 549 43 50 e-mail: sabur@sabur.com.pl Schemat regresji liniowej

www.sabur.com.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Aplikacje przemysł samochodowy

Światło sygnalizacyjne świeci się na niebiesko: pełny poziom napełnienia pojemników

Kolumny sygnalizacyjne Smart Light

Sygnalizacja świetlna jest nieodzownym elementem wielu maszyn i urządzeń, służącym do zrozumiałego i bardzo widocznego komunikowania stanów roboczych lub instrukcji działań. Firma Brose, dostawca z branży samochodowej, po raz pierwszy zastosowała nowe kolumny sygnalizacyjne Smart Light ze zintegrowanym interfejsem IO-Link firmy Balluff.

W przeciwieństwie do tradycyjnych lamp sygnalizacyjnych, które składają się z wielu różnokolorowych modułów, nowe urządzenie jest kompletnym

Promocja

rozwiązaniem, które można dostosowywać na bieżąco z poziomu sterownika. Rozwiązanie Smart Light można szybko zainstalować i podłączyć za pomocą trzyżyłowego przewodu, standardowego dla interfejsu IO-Link. Dzięki temu można zaprezentować wizualnie bardzo szeroki zakres stanów roboczych w sposób indywidualny i elastyczny.

przednich i tylnych, mechanizmy regulacji i podzespoły siedzeń, drzwi boczne i zatrzaski klapy tylnej, moduły szyb podnoszonych elektrycznie, moduły zasilania do dmuchaw klimatyzacji oraz silniki EBS dla około 20 marek samochodów, takich jak: Audi, BMW, Mercedes-Benz, PSA, Volkswagen, Volvo i innych czołowych producentów.

Realna aplikacja w czeskim zakładzie

Identyfikacja z użyciem RFID

Zakład produkcyjny firmy Brose mieści się w miejscowości Kopřivnice w pobliżu Ostravy, w Republice Czeskiej. Niebieskie, migające światło przyciąga uwagę operatora systemu. Nie jest to sytuacja awaryjna, a raczej ponaglający komunikat świetlny, którego nie można przeoczyć. Informuje o tym, że należy uzupełnić doprowadzanie materiału do niemal całkowicie zautomatyzowanej komory spawalniczej. W czeskich zakładach działa międzynarodowy dostawca z branży samochodowej, z siedzibą główną w mieście Coburg i zakładami w 53 lokacjach na całym świecie. Produkują one kompletne konfiguracje siedzeń

Komory spawalnicze stosowane w Kopřivnicach wytwarzają moduły podwozia do siedzeń samochodowych. Załadunek i rozładunek komór odbywa się za pomocą robota sześcioosiowego. Robot wyjmuje potrzebne części z przygotowanych skrzynek, znajdujących się w zabezpieczonych stanowiskach zasilających i umieszcza je na nośniku przedmiotu, obrabianego na obrotowym stole indeksacyjnym z trzema gniazdami. Robot jest wyposażony w system RFID firmy Balluff oraz interfejs IO-Link na potrzeby identyfikacji. Nośnik danych jest przymocowany pod każdym gniazdem. Dzięki temu zawsze wiadomo, które z nich znajduje się w pobliżu

Fot. Balluff

Aplikacja w zakładach Brose w Kopřivnicach

pracownika w danym momencie. Ta jednoznaczna identyfikacja jest bardzo pomocna w przypadku awarii i przerwy w zasilaniu. Jednocześnie istnieje możliwość opracowania danych statystycznych, np. w celu zainicjowania procedur konserwacyjnych w odpowiednim czasie, jeśli błąd będzie występował coraz częściej. Wcześniej to zadanie wymagało zastosowania kilku łączników krańcowych i krzywek. Obecnie takie rozwiązanie nie jest konieczne.

Zastosowanie kolumn Smart Light

Fot. Balluff

Robot chwyta gotowe elementy spawane i umieszcza je w kontenerach, znajdujących się po przeciwnej stronie stanowiska. Działanie komory spawalniczej jest w pełni zautomatyzowane. Pracownik jest jedynie odpowiedzialny za dostarczanie i wyjmowanie części. Jeśli kilka minut wcześniej światło sygnalizacyjne, zamontowane nad stanowiskiem dla obrobionych przedmiotów, emitowało zielone światło w jednej trzeciej wysokości modułu, teraz będzie się świecić na zielono w niemal 100 proc. Jest to wskazówka dla operatora, że zbiornik jest prawie pełny i że kolumna sygnalizacyjna Smart Light będzie wkrótce migać na żółto, informując o potrzebie opróżnienia zbiornika. Sąsiadujące, niebieskie, migające światło powyżej stanowiska zasilania wkrótce poinformuje

Komora spawalnicza (w tle) z obudową

pracownika, że na stojaku rozpoznano niedawno włożony pusty kontener i teraz trwa faza inicjalizacji. Światło sygnalizacyjne natychmiast zaświeci się na niebiesko na całej swojej wysokości, a następnie poziom będzie obniżał się wraz z postępującym napełnieniem. W innej lokalizacji żółte światło migające wskazuje, że stanowisko napełniania w tym momencie jest także w fazie inicjalizacji. W razie wystąpienia

Magazyn materiałów w odgrodzonym pomieszczeniu

niebezpiecznego stanu rozwiązanie IO-Link Smart Light bezzwłocznie zasygnalizuje to kolorem czerwonym.

Funkcje kolumn sygnalizacyjnych Kolor czerwony oznacza zatrzymanie pracy, a zielony — możliwość kontynuacji. Zarówno w fabryce, jak i poza nią kolory mają znaczenie symboliczne. W wielu przypadkach są powiązane z komunikatami i instrukcjami działań, które są natychmiast zrozumiałe dla wszystkich. W obszarze działania maszyn i systemów, światła sygnalizacyjne emitują komunikaty w postaci odpowiednich kolorów, które wizualnie informują o określonych stanach maszyny i stanach roboczych. W niektórych sytuacjach sygnałom świetlnym towarzyszy sygnał dźwiękowy. Wyposażenie stosowane w firmie Brose w Kopřivnicach tylko w nieznacznym stopniu przypomina konwencjonalne lampy sygnalizacyjne. Funkcje nowego rozwiązania wizualizacyjnego znacznie wykraczają poza typowy zakres zastosowań i obejmują np. możliwość świecenia w różnych kolorach, miganie lub generowanie różnych sygnałów do operatora maszyny jako światło falujące. Nowe rozwiązanie IO-Link Smart Light firmy Balluff jest bardzo uniwersalne. – To oświetlenie ma trzy tryby robocze: światło ostrzegawcze, światło wskazujące poziom i światło falujące. Dzięki temu możliwe jest przekazywanie powiadomień, różnych stanów, ostrzeżeń lub instrukcji na temat określonych działań, co łącznie znacznie przekracza zakres funkcjonalny tradycyjnych lamp.

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Aplikacje przemysł samochodowy

Rozwiązanie Smart Light firmy Balluff: indywidualne przyporządkowanie kolorów

Kolumna świetlna o wysokości 30 centymetrów oferuje znacznie więcej niż tylko sygnalizację wstępnie zdefiniowanych stanów operatorowi systemu za pomocą trzech kolorów – mówi Stefan Horcher, inżynier sprzedaży oraz konsultant firmy Balluff, zarządzający regionem północnej Bawarii.

Budowa i konfiguracja kolumn 20 kolorowych diod LED ułożono jedna na drugiej, zapewniając ich podział na 1–5 stref, w zależności od potrzeb. Mogą one świecić lub migać w różnych kolorach, a odpowiednie sekwencje można zdefiniować odpowiednio do realizowanego zadania lub preferencji

użytkownika. Przykładowo w trybie światła falującego, w którym segment o skonfigurowanej wielkości automatycznie przebiega przez całą długość modułu świetlnego, użytkownik może nie tylko dowolnie wybrać poruszający się segment, ale także kolor tła. Rozwiązanie Smart Light umożliwia wizualizowanie wielu stanów, których prezentowanie za pomocą starszych technologii było utrudnione lub wręcz niemożliwe. W przeciwieństwie do konwencjonalnych lamp sygnalizacyjnych kolory i strefy nie są przyporządkowane na stałe, ale można je programowo aktywować zgodnie z potrzebami. Oznacza to, że nie trzeba usuwać świetlówek ani wyłączać segmentów w celu wprowadzenia zmian. Definiowanie kolorów jest bardzo proste, podobnie jak wykonanie odpowiednich czynności programistycznych z poziomu PLC, przy wykorzystaniu przyporządkowania adresów interfejsu IO-Link. Można to zrobić nawet w trakcie pracy maszyny. W trybie wskazania poziomu wartość analogowa jest również prezentowana wizualnie.

Typowe i nietypowe zadania

Uniwersalne, inteligentne i proste w obsłudze rozwiązanie: wystarczy podłączyć standardowy przewód, skonfigurować i można zaczynać pracę!

– System IO-Link Smart Light firmy Balluff oferuje nieznany dotąd poziom elastyczności do codziennych zastosowań. Światło sygnalizacyjne bardzo ułatwia wizualizację nie tylko bieżących stanów, ale także prezentację krzywych i zmiennych fizycznych, takich jak temperatura lub poziomy napełnienia – mówi Alexander Gran, kierownik techniczny działu rozwoju oprogramowania i inżynierii elektrycznej w firmie Brose. Alexander Gran, jako pierwszy z profesjonalnych użytkowników, zamierza w przyszłości wykorzystać system Smart Light w innych instalacjach i maszynach. – Smart Light może także wyświetlać dokładną pozycję enkodera

położenia na ścieżce pomiarowej przetwornika – mówi, podając przykład innego zastosowania. Typowe zadanie, polegające na zaprojektowaniu zawiłych kombinacji różnokolorowych modułów w celu uzyskania jednego elementu świetlnego, należy teraz do przeszłości. Dzięki standardowi IO-Link system Smart Light nie wymaga skomplikowanej instalacji ani konfiguracji. Innowacyjne światło sygnalizacyjne potrzebuje jedynie standardowego, nieekranowanego kabla trzyżyłowego. Podłączenie do jednostki sterującej odbywa się poprzez moduł IO-Link master. Nawet światła sygnalizacyjne, konfigurowane za pomocą przełączników DIP, nie są alternatywą dla omawianego systemu, ponieważ nie można ich modyfikować w trakcie działania. Rozwiązanie Smart Light pomaga także w optymalizacji zapasów magazynowych: zamiast magazynowania 5–10 indywidualnych segmentów i różnych akcesoriów, teraz wystarczy mieć w zapasie kompletne światło sygnalizacyjne.

Interfejs IO-Link IO-Link jest uniwersalnym interfejsem, standaryzowanym według normy IEC 61131-9. To cyfrowe łącze „punkt–punkt” odpowiada za komunikację z czujnikami lub elementami wykonawczymi i jest niezależne od magistrali sieciowej, dzięki czemu możliwa jest integracja z dowolną magistralą. Firma Balluff, oferując dodatkowe produkty IO-Link, dąży do tego, aby w przyszłości instalacja poniżej poziomu magistrali była coraz łatwiejsza. Ponadto interfejs dwukierunkowej komunikacji ułatwia konfigurację i diagnostykę, a także zapewnia większą przejrzystość. Firma Brose docenia wagę innowacji i podejmuje kolejne działania mające na celu wdrożenie rozwiązań IO-Link w innych zastosowaniach w ramach przedsiębiorstwa. – Jeśli możemy uprościć i usprawnić nasze procesy za pomocą standardu IO-Link, nasze maszyny będą bardziej produktywne i pomogą firmie zachować przewagę konkurencyjną – podsumowuje Alexander Gran.

Wolfgang Zosel Balluff Sp. z o.o. ul. Muchoborska 16, 54-424 Wrocław www.balluff.com

transport Aplikacje

Modernizacja systemu transportu bagażu na lotnisku Gatwick w Londynie Lotnisko Gatwick w Londynie wdrożyło warty miliard funtów program inwestycyjny, w celu usprawnienia obsługi stale rosnącej liczby pasażerów. W ramach programu podjęto decyzję o rozbudowie istniejących systemów transportu bagażu na terenie terminalu północnego i południowego.

Założonym celem było zwiększenie zdolności obsługi do ponad 24 mln pasażerów rocznie. Główny nacisk położono na niezawodność pracy systemu transportu bagażu. Innymi kluczowymi kryteriami były energooszczędność, mała liczba dostępnych wariantów oraz obniżenie kosztów instalacji i uruchomienia.

Fot. Balluff, SEW

Opis projektu Mechatroniczny system napędowy o wysokiej efektywności – MOVIGEAR firmy SEW-Eurodrive – spełnia wszystkie te wymagania. Dzięki swej kompaktowej obudowie, zawierającej przekładnię, silnik i elektronikę napędową oraz dzięki wysokiemu poziomowi przeciążalności, system MOVIGEAR jest idealnym rozwiązaniem dla instalacji transportu bagażu. Bardzo wysoka sprawność silnika w klasie IE4 (Super Premium) zapewnia spełnienie kryteriów energooszczędności i stanowi przyjazne dla środowiska rozwiązanie. Operator lotniska Gatwick w pełni docenia te zalety. W lipcu 2010 r. firma SEW-Eurodrive została wybrana jako dostawca innowacyjnej techniki napędowej do modernizacji i rozbudowy Promocja

systemu przenośników taśmowych do transportu bagażu na terenie terminali północnego i południowego. Główne założenia, dzięki MOVIGEAR, już zostały osiągnięte. Aktualnie 1,2 tys. zainstalowanych napędów zapewnia bezawaryjną pracę systemu. Docelowo planuje się zwiększenie liczby zespołów MOVIGEAR do około 2 tys. sztuk.

Opinia klienta Kwestią fundamentalną dla lotniska Gatwick było zainstalowanie w nowych systemach transportu bagażu napędów, spełniających precyzyjne wymagania dotyczące ich cech funkcjonalnych i sprawności. Główne kryteria wymagały wyjątkowej niezawodności oraz efektywności energetycznej, aby umożliwić osiągnięcie celów środowiskowych, założonych w przyjętej dla lotniska Gatwick strategii „Dekada zmian”. Zakładają m.in. ograniczenie emisji dwutlenku węgla. Dodatkowe kryteria obejmowały: • ograniczenie do minimum liczby typów napędów,

• zmniejszenie liczby możliwych przypadków awarii, np. hamulców mechanicznych, wentylatorów itp., • zastosowanie uproszczonych systemów sterowania. Po sprawdzeniu dostępnych na rynku produktów stwierdzono, że system MOVIGEAR firmy SEW-Eurodrive jest zespołem napędowym, który najlepiej spełnia te kryteria. Potwierdzeniem słuszności wyboru jest 1,2 tys. sztuk już zainstalowanych i pracujących zespołów napędowych.

Alex Adams główny inżynier ds. systemów transportu bagażu Lotnisko Gatwick SEW-Eurodrive Polska Sp. z o.o. ul. Techniczna 5 92-518 Łódź tel. 42 676 53 00 e-mail: sew@sew-eurodrive.pl www.sew-eurodrive.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Aplikacje pRZEMYSŁ ELEKTRONICZNY

W zakładzie w Horní Podluží Belden produkuje się złącza i rozdzielacze pasywne marek Lumberg Automation i Hirschmann. Aby spełnić stale rosnące wymagania klientów, konieczne jest ciągłe udoskonalanie wydajności i efektywności środowiskowej procesów. Kluczem do tego jest metoda Lean Management, będąca istotnym elementem filozofii firmy Belden.

Miejscowość Horní Podluží leży w północnych Czechach leży w bezpośrednim sąsiedztwie granicy czesko-niemiecko-polskiej. Około 1900 r., na terenie dzisiejszej lokalizacji zakładu Belden, rozpoczęła się produkcja dla przemysłu tekstylnego. Na początku lat 90. położono kamień węgielny pod produkcję elektroniki. – Wtedy wytwarzaliśmy podzespoły, które były dalej przetwarzane w Niemczech. Pełniliśmy także funkcję „przedłużonego stołu naprawczego” – wspomina Martin Greschner, 45-letni elektrotechnik, specjalizujący się w budowie maszyn i instalacji. Urodzony w Varnsdorf, niedaleko miejscowości Horní Podluží, pracuje w wymienionym

Promocja

zakładzie od 1997 r. – najpierw jako kierownik produkcji, a od 2013 r. jako odpowiedzialny za całość kierownik zakładu. W tym czasie liczba zamówień stale wzrastała. Ponadto do produkcji weszły kompletne złącza. W 2008 r. zakład w Horní Podluží został przejęty przez Belden i włączony do działu Connectivity. Wtedy też wprowadzono techniki oparte na koncepcji Lean Management.

Wzrost produktywności Koncepcję Lean Management można zastosować w całym łańcuchu produkcyjnym i operacyjnym przedsiębiorstwa. Pozwala usunąć potencjalne słabe punkty i stale ulepszać procesy. – Tylko jeśli

Codzienne planowanie Po wprowadzeniu zamówień do systemu SAP najpierw sprawdza się, czy dostępny jest wymagany materiał. Następnie w systemie określany jest termin dostawy, a klient otrzymuje potwierdzenie. Codzienne planowanie zleceń odbywa się z wykorzystaniem tablicy planowania, za pomocą której steruje się także poszczególnymi krokami procesowymi odpowiednich linii produkcyjnych. Produkcja, która na większości linii trwa przez całą dobę, jest zorganizowana według zasady „one piece flow”, przy czym „one piece” może oznaczać także cztery

Fot. Belden

Wydajność w hali produkcyjnej

stale będziemy przykręcać śrubę wydajności, uda nam się wytworzyć produkty wysokiej jakości, które będą mogły konkurować na rynkach międzynarodowych mówi Martin Greschner. Asortyment zakładu firmy Belden obejmuje różne produkty, począwszy od wtryskiwanych i konfekcjonowanych luzem złączy wtykowych do montażu, przez ekranowane i nieekranowane kable przyłączeniowe, aż po złącza wtykowe czujników i zaworów oraz rozdzielacze pasywne. Produkty te są oferowane w wielu formach, z najróżniejszymi gwintami metrycznymi, i gwarantują niezawodne okablowanie systemów produkcyjnych. Około 70 proc. wytwarzanych produktów trafia do Europy, zaś reszta do USA i Azji. Głównymi odbiorcami są dostawcy oraz producenci maszyn i instalacji, stosowanych w branży spożywczej i napojów, w przemyśle opakowań czy w sektorze bankowym. W zakładzie w Horní Podluží, gdzie do 2000 r. zatrudniano około 80 pracowników, obecnie pracuje ponad 500 osób, z czego większość przy produkcji. W konsekwencji Belden jest jednym z największych pracodawców w regionie. Teren zakładu obejmuje łącznie prawie 10 tys. m2. Obszar produkcji zajmuje ponad 5 tys. m2, z czego 600 m2 nie jest jeszcze zabudowane, co oznacza że jest jeszcze miejsce na dalsze linie montażowe lub wtryskarki. Dziennie realizowanych jest około 250 zleceń. W styczniu 2013 r. liczba wyprodukowanych artykułów wynosiła około 400 tys. tygodniowo, a w 2014 r. – jak dotąd – sięgała nawet 600 tys. Wszystko jest wykonywane na podstawie zamówień, toteż w magazynie nie leżą żadne gotowe produkty. – W ten sposób nie marnuje się ani materiałów, ani energii. Z drugiej strony produkcja na zamówienie klienta wymaga szczegółowego, precyzyjnego i przewidującego planowania – podkreśla kierownik zakładu.

lub osiem sztuk. – W ten sposób unika się na przykład wąskich gardeł na wtryskarkach – wyjaśnia Martin Greschner. Na każdej nowej zmianie omawia się czekające w kolejce zadania i możliwe problemy. Później zespół, składający się z kierownika produkcji oraz przedstawicieli takich działów, jak zapewnienie jakości czy inżynieria przemysłowa, zapoznaje się z wynikami. – Są one oceniane na podstawie wskaźników KPI, do których należą na przykład czasy realizacji i koszty, ale także bezpieczeństwo pracy, które ma u nas najwyższy priorytet – wyjaśnia kierownik zakładu. Ponadto co miesiąc ma miejsce wymiana uwag z innymi kierownikami zakładów Belden, podczas której sprawdzane są wszystkie wskaźniki i w każdym przypadku z osobna decyduje się, czy jest konieczne, aby kierownictwo udzieliło oddziałom wsparcia na miejscu. Okazją ku temu są na przykład spotkania kaizen (pojęcie to pochodzi z Japonii i oznacza „zmianę na lepsze”), podczas których przekazywane są praktyczne informacje, a uczestników zachęca się do wprowadzania ulepszeń.

Ekonomiczne produkty z wartością dodaną

Belden, Lukram s.r.o. 407 57, Horní Podluží 251

REKLAMA

Fot. Belden

Dzięki przynależności do Belden zakład w Horní Podluží odnosi korzyści nie tylko z inwestycji. Równie ważne są standardy dużego koncernu, za pomocą których stale optymalizuje się wydajność. Zasadniczo bowiem prawie wszystkie procesy można wykonywać lepiej, szybciej i oszczędniej. – Naszym celem jest dostarczanie klientom ekonomicznych produktów, które zapewnią im wartość dodaną na rynkach międzynarodowych – mówi Martin Greschner. Poprzeczka postawiona jest tutaj wysoko – najważniejsze jest stuprocentowe zadowoleniu klientów. Także Belden czerpie korzyści dzięki zakładowi w Horní Podluží, który stał się czołową fabryką działu Connectivity firmy. Oznacza to, że około 90 proc. wszystkich produktów i procesów produkcyjnych testuje się najpierw tutaj, a dopiero potem zostają one wprowadzone w innych zakładach produkcyjnych. – Chcielibyśmy utrzymać tę pozycję również w przyszłości – mówi Martin Greschner. W nadchodzących miesiącach obciążenie jeszcze wzrośnie, co będzie wymagało nie tylko wprowadzania dalszych ulepszeń zgodnych z koncepcją Lean Management, ale także dodatkowych zdolności produkcyjnych – a na to jest sporo miejsca.

Aplikacje INSTALACJE WODNO-KANALIZACYJNE

Największym problemem przy rozbudowanej sieci wodociągowej jest zapewnienie możliwości szybkiego wykrycia usterek rurociągów i dokładnej lokalizacji ewentualnych wycieków, co pozwalałoby na szybkie usunięcie awarii. W artykule opisano automatyczny system monitoringu sieci wodociągowej w mieście liczącym 18 tys. mieszkańców, wraz z czterema przylegającymi do niego wioskami. Sieć ma tutaj około 136 km długości. Przepływomierze Siemens MAG8000

Monitoring sieci wodociągowej

Budowa systemu System składa się z kilkunastu punktów monitoringu, w których mierzone jest chwilowe natężenie przepływu wody oraz ciśnienie wody. Wartości mierzone w tych punktach sieci są rejestrowane przez lokalnie zainstalowane rejestratory CELLO GSM firmy Technolog Ltd oraz

równocześnie transmitowane do centralnej dyspozytorni za pośrednictwem sieci GSM. Dane gromadzone w systemie pozwalają na precyzyjne określenie stanu pracy sieci wodociągowej, w dowolnym jej punkcie i w dowolnym czasie. Dzięki oprogramowaniu PMAC systematycznie tworzona jest baza danych, pozwalająca na sumowanie przepływu z kilku punktów pomiarowych, zasilających określony sektor sieci wodociągowej oraz określenie, kiedy wzrastający pobór wody jest zjawiskiem normalnym, związanym z porą dnia, a kiedy może być oznaką awarii rurociągu i powstania wycieku. Rejestratory CELLO wysyłają również alarmy o przekroczeniach zaprogramowanych stanów maksymalnego i minimalnego ciśnienia lub przepływu.

Wykonanie

Montaż przepływomierza

Promocja

Koncepcję podziału sieci wodociągowej na sektory wykonała warszawska firma Złote Runo, we współpracy z miejscowym zakładem wodociągów i kanalizacji. Firma Złote Runo była też

dostawcą wszystkich urządzeń pomiarowych, rejestratorów CELLO z wbudowanymi modemami GSM oraz oprogramowania do odbioru i analizy danych, a ponadto uruchomiła system i przeszkoliła pracowników w jego obsłudze. W tym zakresie decydująca była fachowość pracowników firmy i kilkunastoletnie doświadczenie w realizacji tego typu przedsięwzięć w branży wodociągowej.

Wybrane komponenty Podstawą tworzonego, skutecznego i trwałego systemu monitoringu jest odporność środowiskowa sprzętu i niezależność od zewnętrznych źródeł zasilania. Doboru właściwego sprzętu do pomiarów i transmisji danych dokonano w myśl zasady mówiącej, że „o sile łańcucha decyduje jego najsłabsze ogniwo”. Sprzęt użyty do zastosowania w systemie monitoringu musi spełniać najwyższe wymagania odporności środowiskowej. W tym systemie zarówno przepływomierze, jak i rejestratory danych z wbudowanymi modemami GSM mają najwyższy stopień ochrony obudowy – IP68. Własne, wbudowane zasilanie bateryjne urządzeń, o trwałości minimum pięć lat, gwarantuje minimalne koszty budowy, a później eksploatacji systemu. Dzięki niemu można też uniknąć

Fot. Złote Runo

Stworzenie systemu, który umożliwiłby rozwiązanie zadania monitoringu sieci, rozpoczęto od podziału sieci na sześć sektorów. Podział został dokonany w taki sposób, aby w przypadku powstania usterki rurociągu możliwe było dokładne określenie, w której strefie wystąpiła awaria.

Tab. 1. Najważniejsze informacje techniczne dotyczące przepływomierzy Siemens MAG8000 Cecha

Opis

Konstrukcja czujnika

Całkowicie spawana, stopień ochrony obudowy IP68/NEMA 6P, co umożliwia zakopanie czujnika bezpośrednio w ziemi; montaż kompaktowy lub rozłączny z fabrycznie zamontowanymi przewodami.

Pomiar przepływu

Dwukierunkowy.

Zasilanie

Wewnętrzny lub zewnętrzny pakiet baterii lub zasilanie sieciowe z bateryjnym zasilaniem rezerwowym (czas pracy na baterii wewnętrznej – 6 lat, na baterii zewnętrznej – 10 lat).

Średnice czujników

Od DN 25 do DN 600.

Dokładność pomiarowa

0,4 % lub opcjonalnie 0,2 %.

Certyfikaty

Zaprojektowany zgodnie ze standardami OIML R49 oraz EN 14154, z naciskiem na zmniejszenie poziomu zużycia energii.

Rejestracja danych

Elastyczny dostęp do zarejestrowanych danych: odczyt danych lokalnie z wyświetlacza, zgranie danych do komputera poprzez łącze IrDA lub odczyt danych przez zewnętrzny rejestrator, poprzez wyjścia impulsowe, z możliwością dalszej ich transmisji przez sieć GSM.

Komunikacja

Dodatkowy moduł komunikacyjny Modbus.

Oprogramowanie

Konfiguracja za pomocą oprogramowania SIMATIC PDM, jednolitego dla całej aparatury pomiarowej Siemensa.

kłopotliwych i kosztownych starań o wydanie pozwoleń na budowę przyłączy energetycznych czy paneli słonecznych.

wybrano intuicyjne i łatwe w obsłudze oprogramowanie dyspozytorskie PMAC. Umożliwia ono wizualizację terenu, szybki dostęp do danych przez kliknięcie na mapie aktywnego punktu

oraz wszelkie działania matematyczne, statystyczne i analityczne na danych, wizualizowanych w postaci graficznej (wykresy) lub tabelarycznej (wartości).

Przepływomierze Bardzo istotnym elementem systemu monitoringu są zastosowane przepływomierze elektromagnetyczne MAG8000 firmy Siemens. Są to przepływomierze zasilane bateryjnie, zoptymalizowane pod kątem aplikacji wodnych. Mają elektrody pomiarowe wykonane ze stopu Hastelloy C276 oraz wykładzinę z gumy EPDM. Wielką zaletą przepływomierzy elektromagnetycznych jest brak części ruchomych. Oznacza to praktycznie pomijalny spadek ciśnienia na przepływomierzu i daje gwarancję, że przyrząd nie zostanie uszkodzony mechaniczne przez napór przepływającej przez niego wody oraz że nie zmieni się dokładność pomiaru przepływu.

Układ monitorowanej sieci wodociągowej

Oprogramowanie

Fot. Złote Runo

Do odbioru i analizy danych, dostarczanych przez sieć GSM z terenu,

Rejestrator Cello

Wykres pomiaru wartości natężenia przepływu wody

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Aplikacje INSTALACJE WODNO-KANALIZACYJNE

Tab. 2. Podstawowe parametry techniczne rejestratorów CELLO Opis

Wejścia ciśnieniowe (opcja)

Zakres: 0…100 m (0…10 bar) lub 0…200 m (0…20 bar); dokładność/rozdzielczość: ±0,5 %; opcjonalna rozdzielczość: ±0,1 %.

Wejścia cyfrowe

Dwa wejścia: impulsy zliczane w trakcie przedziału czasu i zapisywane w ustalonych odstępach czasu; osiem wejść dowolnie programowalnych (opcja); obsługa rejestracji sabotażu/statusu i występujących zdarzeń.

Modem GSM

Czteropasmowy: 900 MHz/1800 MHz lub 850 MHz/1900 MHz; antena zintegrowana; antena zewnętrzna jako opcja.

Transmisja danych

SMS lub GPRS; 15 minut, 30 minut, 1 godzina, 1 dzień, 1 tydzień lub miesięcznie w zaprogramowanym dniu i czasie; natychmiastowe wysyłanie alarmów.

Port szeregowy

Typ: full duplex, transmisji asynchroniczna; szybkość transmisji szeregowej 1200 kb/s, 2400 kb/s, 4800 kb/s, 9600 kb/s.

Pamięć

Półprzewodnikowa, nieulotna; rozmiar: 128 kb, alokowana między kanałami zależnie od potrzeb (maksymalnie 64 kb dla jednego kanału).

Zegar

Zegar czasu rzeczywistego z uwzględnieniem roku przestępnego; opcjonalna synchronizacja zegara z siecią GSM.

Rodzaj zasilania

Zasilanie z wbudowanej baterii litowej, wymienianej przez użytkownika; wewnętrzne ogniwo rezerwowe, podtrzymuje rejestrację i komunikację, gdy główna bateria jest rozładowana; typowa żywotność baterii >5 lat, zależnie od trybu pracy urządzenia.

Rejestracja danych

Przedziały rejestracji: programowane pomiędzy 1 sekundą a 1 godziną; przechowywanie danych: zapis cykliczny lub zapis aż do zapełnienia pamięci; obsługa rejestracji „średniej” i „statystycznej” (minimum, maksimum, średnia, odchylenie standardowe) w czasie zdefiniowanego okresu rejestracji.

Alarmy

Alarmy progowe (wysoki/niski) i alarmy profilowe, konfigurowane niezależnie dla każdego kanału; natychmiastowe wysyłanie alarmów; opcja aktualizacji danych po wystąpieniu alarmu i wielokrotnej, częstszej aktualizacji danych po alarmie.

Parametry środowiskowe

Temperatura otoczenia w czasie pracy: –20…+50 °C; stopień ochrony: IP68.

Parametry mechaniczne

Wymiary: 191 mm × 140 mm × 150 mm; waga: 1 kg.

Rejestratory danych CELLO z wbudowanym modemem GSM brytyjskiej firmy Technolog Ltd to rodzina rejestratorów przeznaczonych dla branży wodociągowej i monitorowania

środowiska. Na świecie pracuje już ponad 300 tys. tych niezawodnych urządzeń, wyprodukowanych w różnych konfiguracjach. Do opisanego systemu monitoringu użyto rejestratorów CELLO 1P/2F z jednym kanałem ciśnienia (wbudowany przetwornik) i dwoma kanałami przepływu (przepływ wprzód i wstecz) oraz CELLO ośmiokanałowego (dowolnie konfigurowane kanały). Najważniejszą cechą użytkową tych rejestratorów jest ich całkowicie zintegrowana budowa. Rejestrator, bateria, modem, antena i przetwornik ciśnienia umieszczone są we wspólnej, hermetycznej obudowie, o stopniu ochrony IP68.

pozwoliło skrócić do minimum czas reakcji na pojawiające się w sieci awarie. Szybka interwencja w takim przypadku oznacza, że wypływ wody zostaje szybko zlokalizowany i zlikwidowany, a to przekłada się na realne oszczędności finansowe. Koszty stworzenia systemu, zdaniem jego użytkowników, powinny zwrócić się w ciągu dwóch, trzech lat.

Lesław Domagalski dyrektor techniczny ZŁOTE RUNO Sp. z o. o. ul. Hoża 57/15 00-681 Warszawa tel. 22 622 69 43, 22 621 01 28

Rejestrator CELLO i przetwornik przepływomierza MAG8000 – studzienka pomiarowa, zabudowa czujnika w gruncie

Podsumowanie Wdrożenie opisanego powyżej systemu monitoringu sieci wodociągowej

fax 22 622 69 40 e-mail: info@zloteruno.pl www.zloteruno.pl

Fot. Złote Runo

Cecha

Rozmowa PAR

Rozmowa z Januszem Petrykowskim, wiceprezesem ABB. Które gałęzie przemysłu w Polsce są dziś największymi odbiorcami oferty ABB i które można uznać za najbardziej przyszłościowe w dziedzinie automatyzacji produkcji? W zakresie napędów największymi odbiorcami są obecnie klienci z branży hutniczej, górniczej, energetycznej i szeroko rozumianej spożywczej. W mojej ocenie najlepsze perspektywy na najbliższe kilka lat są w branży energetycznej, gdzie planowane są liczne modernizacje, które pozwolą do roku 2020 sprostać wymaganiom Unii Europejskiej, oraz w szeroko rozumianym

segmencie producentów maszyn, na przykład dla przetwórstwa spożywczego. Z punktu widzenia robotyki najbardziej przyszłościowe branże to motoryzacja oraz przemysł spożywczy. Od kilku lat obserwujemy dynamiczny rozwój i duże plany inwestycyjne naszego przemysłu, gospodarki i infrastruktury. Gonimy Europę pod kątem innowacyjności, robotyzacji, nowych technologii. To procesy bardzo pozytywne dla branży automatyzacji produkcji. Gonimy Europę, ale czy ją doganiamy? Czy postęp w zakresie innowacyjności można ocenić jako wyraźny i wystarczający? Niestety, innowacyjność polskiego przemysłu jest raczej niska. Jeżeli wyznacznikiem tej innowacyjności

miałoby być na przykład wykorzystanie robotów w produkcji, to wskaźnik ten jest jednym z najniższych w Europie. W 2012 roku na 10 tysięcy pracowników zatrudnionych w przemyśle mieliśmy w Polsce 18 robotów, przy średniej europejskiej na poziomie 80. W Niemczech wskaźnik ten wynosi 270, nawet w krajach zbliżonych do Polski jest lepiej: Czechy – 60, Słowacja – 50, Węgry – 40. Według rankingu innowacyjności KE Innovation Union Scoreboard Polska znalazła się w przedostatniej grupie państw Unii. Za nami są tylko Rumunia, Łotwa i Bułgaria. Nadal, co potwierdzają badania, innowacyjność nie jest czynnikiem kluczowym. W osiągnięciu sukcesu wyżej oceniane są wytrwałość i ciężka praca oraz umiejętność współpracy z ludźmi.

Fot. ABB

Rośnie świadomość i rosną możliwości

Firma ABB stworzyła w Polsce własne centrum kompetencji w dziedzinie zrobotyzowanego pakowania i paletyzacji. Co zdecydowało o tej inwestycji? Z jednej strony Centrum PPC powstało z uwagi na duży udział rynku spożywczego i chemicznego w naszym kraju, ale z drugiej strony – ze względu na potencjał inżynierski w zespole programistów ABB. Od kilku lat nasi robotycy byli szkoleni pod kątem specjalistycznego wykorzystania robotów i systemów wizyjnych w przemyśle. Zaowocowało to wykonaniem wielu aplikacji i zwiększeniem jakości technicznej Centrum Kompetencji. Polska jest postrzegana jako kraj o dużym potencjale rynkowym w zakresie wdrożenia automatyki, szczególnie w dziedzinie pakowania i paletyzacji, gdzie udział robotów przemysłowych jest niewielki, a wiele zadań jest wykonywanych manualnie przez ludzi. To olbrzymie pole do popisu dla naszego Centrum Kompetencji. Od wielu lat Unia Europejska zaostrza normy dotyczące efektywności energetycznej i optymalizacji zużycia energii przez przemysł. To coraz większe wyzwanie dla dużych firm. W jaki sposób, Pana zdaniem, mogą one najszybciej i najskuteczniej spełnić wymagania nowych dyrektyw?

oszczędnościowe? Jakie rozwiązania w tym zakresie mają przyszłość? Standardem staje się sterowanie silnikami w oparciu o energoelektronikę i przemienniki częstotliwości, a jednocześnie odchodzenie od rozwiązań mechanicznych. Energoelektronika staje się coraz tańsza i obejmuje coraz większy zakres mocy – ABB ma w swojej ofercie produkty od 0,18 kW do 100 MW. Tego typu technologie pozwalają na bardzo precyzyjne sterowanie całym układem napędowym, a dodatkowo dają także możliwość zwrotu energii elektrycznej do sieci, na przykład podczas hamowania układu. Energoelektronika pozwala również kontrolować moc bierną, w czym sprawdzają się przemienniki regeneratywne. Wprowadzenie sterowania napędem w oparciu o przemiennik częstotliwości może dawać średnio około 15–20 procent oszczędności energii, w zależności od profilu pracy napędu. Największe oszczędności można uzyskać w układach napędowych pomp i wentylatorów regulowanych obecnie przez dławienie. Dla porównania wymiana silnika na bardziej sprawny energetycznie może dawać oszczędności rzędu 4–5 procent. Jeśli chodzi o technologie przyszłościowe, coraz popularniejsze stają się

Gonimy Europę pod kątem innowacyjności, robotyzacji, nowych technologii. To procesy bardzo pozytywne dla branży automatyzacji produkcji.

Fot. ABB

Biorąc pod uwagę, iż blisko 60 procent energii elektrycznej jest konsumowane przez przemysł, wykorzystywane do zasilania silników elektrycznych, oczywiste staje się, że właśnie ich optymalizacja, na przykład przez konfigurowanie z falownikami, jest najbardziej naturalnym i najłatwiejszym sposobem na optymalizację zużycia energii i zwiększenie efektywności całego przedsiębiorstwa. Na ile zastosowanie najnowszych technologii w zakresie sterowania pracą napędów, silników i maszyn elektrycznych przekłada się na efekty

układy z przemiennikami częstotliwości, zasilanymi bezpośrednio z sieci 6 kV. Przez wiele lat technologia ta była postrzegana jako droga i niedostępna, jednak obecnie klienci coraz bardziej doceniają jej zalety. Jak ocenia Pan potencjał Polski w zakresie rozwoju systemów napędów, silników i maszyn elektrycznych na tle innych krajów europejskich? W zakresie napędów tendencja jest ciągle wzrostowa – rynek rośnie o kilka procent rocznie. Wynika to z faktu, że użytkownicy przemysłowi są coraz bardziej świadomi korzyści, jakie może

przynieść stosowanie płynnej regulacji prędkości procesu. Nie dogoniliśmy jeszcze w tym względzie rozwiniętych krajów Europy Zachodniej, więc kilka najbliższych lat wygląda obiecująco. Co więcej, w Polsce jest stosunkowo duży rynek producentów różnego rodzaju maszyn, którzy muszą wykorzystywać w swoich urządzeniach najnowsze rozwiązania techniczne, by oferować produkt konkurencyjny, zarówno na rynku polskim, jak i w eksporcie. Jaką rolę odgrywają napędy w optymalizowaniu działań tych gałęzi polskiego przemysłu, które najbardziej tej optymalizacji wymagają? W większości główne ciągi produkcyjne zostały już zmodernizowane, bądź takie projekty są w trakcie wdrażania, wciąż jednak pozostaje wiele mniejszych, pobocznych instalacji, często pomijanych w projektach modernizacyjnych. Patrząc z tej perspektywy widzimy, że najbardziej potrzebują optymalizacji elektrownie i elektrociepłownie, które dodatkowo do 2020 roku będą musiały dostosować się także do restrykcyjnych wymagań unijnych odnośnie czystości spalin, emisji CO2 itp. W mojej ocenie pociągnie to za sobą modernizacje i rozbudowy poszczególnych zakładów tego typu w całym kraju. Jako ABB – ze względu na bardzo szeroki zakres oferty produktowej, dostępną lokalnie dużą organizację serwisową i zakłady produkcyjne w Aleksandrowie Łódzkim – jesteśmy postrzegani jako poważny partner w rozmowach o dostawach napędów dla największych odbiorców w kraju, takich jak PGE, Tauron czy Energa. Nasze nowoczesne rozwiązania trafiły już do Elektrowni Jaworzno, elektrociepłowni na terenie Orlen Płock, a także do Elektrowni Stalowa Wola. Prowadzimy również rozmowy o dostawie napędów serii ACS800 i ACS880 dla EC Tychy oraz ACS5000 dla PGE Bełchatów. Biorąc pod uwagę popyt na silniki o podwyższonej klasie sprawności, jak ocenia Pan świadomość energooszczędności w polskim przemyśle? Świadomość ta jest dość wysoka, i to zarówno w firmach rodzimych, jak i przedsiębiorstwach będących filiami globalnych koncernów. Jest to widoczne szczególnie podczas prac modernizacyjnych, gdzie aspekt efektywności energetycznej czy stopa zwrotu z inwestycji w kontekście oszczędności energii elektrycznej są dość istotne.

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Rozmowa PAR

Janusz Petrykowski urodził się w 1952 r. w Warszawie. Jest absolwentem technikum elektrycznego, ze specjalnością trakcja elektryczna, oraz Szkoły Głównej Handlowej na wydziale Ekonomiki Produkcji i Zarządzania Przemysłem. Przez 15 lat pracował w Centrali Handlu Zagranicznego Agromet-Motoimport, gdzie od stanowiska inżyniera sprzedaży doszedł do funkcji dyrektora biura importu i kooperacji przemysłowej. Do ABB został przyjęty w 1989 r., podejmując pracę w norweskim oddziale firmy w Warszawie, specjalizującym się w technologiach rozdzielczych niskiego i średniego napięcia. W 1992 r. przeszedł do ABB w Polsce, obejmując kierownictwo segmentu transmisji i dystrybucji energii. Przez 25 lat kariery zawodowej kierował większością dywizji spółki w Polsce. Od 2004 r. jest członkiem zarządu polskiej spółki ABB, łącząc obecnie tę funkcję z odpowiedzialnością za Dywizję Automatyzacji Produkcji i Napędów.

Dywizja, którą Pan zarządza, oferuje także rozwiązania dla trakcji. Polskie kolejnictwo przechodzi fazę gruntownej modernizacji. W jakim zakresie ABB w niej uczestniczy? Produkty ABB są obecne w infrastrukturze kolejowej od wielu lat. Pierwsze zespoły prostownikowe, bazujące na diodach półprzewodnikowych, zostały zaprojektowane i dostarczone PKP prawie 50 lat temu. Obecnie oferowane przekształtniki to wynik wprowadzanych sukcesywnie przez naszą firmę ewolucyjnych zmian, wynikających z wymagań stawianych systemowi zasilania

przez nowoczesny tabor i natężenie ruchu, jak również z pojawiania się nowych i lepszych komponentów. Cieszymy się z tego, iż PKP doceniło jakość i niezawodność naszych produktów, wybierając ABB jako dostawcę zdecydowanej większości zespołów prostownikowych w ramach projektu gruntownej modernizacji systemu zasilania. To nasz największy klient w zakresie układów przekształtnikowych do zasilania trakcji prądu stałego, aczkolwiek nie należy zapominać, iż nasza fabryka w Aleksandrowie Łódzkim dostarcza tego typu urządzenia do odbiorców na całym świecie. Nasze urządzenia pracują na wszystkich kontynentach, z wyjątkiem Antarktydy. Poza tradycyjną obecnością w systemie zasilania, od kilku lat jesteśmy obecni także na rynku przekształtników pojazdowych, stosowanych w systemie napędowym oraz w systemach pomocniczych lokomotyw i jednostek trakcyjnych. Oferta ABB dla kolei nie ogranicza się jednak tylko do produktów naszej dywizji. Nie możemy zapominać o transformatorach, rozdzielnicach wysokiego, średniego i niskiego napięcia oraz aparaturze sterowniczej, jak również transformatorach i silnikach trakcyjnych dla pojazdów. Czy inwestorzy doceniają wagę innowacyjnych rozwiązań, wychodząc poza priorytet ceny w postępowaniach przetargowych? Tak długo, jak będzie obowiązywało obecnie funkcjonujące prawodawstwo, nakazujące wybór najkorzystniejszej cenowo oferty podczas przetargu, będzie to kryterium dominujące. Oczywiście pojawiają się już pewne sygnały, że nie jest to podejście najlepsze i istnieją możliwości organizowania przetargów nie tylko „cenowych”. Takim przykładem są między innymi zakupy nowego taboru kolejowego, gdzie firmy przewozowe w przetargach w ramach oferty cenowej oczekiwały od dostawcy przejęcia odpowiedzialności za utrzymanie sprawności taboru przez 15 lat. Z drugiej strony jednak mamy podmioty gospodarcze, które nie są zobowiązane do stosowania ustawy o zamówieniach publicznych. Tam sytuacja wygląda nieco inaczej, choć oczywiście cena jest bardzo ważnym kryterium. Jednak w tych przypadkach znacznie częściej dopuszcza się rozwiązania droższe, o zdecydowanie wyższym poziomie innowacyjności. Analizuje się po prostu opłacalność przyjęcia wyższej ceny inwestycji

w zamian za obniżenie całkowitego kosztu eksploatacji i osiągnięcia długofalowych oszczędności. ABB jest uznawana za jedną z najbardziej innowacyjnych firm na polskim rynku. Jakie rozwiązania pojawiły się w ostatnim czasie i jakich innowacji rynek może się spodziewać w najbliższej przyszłości? Innowacyjność to jeden z priorytetów naszej działalności, ponieważ stanowi przewagę konkurencyjną na rynku. W 2012 roku zostaliśmy liderem rankingu najbardziej innowacyjnych firm w Polsce. Ranking ten został przygotowany przez Instytut Nauk Ekonomicznych PAN. Z kolei w ubiegłym roku otrzymaliśmy Statuetkę Innowatora tygodnika „Wprost” w kategorii „Energetyka”. Również w ubiegłym roku uhonorowano nas podczas targów Railtex w Londynie za innowacyjny System Odzysku Energii ERS ENVILINE, przeznaczony dla aplikacji trakcyjnych prądu stałego, który umożliwia zmniejszenie zużycia energii elektrycznej nawet o 30 procent, jak również pomaga zredukować wytwarzanie ciepła w tunelach metra. To właśnie jedno z rozwiązań, jakie pojawiło się na rynku. Wśród nowości promujemy również nowe przemienniki częstotliwości serii ACS880. To napędy niskiego napięcia AC nowej generacji, wykorzystujące wspólną architekturę ABB, która charakteryzuje się tym samym panelem sterowania, strukturą menu, wspólnymi akcesoriami i narzędziami projektowymi. Najciekawszą nowością techniczną są natomiast pakiety przemienników częstotliwości serii ACS850 i nowej rodziny ACS880 z silnikami reluktancyjnymi. Na poziomie globalnym firma ABB jako pierwsza wprowadza to innowacyjne rozwianie na rynek. Silnik reluktancyjny charakteryzuje się większą mocą, lepszą sprawnością energetyczną, mniejszą temperaturą łożyska i większą niezawodnością niż standardowy silnik indukcyjny o tym samym rozmiarze. Jeśli chodzi o najbliższą przyszłość, to nie będziemy uprzedzać faktów, ponieważ innowacyjność, nowe rozwiązania i technologie stanowią przewagę konkurencyjną.

Rozmawiała Urszula Chojnacka PAR

NAPĘDY I UKŁADY WYKONAWCZE Automatyka

Przemienniki częstotliwości serii ACS880 zostały stworzone w oparciu o nową, wspólną dla napędów przemysłowych architekturę, która charakteryzuje się ogromną elastycznością, kompatybilnością oraz niezwykle łatwą i przyjemną obsługą. Znalazły już zastosowanie w układzie zasilania urządzeń w Przedsiębiorstwie Energetyki Cieplnej w Łapach.

Przemienniki ACS880

Napędy niskiego napięcia ACS880 firmy ABB

Fot. ABB, Automatyka-Pomiary-Sterowanie

Nowa rodzina wszechstronnych napędów

Firma Automatyka-Pomiary-Sterowanie, jako wieloletni dystrybutor i partner handlowy w sprzedaży oraz serwisowaniu przemienników częstotliwości firmy ABB, prezentuje nową rodzinę przemienników częstotliwości ABB ACS880. Są to urządzenia, które wyróżniają się wszechstronnością, nowoczesną konstrukcją, wieloma wariantami wykonania, szerokimi możliwościami konfiguracyjnymi oraz niezwykle prostą obsługą. Dzięki zastosowaniu zaawansowanej techniki bezpośredniego sterowania momentem (DTC), przemienniki te mogą pracować w najbardziej wymagających aplikacjach przemysłowych, z niemal każdym rodzajem silnika AC.

Napędy pojedyncze Pierwszymi przemiennikami nowej serii ACS880, które wprowadzono na rynek, Promocja

były napędy pojedyncze, o konstrukcji do powieszenia na ścianie i mocy do 250 kW. Urządzenia te mogą pracować w sieciach o napięciu 230–690 V AC. Standardowa obudowa zapewnia stopień ochrony IP21, ale dostępne są także urządzenia o stopniu ochrony IP55, przeznaczone do pracy w ciężkich warunkach środowiskowych. W sprzedaży oferowane są też pojedyncze przemienniki o konstrukcji szafowej, o mocy 45–2800 kW. Szafy są standardowo wykonane w stopniu ochrony IP22, a opcjonalnie w IP42 lub IP54.

Napędy systemowe Multidrive ACS880 Napędy systemowe są wykorzystywane typowo w aplikacjach, gdzie kilka silników pracuje na potrzeby tego samego procesu. Urządzenia te są wyposażone

w jedną sekcję zasilania oraz wspólną szynę DC, z której moduły inwerterowe czerpią energię do napędzania silników oraz oddają energię generowaną podczas ich hamowania. Szerokie możliwości konfiguracyjne umożliwiają wybór między dwoma wariantami zasilania, za pomocą pasywnego modułu diodowego (DSU), o zakresie mocy do 850 kVA i zasilania 380–500 V AC i aktywnego modułu tranzystorowego (ISU), o zakresie mocy do 630 kVA i zasilania 380–500 V, który umożliwia zwrot energii do sieci; dodatkowo moduły IGBT wyposażono w filtr liniowy LCL. Moduły inwerterowe (INU) są natomiast dostępne w zakresie mocy 1,5– 250 kW i dla napięcia 380–500 V AC. W skład ich standardowego wyposażenia wchodzą m.in. kondensatory układu pośredniego oraz bezpieczniki DC.

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Automatyka NAPĘDY I UKŁADY WYKONAWCZE

ACS880 Multidrive

Najmłodszymi członkami rodziny przemysłowych napędów ACS880 jest grupa pojedynczych modułów przemienników ACS880-04, które są dostępne dla zakresu mocy 250–2200 kW, przy napięciu zasilania 380–690 V AC. Urządzenia te zostały zoptymalizowane do instalacji w szafie i mają jedną z najbardziej kompaktowych konstrukcji dostępnych na rynku.

Modul ACS880-04

Moduły są bardzo solidnie wykonane, a ponadto zaimplementowano w nich wiele innowacyjnych rozwiązań, które mają wpływ na zwiększenie niezawodności i sprawiają, że obsługa tych urządzeń oraz konieczne do wykonania czynności serwisowe są nieskomplikowane. Pojedyncze moduły przemienników mają wbudowane wewnątrz wszystkie niezbędne komponenty. Ich kluczowymi cechami są obudowa o stopniu ochrony IP20, wbudowany

Panel ACS-AP I

cokół na kółkach, rampa dla łatwej instalacji w szafie, zastosowanie elementów o dużej żywotności oraz nowatorska koncepcja okablowania.

Interfejs użytkownika i opcje dodatkowe Przemienniki częstotliwości ACS880 charakteryzuje nowy panel sterowania, który został wyposażony w czytelny wyświetlacz o wysokim kontraście i rozdzielczości, umożliwiający intuicyjną nawigację w jednym z 14 języków (w tym w języku polskim). Innym sposobem komunikacji użytkownika z przemiennikiem jest wykorzystanie oprogramowania komputerowego Drive Composer, które występuje w dwóch wersjach, z czego jedna jest bezpłatna (dostępna do ściągnięcia ze strony internetowej). Innowacyjnym rozwiązaniem jest również wbudowana funkcja sterownika PLC w przemienniku, która umożliwia rozszerzenie możliwości standardowego programu. Programowanie odbywa się z wykorzystaniem narzędzia Control Builder Plus, za pomocą jednego z pięciu popularnych języków zgodnych z wymaganiami normy IEC 61131-3 (schematy blokowe, tekst strukturalny i inne). Szeroki zakres opcji dodatkowych, dostępnych dla przemienników ACS880, sprawia, że urządzenia te znajdą zastosowanie w niemal każdej, nawet najbardziej wymagającej, aplikacji przemysłowej.

Fot. Automatyka-Pomiary-Sterowanie

Moduły ACS880

Pakiet ACS880 SynRM

Fot. Automatyka-Pomiary-Sterowanie

Pakiet napędowy z silnikami reluktancyjnymi Rosnące ceny energii elektrycznej, emisja CO2, a także nowe regulacje prawne sprawiają, że użytkownicy aplikacji napędowych coraz częściej skłaniają się ku stosowaniu rozwiązań bardziej efektywnych energetycznie. Wychodząc naprzeciw tym wymaganiom konstruktorzy ABB zmodyfikowali program sterowania w przemiennikach serii ACS880 (także ACS850) w taki sposób, by umożliwić stworzenie niezwykle sprawnych pakietów napędowych, opartych na synchronicznych silnikach reluktancyjnych (klasy IE3 i IE4). Nowoczesne silniki, w których zastosowano technologię znaną od wielu dekad, charakteryzują się m.in.: • konstrukcją bardzo zbliżoną do klasycznego silnika indukcyjnego, • brakiem uzwojeń w wirniku, dzięki czemu wyeliminowano straty w tej części maszyny, • dużą żywotnością i niezawodnością dzięki niskiej temperaturze łożysk, co oznacza mniejszą awaryjność silnika, • mniejszymi – w porównaniu z silnikiem indukcyjnym – wymiarami silnika wysokowydajnego, przy tej samej mocy, co ma szczególne znaczenie dla producentów maszyn i OEM, • niezwykle dokładnym sterowaniem (DTC), bez konieczności stosowania takich czujników, jak: enkodery, resolwery itp.,

• możliwością stosowania silników w praktycznie każdej aplikacji napędowej: pompy, wentylatory, kompresory, przenośniki, mieszadła i wiele innych. Dzięki wielu testom i badaniom laboratoryjnym firma ABB udostępnia dla każdego pakietu napędowego specjalny raport, będący dowodem na jego zweryfikowaną sprawność, dzięki czemu użytkownik może w prosty sposób oszacować korzyści finansowe, wynikające z zastosowania przemiennika z silnikiem reluktancyjnym.

Przykładowe wdrożenie Firma Automatyka-Pomiary-Sterowanie (APS) wykonała modernizację kotła WR-5-022 na terenie zakładów PEC Łapy. Zakres prac związanych z modernizacją kotła WR-5 to: wykonanie projektu technicznego części elektrycznej i AKPiA, obejmującego zabezpieczenia technologiczne kotła, wraz z zatwierdzeniem dokumentacji zabezpieczeń i odbiorem zmodernizowanego kotła przez CLDT, kompletacja dostaw, montaż, wykonanie systemu sterowania i nadzoru nad pracą kotła, w oparciu o sterownik S7 serii 300 i wizualizację ASIX oraz uruchomienie i optymalizacja. Przy wymianie napędów w aplikacji wentylatorów powietrza, rusztu kotła oraz pomp zmieszania gorącego zostały zastosowane napędy serii ACS880.

Wyboru tego typu przemiennika dokonano ze względu na innowacyjność, a także: • zintegrowaną funkcję bezpieczeństwa Safe Torque-off w standardzie (bezpieczne wyłączenie momentu), • ulepszony algorytm bezpośredniego sterowania momentem DTC, • wyjmowany moduł pamięci z zapisanym oprogramowaniem i konfiguracją parametrów, umożliwiający szybką wymianę przemiennika, • dostępność falownika w obudowie do montażu naściennego w zakresie mocy do 250 kW w obudowie IP21 lub IP55, • małą masę falownika o mocy 250 kW IP21 – tylko 98 kg, • możliwość sterowania asynchronicznymi silnikami indukcyjnymi, synchronicznymi silnikami z magnesami trwałymi, silnikami serwo i synchronicznymi silnikami reluktancyjnymi, • nowy panel graficzny, indywidualnie konfigurowalny w zakresie formy przedstawienia parametrów, • możliwość połączenia w sieci do 32 przemienników jednocześnie, w celu sterowania wieloma przemiennikami za pomocą jednego panelu sterowania, bądź jednego komputera z programem Drive Composer.

Dodatkowe informacje Automatyka-Pomiary-Sterowanie jest wieloletnim dystrybutorem i partnerem handlowym w sprzedaży oraz serwisowaniu przemienników częstotliwości firmy ABB. Falowniki z nowej rodziny napędów ACS880 zostały również zaaplikowane na innych obiektach klientów APS, m.in. „Sklejka-Pisz” Paged, Gasstech Przedsiębiorstwo Produkcyjne oraz Malow. Oferta produktowa w pełni pokrywa zapotrzebowanie klientów, a wszystkie opinie użytkowników są podobne: przemienniki częstotliwości znacznie poprawiają efektywność procesów, ułatwiają obsługę techniczną służb utrzymania ruchu, zmniejszają zużycie energii elektrycznej oraz zwiększają produktywność. W artykule zostały wykorzystane materiały dostarczone przez spółkę ABB. Karolina Załuska AUTOMATYKA-POMIARY-STEROWANIE S.A. ul. A. Mickiewicza 95F, 15-257 Białystok tel. 85 748 34 00 faks 85 748 34 19 e-mail: aps@aps.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

www.aps.pl

Automatyka OPROGRAMOWANIE, SCADA/HMI

Zintegrowany System Dyspozytorski Pobierz bezpłatną aplikację PAR+ App Store | Google Play

Wieloletnie doświadczenia firmy TEL-STER w obszarze systemów SCADA zaowocowały wprowadzeniem do oferty Zintegrowanego Systemu Dyspozytorskiego TelWin IDS, który jest efektem integracji dwóch najnowszych produktów TelWin SCADA 6 i TelNOTE 3.

System TelWin IDS wypełnia lukę, jaka występuje przy zastosowaniu typowego systemu SCADA na stanowiskach dyspozytorskich, przy zarządzaniu obiektami i procesami przemysłowymi.

Architektura systemu TelWin IDS

Z obserwacji producenta systemu wynika, że istotną grupą danych, za które odpowiada dyspozytor zarządzający np. siecią wodociągową, gazową czy energetyczną, są informacje spoza systemu SCADA. Są to najczęściej różnego rodzaju komunikaty tekstowe, które dodatkowo opisują nadzorowany obiekt technologiczny. W systemie SCADA trudno przechowywać informacje o planowanych i prowadzonych pracach, archiwizować dokumentację techniczną albo prowadzić korespondencję z innymi ośrodkami decyzyjnymi w ramach systemu rozproszonego. Wymienione zadania realizują obecnie aplikacje typu „notes dyspozytora”, dostępne na rynku jako produkty niezależne od systemów SCADA. Taka sytuacja zmusza użytkowników do równoległego korzystania z różnych aplikacji, w zależności od aktualnych potrzeb. Mając na uwadze powyższe niedogodności, do oferty firmy TEL-STER wprowadzony został Zintegrowany System Dyspozytorski TelWin IDS.

Możliwości zintegrowanego systemu Zaproponowane rozwiązanie w pełni integruje środowisko SCADA (system TelWin) z notesem dyspozytorskim – systemem TelNOTE. Użytkownik, z poziomu konsoli systemu SCADA, ma pełny dostęp do informacji (notatki, komunikaty, dokumenty) gromadzonych w systemie TelNOTE i może w różny sposób łączyć informacje prezentowane w systemie SCADA z danymi Konsola systemu TelWin IDS

Aktywny komentarz do pomiaru na schemacie technologicznym

Promocja

Pasek TelNOTE systemu TelWin IDS

zapisanymi w systemie TelNOTE. Dostępne są następujące możliwości: • wybrane komunikaty TelNOTE mogą być wyświetlane w postaci przewijanego paska informacyjnego w ramach konsoli systemu SCADA, • notatki mogą być prezentowane na schematach technologicznych w postaci ikon, • notatki – komentarze do pomiarów mogą być dodawane bezpośrednio z poziomu schematu technologicznego konsoli systemu SCADA, • wykresy – dane archiwalne mogą być prezentowane w powiązaniu z notatkami.

Pasek TelNOTE W przypadku rozbudowanej struktury organizacyjnej przedsiębiorstwa bardzo przydatną funkcją jest możliwość publikowania wybranych informacji tekstowych na tzw. pasku TelNOTE, w ramach

Fot. Tel-Ster

Zobacz więcej

TelWin SCADA+TelNOTE =TelWin IDS

konsoli SCADA. Użytkownik dysponujący odpowiednimi uprawnieniami może dowolnie decydować, które informacje i w jakim okresie mają być publikowane na pasku TelNOTE. Teksty prezentowane na pasku TelNOTE są wyświe-

notatki TelNOTE. Pozwala to na prezentację, w odpowiednim czasie, np. faktu prowadzenia prac remontowych. Analogicznie jak w przypadku paska TelNOTE, użytkownik uzyskuje dostęp do pełnego wpisu w systemie TelNOTE przez

Symbole ilustrujące elementy TelNOTE na schemacie technologicznym TelWin SCADA

tlane w sposób analogiczny, jak na paskach informacyjnych spotykanych w programach informacyjnych TV. Wskazując kursorem aktualnie wyświetlaną informację na pasku TelNOTE użytkownik uzyskuje dostęp do pełnego wpisu w systemie TelNOTE.

Fot. Tel-Ster

Notatki TelNOTE Istotnym elementem, znacząco zwiększającym funkcjonalność systemu SCADA, jest możliwość wiązania zapisów notesu dyspozytorskiego ze schematami technologicznymi, prezentującymi stan nadzorowanego procesu. Użytkownik może umieścić symbol graficzny notatki, opisu sytuacji alarmowej lub pracy/remontu na schemacie technologicznym. Wspomniane elementy graficzne mogą być prezentowane na schematach w określonych przedziałach czasu, zgodnie z wymaganiami operatora, zapisanymi w odpowiednich atrybutach

w odpowiednim oknie systemu SCADA, ma bezpośredni dostęp do zapisanych w systemie TelNOTE komentarzy. Przez wskazanie kursorem symbolu komentarza, wyświetlanego w górnej części wykresu, uzyskuje się dostęp do pełnego

Archiwum pomiaru i komentarzy TelNOTE

wskazanie na schemacie technologicznym odpowiedniego symbolu graficznego, związanego z informacją TelNOTE.

wpisu w systemie TelNOTE. Z poziomu wykresu można też dodawać nowe komentarze do archiwum pomiaru.

Komentarze TelWin IDS

Podsumowanie

Kolejnym nowym elementem, dostępnym w ramach systemu TelWin IDS, jest możliwość dodawania komentarzy do pomiarów na schemacie technologicznym w formie notatki TelNOTE. Komentarz do pomiaru umożliwia operatorowi wprowadzenie opisu tekstowego zdarzenia, związanego z danym parametrem, który będzie dostępny w przyszłości równolegle z archiwum wartości pomiarowych. Pozwala to na opisanie nietypowych zachowań nadzorowanego procesu, przykładowo informacji o zjawiskach atmosferycznych (np. gwałtowne opady), będących przyczyną nietypowych wartości pomiarowych. W systemie TelWin IDS użytkownik przeglądający archiwum pomiaru,

Integracja systemu SCADA z notesem dyspozytorskim w postaci systemu TelWin IDS jest odpowiedzią firmy TEL-STER na oczekiwania użytkowników, w szczególności w dużych przedsiębiorstwach o rozproszonej strukturze organizacyjnej. Jak wynika z opinii oraz referencji, integracja systemów TelWin SCADA i TelNOTE zdecydowanie zwiększa efektywność i komfort pracy użytkowników.

TEL-STER Sp. z o.o. ul. Obornicka 277, 60-691 Poznań tel. 61 842 57 50 e-mail: biuro@tel-ster.pl www.tel-ster.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Automatyka NAPĘDY I UKŁADY WYKONAWCZE

Nowa generacja modułów liniowych LDx Firma Schunk, lider w dziedzinie produkcji komponentów do automatyzacji produkcji, opracowała nową linię serwoelektrycznych modułów liniowych z napędem bezpośrednim. Charakteryzują się one wysoką dynamiką ruchu, przyspieszeniami do 40 m/s2 i prędkościami liniowymi do 4 m/s. Są bardzo precyzyjne – zapewniają dokładność pozycjonowania na poziomie 0,01 mm.

Budowa modułów Oś wykonana jest na bazie profilu aluminiowego, na którym umieszczone są

magnesy stałe. Wbudowane są też stalowe prowadnice, po których poruszają się rolki wózka. Ważnym elementem jest też absolutny, magnetyczny lub optyczny system pomiaru położenia, o bardzo dużej rozdzielczości. Nie wymaga on stosowania czujników krańcowych ani referencyjnych. Moduły wykonane są z niezużywających się elementów, gwarantujących bezobsługową pracę, wysoką precyzję, długi okres działania i niezawodność napędu liniowego.

Dostępne wersje Osie podzielone są na kilka typów, w zależności od przenoszonych obciążeń, co także uzależnione jest od konstrukcji profilu. W typoszeregu znajdują

Moduł LDH

się m.in. moduły LDH i LDK o krótkim skoku do 400 mm i o sile napędowej do 500 N, które mogą przenosić momenty do 25 Nm. Moduły LDN mają prosty profil X o maksymalnej długości do 2800 mm i przenoszoną momenty do 400 Nm. Moduły LDM, z podwójnym profilem X,

Moduł LDT 1 – profil aluminiowy X 2 – wysokoprecyzyjne hartowane i szlifowane prowadnice 3 – zintegrowane magnesy 4 – wózek ze zintegrowanym uzwojeniem pierwotnym, rolkami prowadzącymi i systemem pomiaru położenia 5 – płyty boczne do mocowania czujników i amortyzatorów 6 – wtyk zasilający

Promocja

Fot. Schunk

Moduły zbudowane są w oparciu o trójfazowy, liniowy silnik synchroniczny z komutacją elektroniczną. Wózek poruszający się na osi jest odpowiednikiem cewki rotora silnika elektrycznego, a sama oś jest odpowiednikiem statora z magnesami stałymi. Oś standardowo zasilana jest z napędu Bosch Rexroth IndraDrive lub – opcjonalnie – Siemens SIMATIC S120, komunikujących się z dowolnym sterownikiem przez magistralę danych. Stosowane protokoły to: PROFIBUS, CANopen, Sercos III, EtherCAT, EtherNet/IP, PROFINET IO i DeviceNet.

3-osiowy układ liniowy 1 – moduł osi X 2 – moduł osi Y 3 – moduł osi Z 4 – adaptery i chwytaki

umożliwiają przenoszenie momentów do 700 Nm, natomiast moduły typu LDT, o potrójnym profilu X, dają możliwość przeniesienia momentu do 1000 Nm. Ostatnim rodzajem osi jest LDF z profilem płaskim, która najczęściej znajduje zastosowanie jako oś pozioma, przenosząca moment do 120 Nm.

SCHUNK Intec Sp. z o.o. ul. Puławska 40 A 05-500 Piaseczno tel. 22 726 25 00 fax 22 726 25 25 e-mail: info@pl.schunk.com

Fot. Schunk

www.pl.schunk.com

PODZIĘKOWANIE Targi Automaticon, to jedno z najważniejszych wydarzeń w branży automatyki, robotyki i pomiarów w Polsce, a dla nas doskonała okazja do spotkania z naszymi klientami, zapoznania się z ich potrzebami oraz wymiany doświadczeń i opinii. Tegoroczne targi były dla nas szczególne ze względu na jubileusz 10-lecia firmy SCHUNK w Polsce. Zorganizowaliśmy dla naszych klientów konkurs na hasło promocyjne z okazji jubileuszu. Każdego dnia targów, spośród złożonych zgłoszeń, komisja konkursowa wybierała hasło dnia, które nagrodzone zostało upominkiem w postaci tabletu marki Samsung.

Nagrodzone w konkursie hasła, to: „10 lat i trzymamy się pewnie – SCHUNK”, „Czy to piątek, czy sobota, z SCHUNKIEM miło mija Ci robota”, „Czy to robot, czy maszyna, SCHUNK się zawsze dobrze trzyma”, „Potrzebujesz chwytaka? Dzwoń do Lesiaka”. Serdecznie gratulujemy laureatom, a wszystkim uczestnikom konkursu dziękujemy za zaangażowanie i kreatywność. Cieszymy się ze spotkania z Państwem, dziękujemy za rozmowy i czas poświęcony na odwiedzenie naszego stoiska. Mamy nadzieję, że nowe kontakty przełożą się na obopólny sukces, a dotychczasowe będą jeszcze bardziej owocne.

Moduł LDF

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Automatyka komputery przemysłowe

Platforma rozwojowa mbed to dobrze znane, niewielkie i niedrogie rozwiązanie, przeznaczone do szybkiego tworzenia prototypów mikrokontrolerów. Narzędzie ułatwia i przyspiesza rozpoczęcie prac z wykorzystaniem układów ARM.

Platforma przeznaczona jest dla użytkowników, którzy dopiero poznają projektowanie systemów wbudowanych – nie tylko profesjonalistów, ale także studentów i hobbystów. Mają oni obecnie do dyspozycji nowe rozwiązanie z rodziny mbed – płytkę prototypową mbed.

Platforma mbed Platforma mbed została zaprojektowana przez firmę ARM, która teraz wspiera jej rozwój. Podstawowa płytka mbed jest oparta na mikrokontrolerze NXP LPC1768, zawierającym potężny rdzeń ARM Cortex-M3 oraz interfejsy Ethernet, USB, CAN, SPI i I2C. Płytka ma postać 40-stykowego modułu DIP o wymiarach zaledwie 54 mm × 26 mm i może być zasilana za pośrednictwem portu USB. Stanowi samodzielny moduł procesorowy, który można podłączyć do komputera przez port USB. Ze względu na zachowanie określonego poziomu cenowego urządzenie zostało zaprojektowane jako komponent systemowy mbed, a nie kompletna platforma ewaluacyjna, zawierająca dużo urządzeń peryferyjnych. Przy opracowaniu płytki przyjęto założenie, że chociaż możliwości projektowania są nieograniczone, efektem prac ma być jedno rozwiązanie. W związku z tym niemożliwe jest stworzenie platformy, zawierającej komponenty i urządzenia peryferyjne, przeznaczone do konkretnego projektu. Ponadto w przypadku kompletnych platform trudno jest je dostosować do wymaganego dla projektu wymiaru. Projektant, próbujący stworzyć produkt wielkości karty kredytowej, napotyka problem w postaci płytki o zbyt dużych wymiarach, zawierającej wiele niepotrzebnych komponentów i urządzeń peryferyjnych. Z tego właśnie względu stworzono płytkę o minimalnym zestawie funkcji, aby

Promocja

użytkownik mógł ją rozbudować zgodnie z wymogami swojego projektu.

Płytka modułowa W oparciu o opisane założenia, powstała płytka modułowa mbed, o wymiarach zbliżonych do wymiarów karty kredytowej, przeznaczona do stosowania z procesorem LPC1768, z rdzeniem Cortex-M3. Nowa płytka modułowa została zaprojektowana w taki sposób, aby umożliwić wykonywanie jak największej liczby testów i projektów elektronicznych, przy zachowaniu minimalnego wymiaru płytki. Mimo że płytka mbed zawiera dwa 20-stykowe złącza do przewodów połączeniowych, na niewielkiej powierzchni zmieściło się jeszcze wiele innych elementów, takich jak: • ekran LCD 128 × 32, • trzyosiowy akcelerometr do kontroli ruchu, • czujnik temperatury, • gniazdo dla łączności bezprzewodowej ZigBee lub Wi-Fi, • gniazda Ethernet i USB, • głośnik z portami dźwięku wejść/ wyjść.

Połączenia Największym atutem nowej płytki jest łączność, która umożliwia korzystanie z zasobów internetowych, zgodnie z koncepcją Internet of Things. Jest to obecnie bardzo popularne rozwiązanie. Koncepcja stanowi ogólne określenie dla obiektów i urządzeń, w tym urządzeń domowych, sprzętu medycznego, a nawet żarówek, zapewniających szerokie możliwości komunikacji, co pozwala na przesyłanie danych i kontrolowanie ich w sieci. Platforma ma wbudowane gniazdo Ethernet i gniazdo USB, pozwalające na podłączenie pamięci flash lub modemu 3G oraz gniazda „xbee”,

umożliwiającego podłączanie modułów ZigBee, Wi-Fi i Bluetooth. Poza szeroką gamą opcji łączności, płytka jest także wyposażona w czujniki temperatury i przyspieszenia, wyjście PWM do sterowania serwosilnikami, diody LED, kontrowane przez PWM, a ponadto obsługuje dźwięk, graficzny wyświetlacz LCD oraz potencjometry i przyciski. Można uznać, że możliwości płytki ogranicza jedynie wyobraźnia użytkowników. Sama płytka rzadko będzie spełniać wymogi projektowe konkretnego prototypu, jednak dwurzędowe złącza ułatwiają jej rozszerzenie.

Biblioteka modemów USB Dostępna jest też już nowa, interesująca aplikacja mbed, która umożliwia użytkownikom połączenie mikrokontrolera z platformy mbed z siecią mobilną, za pośrednictwem powszechnie dostępnych modemów USB 3G, co pozwala na pełne korzystanie z zasobów internetowych. Niedawno ukazała się informacja o publikacji biblioteki dla modemu USB Vodafone. Jest ona dostępna na stronie internetowej dla projektantów mbed. org, pod adresem http://goo.gl/9OQlx. Biblioteka powstała dzięki pracy beta-testerów Vodafone oraz mbed i jest kompatybilna z nową płytką modułową mbed – pozwala użytkownikom na podłączenie modemu USB do modułu mbed, w celu uzyskania w pełni funkcjonalnej platformy rozwojowej. Zespół mbed podjął się również skopiowania tej biblioteki modemów USB (http://goo.gl/ moLgG) w USA przy użyciu sieci Sprint. Omawiana aplikacja zwiększa możliwości łączności, obsługiwane przez płytkę mbed NXP LPC1768, pozwalając na korzystanie z pełnego zestawu interfejsów sieciowych: Ethernet, Wi-Fi i 3G. Dzięki temu mbed staje się jeszcze

Fot. RS Components

Nieograniczone możliwości płytki mbed

lepszą platformą do szybkiego tworzenia prototypów urządzeń M2M i Internet of Things, niezależną od dostępnego sposobu połączenia z Internetem. Funkcje, jakie mogą realizować aplikacje wykonane z użyciem omawianej platformy, obejmują: wysyłanie/odbieranie wiadomości SMS, interfejs gniazd TCP/IP, korzystanie z serwerów NTP i HTTP oraz Web Socket; Mogą być również obsługiwane inne protokoły. Biblioteka wykorzystuje taką samą architekturę łączności, jak biblioteki Wi-Fi i Ethernet, opracowane przez mbed, toteż przełączanie prototypów na inne interfejsy komunikacyjne wymaga zmiany zaledwie kilku linii kodu. Aby zaprezentować więcej informacji dotyczących koncepcji Internet of Things, przygotowano materiał wideo, dostępny pod adresem http://goo.gl/b4ppH.

Fot. RS Components

Narzędzia Warto także wspomnieć o narzędziach projektowych mbed. Tym, co odróżnia środowisko projektowe mbed od pozostałych, są narzędzia oparte na chmurze. Oznacza to, że kod użytkowników jest pisany i kompilowany w dostępnym w sieci zintegrowanym środowisku deweloperskim (IDE), które można uruchomić

w dowolnym systemie operacyjnym, tj. Windows, Linux lub Mac OS X. Kompilator mbed pozwala projektantowi na tworzenie programów w C++ i kompilowanie oraz pobieranie ich na procesor NXP LPC1768, bez konieczności instalacji i konfiguracji, ponieważ pracuje na serwerze sieciowym. Kompilator on-line korzysta z platformy ARM RealView, umożliwiającej tworzenie przejrzystego i wydajnego kodu, odpowiedniego także do zastosowań komercyjnych. Istniejący kod aplikacji ARM oraz middleware mogą być też przesyłane do mikrokontrolera mbed, a narzędzia programistyczne mbed mogą być wykorzystywane równocześnie z profesjonalnymi narzędziami produkcyjnymi. Wsparcie dla mikrokontrolerów mbed dostępne jest na stronie internetowej www.mbed.org, na której użytkownicy mogą również przechowywać swoje programy. Strona ta zawiera także blogi, fora, biblioteki programów przesłanych przez użytkowników oraz inne zasoby dla projektantów, takie jak SDK dla C/C++. Pozwalają one na wydajne programowanie wysokiego poziomu, z użyciem komponentów peryferyjnych. Pomocne są też bogate biblioteki

Mark Cundle prezentuje możliwości płytki mbed

i przykłady kodu, publikowane przez społeczność mbed.

Dodatkowe informacje Warto też wspomnieć o podręczniku i zestawie notatek z kursów, opublikowanych przez dr Roba Toulsona z Anglia Ruskin University w Wielkiej Brytanii. Są one dostępne na stronach internetowych: http://goo.gl/C4WP4 i http://goo. gl/cCqsP. Mark Cundle dyrektor marketingu technicznego RS Components

REKLAMA

Wiedza w parze z Praktyką Wejdź na www.par.pl Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Robotyka

Pracownia automatyki, robotyki i systemów wizyjnych

Technologicznym, w jednej z hal produkcyjnych działa uruchomiona pod koniec 2013 r. Pracownia Automatyki, Robotyki i Systemów Wizyjnych (ARiSW). Na jej potrzeby została przeznaczona hala produkcyjna o powierzchni 230 m2. W skład Pracowni Automatyki, Robotyki i Systemów Wizyjnych wchodzą: • stanowisko z robotem typu DELTA, • stanowisko z dwoma robotami typu SCARA, z czego jednym w pozycji podwieszonej, • mobilne stanowisko z robotem typu SCARA, • stanowisko zaawansowanego i bardzo wydajnego systemu wizyjnego, • mobilne stanowisko z systemem i czujnikiem wizyjnym, • mobilne stanowisko skanera 3D, • oprogramowanie CAD – Solid Edge, • oprogramowanie TML-RMS (ang. Resource Management System) typu SaaS.

Promocja

Każde ze stanowisk jest wyposażone w nowoczesny sprzęt oraz adekwatne oprogramowanie. Usługi świadczone przez pracownię to m.in.: • wypożyczanie zrobotyzowanych stanowisk, wraz z dostosowaniem i integracją ich z rozwiązaniami, jakich dana firma wymaga, • doradztwo przy wyborze jak najlepszych rozwiązań, przystosowanych do potrzeb danego przedsiębiorcy, • prowadzenie szkoleń z wykorzystaniem sprzętu najwyższej jakości i najnowszych technologii automatyki i robotyki, • projektowanie systemów zrobotyzowanych, • skanowanie i analizowanie wyrobów za pomocą skanera 3D i specjalistycznego oprogramowania. Co istotne, skanowanie może odbywać się zarówno w pracowni, jak i w siedzibie zamawiającego usługę.

stanowiska służy do symulacji produkcji, polegającej na przenoszeniu pojedynczych detali z jednego z dwóch zainstalowanych transporterów taśmowych i układania (paletyzacji) na drugim transporterze taśmowym, znajdującym się wewnątrz stanowiska. Stanowisko wyposażono w system wizyjny, rozpoznający kontury, kolory detali oraz ich położenie we współrzędnych XY i R. Dodatkowo stanowisko wyposażone zostało w system śledzenia, umożliwiający kontrolę prędkości poszczególnych transporterów taśmowych oraz synchronizację ich z systemem wizyjnym oraz robotem.

Stanowisko z robotem typu DELTA Stanowisko zostało wyposażone w robot typu DELTA, podwieszony w górnej części konstrukcji stanowiska. Na wysokości roboczej pracy chwytaka robota DELTA znajdują się dwa transportery taśmowe, które poruszają się niezależnie, z różnymi prędkościami. Zaprogramowana aplikacja (oprogramowanie)

Robot typu DELTA zamontowany na górnej części konstrukcji stanowiska

Fot. Omron

W Słupskim Inkubatorze

Stanowisko z dwoma robotami typu SCARA Stanowisko charakteryzuje się uniwersalnością w zastosowaniu różnego rodzaju robotów typu SCARA. W jego skład wchodzą: robot posadowiony tradycyjnie, na postumencie oraz robot podwieszany. Robot podwieszany ma udźwig 10 kg, zaś robot stojący – maksymalnie 20 kg oraz stopień ochrony obudowy IP65. Aplikacja służy do przenoszenia pojedynczych detali z jednego z dwóch zainstalowanych transporterów taśmowych i układania (paletyzacji) ich na drugim transporterze taśmowym, znajdującym się wewnątrz stanowiska. W obszarze pracy robotów znajdują się dwa transportery taśmowe, poruszające się niezależnie z różnymi prędkościami. Stanowisko wyposażone jest w odpowiedni system wizyjny, rozpoznający kontury detali oraz ich położenie we współrzędnych XY oraz R. Dodatkowo stanowisko wyposażone zostało w system śledzenia (stanowiący integralną część sterownika z robotami), umożliwiający kontrolę prędkości poszczególnych transporterów taśmowych oraz synchronizację ich z systemem wizyjnym i robotami.

Mobilne stanowisko z robotem typu SCARA Stanowisko charakteryzuje się uniwersalnością, ograniczoną wagą i kompaktowymi wymiarami, umożliwiającymi transport w samochodzie. Zamontowany w nim został robot posadowiony tradycyjnie, na postumencie. Udźwig robota wynosi 10 kg. Zaprogramowana aplikacja służy do przenoszenia pojedynczych detali z jednego z dwóch zainstalowanych wewnątrz stanowiska transporterów taśmowych i układania (paletyzacji) ich

Modułowy zespół stanowisk robotów przemysłowych ze zintegrowanym systemem transportowym

na platformie – postumencie w pobliżu mocowania robota. Stanowisko wyposażono w odpowiedni system wizyjny, rozpoznający kontury detali oraz ich położenie we współrzędnych XY oraz R. Stanowisko jest też wyposażone w system śledzenia, stanowiący integralną część sterownika robota i umożliwiający kontrolę prędkości transportera taśmowego oraz synchronizację z systemem wizyjnym oraz robotem.

Stanowisko zaawansowanego systemu wizyjnego Jest to stanowisko zaawansowanego i bardzo wydajnego systemu wizyjnego, które pozwala demonstrować typowe aplikacje, wykorzystujące system wizyjny, takie jak np. kontrola jakości, wykrywanie wad, lokalizacja detali lub pozycjonowanie. Zainstalowany w stanowisku system wizyjny obsługuje obraz wysokiej rozdzielczości (kamera o rozdzielczości 5 Mpx) i pracuje z dużą prędkością (mierzoną w liczbie detali na jednostkę czasu – na poziomie minimum 20 inspekcji na sekundę). Umożliwia łatwą integrację z zewnętrznymi urządzeniami. Stanowiska z robotem typu DELTA, z dwoma robotami typu SCARA, wraz ze stanowiskiem zaawansowanego systemu wizyjnego, można zestawić i połączyć w jedną zautomatyzowaną linię.

Fot. Omron

Mobilne stanowisko zaawansowanego systemu wizyjnego

Głowica wykonawcza robota z zamontowaną kamerą zintegrowanego systemu wizyjnego

Podobnie jak stanowisko zaawansowanego systemu wizyjnego, również mobilne stanowisko systemu oraz czujnika wizyjnego pozwala demonstrować typowe aplikacje, wykorzystujące system lub czujnik wizyjny, związane np. z kontrolą jakości, wykrywaniem wad, lokalizacją detali czy pozycjonowaniem.

System oraz czujnik wizyjny zainstalowane na stanowisku w prosty sposób (w trzech prostych krokach: ustawienia kamery, obszar wzorca, testowanie) umożliwiają definiowanie kryteriów inspekcji wizyjnej, a także pozwalają na łatwą integrację z zewnętrznymi urządzeniami (przesyłanie wyników pomiarów do komputera przemysłowego). Stanowisko tworzy wygodne środowisko do prób i porównywania możliwości systemu i czujnika wizyjnego, w celu doboru optymalnego rozwiązania do konkretnej aplikacji.

Skaner 3D Stanowisko skanera 3D wyposażone jest w najnowsze rozwiązania z dziedziny skanowania 3D. W skanerze zastosowano technologię niebieskiego światła, która pozwala na szybsze i dokładniejsze pomiary. Dodatkowym atutem jest kompaktowość i mobilność urządzenia, które może wykonywać pomiary nie tylko w pracowni, ale także na miejscu u zleceniodawcy. Wyniki pomiarów można analizować za pomocą darmowego oprogramowania, które dostępne jest do pobrania ze strony producenta.

Profesjonalne oprogramowanie typu CAD 2D/3D – Solid Edge Oprogramowanie to umożliwia w pracowni przygotowywanie projektów stanowisk z zakresu automatyki i robotyki oraz wykonywanie projektów na zlecenie firm zewnętrznych. Oprogramowanie pozwala m.in. na modelowanie części i złożeń oraz generowanie dokumentacji płaskiej. OMRON ELECTRONICS Sp. z o.o. ul. Cybernetyki 7A, Budynek Luminar 02-677 Warszawa tel. 22 458 66 66, fax 22 458 66 60 e-mail: info.pl@eu.omron.com www.industrial.omron.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Pomiary MONITOROWANIE

Sprężone powietrze niesłusznie uważane jest za jeden z najtańszych nośników energii. Założenie to często prowadzi do akceptacji rozwiązań i procedur, które dopuszczają zbyt wysokie zużycie powietrza, traktując ten fakt jako nieistotny dla analizy bilansu ekonomicznego zakładu.

Biorąc pod uwagę niedużą sprawność wytwarzania sprężonego powietrza, wynikającą z zachodzących przemian termicznych, ograniczone możliwości przesyłowe gazu, zależność ciśnienia i przepływu od architektury sieci oraz algorytmu działania elementów wykonawczych, można dostrzec specyficzną dwoistość energetyczną sprężonego powietrza. Zaniedbane może generować

Promocja

poważne straty finansowe w sposób dyskretny i ciągły. Natomiast odpowiednio monitorowane, utrzymane i wykorzystywane w świadomy sposób, umożliwia osiąganie oszczędności na zaskakująco wysokim poziomie.

Zwiększanie efektywności energetycznej Strategia zwiększania efektywności energetycznej w obszarze sprężonego powietrza musi bazować równocześnie na wielu zależnych od siebie działaniach. Są one związane z modernizacją sieci, doborem maszyn i komponentów, optymalizacją połączeń, monitoringiem statycznych i dynamicznych procesów produkcyjnych oraz wypracowaniem i wdrożeniem właściwych schematów zachowań ludzkich. Narzędziami ułatwiającymi realizację każdego z tych zadań są usługi

serwisowe Festo, prowadzone zgodnie z wymaganiami normy ISO/DIN 11011. Wyznacza ona standardy audytów efektywności energetycznej sprężonego powietrza. Wdrożenie projektu zwiększenia efektywności energetycznej może być realizowane według modelu Bottom To Top. Polega on na realizowaniu nieagresywnych inwestycyjnie cykli oraz stopniowym zwiększaniu ich zasięgu, z implementacją bardziej zaawansowanych technologii, finansowanych już z oszczędności wypracowanych w poprzednich cyklach. W przypadku takiego schematu wdrażania środków utrzymania ruchu, korzyści wynikające z pierwszych, małych audytów, zapewnią w krótkim czasie, praktycznie bez kosztów początkowych, pełną profilaktykę i monitoring efektywności o znaczących indeksach oszczędności.

Fot. Festo

Efektywność energetyczna według FESTO

Analiza zużycia energii przy wytwarzaniu sprężonego powietrza System sprężania musi być w stanie przygotować i wytworzyć sprężone powietrze do zasilania wielu różnych odbiorników, zapewniając odpowiednią ilość i jakość powietrza w opłacalny i wydajny sposób.

Cel serwisu • stworzenie profilu zużycia energii w odniesieniu do zapotrzebowania na sprężone powietrze, w różnych okresach działania (obciążenie bazowe i szczytowe), z uwzględnieniem i rejestracją chwilowych wahań, • wyznaczenie sposobów uzyskania potencjalnych oszczędności.

Zakres usługi • monitorowanie zużycia sprężonego powietrza w okresie kilku dni, łącznie z przestojami i dniami wolnymi od pracy, • pomiar parametrów procesu – czasu pracy sprężarek, bieżącego i łącznego zużycia sprężonego powietrza, wartości i zakresu zmian ciśnienia, • określenie sprawności sprężania przez porównanie zużycia energii elektrycznej z ilością dostarczonego powietrza, • analiza danych i kosztów w celu określenia środków służących poprawie wyników.

Fot. Festo

Korzyści dla klientów • pomiar układu sprężania, niezależny od producenta, • prowadzenie pomiarów podczas pracy systemu,

• jednoznaczne dane o zużyciu energii w całej instalacji, • uwidocznienie kosztów zużycia sprężonego powietrza, • pomiar i wykazanie rezerwy systemu.

Analiza zużycia sprężonego powietrza Znajomość poziomu zużycia sprężonego powietrza przez poszczególne maszyny ma istotne znaczenie dla optymalnej konfiguracji podaży i dystrybucji sprężonego powietrza.

Cel serwisu • wyznaczenie zużycia sprężonego powietrza i strat powodowanych przez nieszczelności, • wyznaczenie charakterystycznych wartości ciśnienia i przepływu.

Zakres usługi • dokładny pomiar zużycia sprężonego powietrza przez poszczególne maszyny, w stanie statycznym (przestój) i dynamicznym (praca), • rejestracja parametrów – zużycie powietrza przypadające na cykl pracy maszyny, średnie zużycie minutowe, maksymalne i minimalne ciśnienie w cyklu, maksymalne i minimalne natężenie przepływu, • dokumentacja i analiza wyników pomiarów.

Korzyści dla klientów • wykazanie rzeczywistego zużycia sprężonego powietrza przez poszczególne maszyny, • eliminacja niepożądanego spadku ciśnienia lub zbędnego zużycia energii na skutek,

• niedostatecznej podaży powietrza, • określenie wielkości i kosztów zużycia sprężonego powietrza, związanego z nieszczelnościami, • możliwość optymalnej konfiguracji dostaw sprężonego powietrza do maszyn, • znajomość potencjalnych źródeł oszczędności.

Analiza jakości sprężonego powietrza Obecność oleju, wody lub cząstek stałych w sprężonym powietrzu ma negatywny wpływ na trwałość komponentów i zespołów pneumatycznych. Substancje te przyczyniają się do usuwania smaru technologicznego oraz powodują zużycie i uszkodzenia uszczelnień lub innych współpracujących elementów. W efekcie rosną nie tylko koszty operacyjne, ale przede wszystkim te wynikające z nieplanowanych przestojów.

Cel serwisu • zwiększenie sprawności maszyn i niezawodności procesów, • zmniejszenie kosztów utrzymania ruchu.

Zakres usługi • centralny lub rozproszony pomiar jakości sprężonego powietrza – kontrola zespołów przygotowania powietrza, pomiar zawartości wody i oleju, • wyznaczenie ciśnieniowego punktu rosy, • pomiar temperatury i ciśnienia powietrza, • dokumentacja i analiza wyników.

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Pomiary MONITOROWANIE

Tab. 1. Koszty związane z pojedynczym wyciekiem o przykładowej średnicy, ponoszone w ciągu roku Średnica otworu

Strata powietrza (6 bar)

Strata energii

Koszty

[mm]

[l/min]

[m3/h]

[kW]

[euro/rok]

4,8

0,4

320

670

3200

1857

111

8000

7850

471

34 400

Korzyści dla klientów

Cel serwisu

• zapewnienie optymalnej jakości sprężonego powietrza, • większa trwałość elementów pneumatycznych, • ograniczenie do minimum występowania nieoczekiwanych usterek maszyn, • możliwość modyfikacji sposobu przygotowania sprężonego powietrza na podstawie uzyskanych danych.

• wykrywanie nieszczelności w poszczególnych maszynach, systemach lub w całej instalacji, • oznakowanie, rejestrowanie i dokumentowanie wycieków, • opracowanie indywidualnych planów działania w celu eliminacji nieszczelności.

Wykrywanie nieszczelności Systematyczne wykrywanie nieszczelności w instalacjach sprężonego powietrza i ich sprawne usuwanie znacząco zmniejszają koszty. Według autorów studium „Compressed Air Systems in the European Union”, opublikowanego przez Instytut Fraunhofera ISI, eliminacja samych tylko nieszczelności może przynieść zwrot w postaci 42 proc. łącznych potencjalnych oszczędności.

Zakres usługi • badanie całego systemu sprężonego powietrza – od sprężarki po końcowe urządzenia wykonawcze, • wykrywanie nieszczelności podczas pracy urządzeń, przy użyciu detektorów ultradźwiękowych, • oznaczenie wykrytych nieszczelności, • klasyfikacja przecieków według wielkości, na potrzeby obliczania strat powietrza, • rejestracja wszystkich informacji, niezbędnych do napraw i usprawnień.

Tab. 2. S traty spowodowane dużą liczbą wycieków oraz wynik wdrożenia likwidującego nieszczelności Stan pierwotny

Powierzchnia zakładu

50 000 m2

Moc zainstalowanych sprężarek

410 kW

Zapotrzebowanie na sprężone powietrze

40 m3/min

Czas pracy

8000 h/rok

Ciśnienie sterujące

6 bar 16 475 000 m3/rok

Zużycie sprężonego powietrza Średnia cena sprężonego powietrza

0,018 euro/m3

Koszty sprężonego powietrza

295 000 euro/rok Wynik audytu

Liczba wykrytych nieszczelności

296

Łączne straty sprężonego powietrza

1 625 815 m3/rok

Straty z tytułu nieszczelności

29 265 euro/rok

Koszty projektu poprawy efektywności energetycznej (w tym koszty audytu i części zamiennych)

31 000 euro

Oszczędności Okres amortyzacji wdrożenia

• pomiary prowadzone bez konieczności wstrzymania produkcji, • szybkie wykrycie i zaliczenie nieszczelności do określonych kategorii, • uwidocznienie strat energii i kosztów wynikających z nieszczelności instalacji, • uzyskanie szczegółowej listy wymaganych napraw, ze wskazaniem części zamiennych, • możliwość śledzenia oszczędności dzięki rejestracji danych bieżących i historycznych.

Zwiększanie efektywności energetycznej w liczbach Aby dostrzec rozmiar strat związanych z wyciekami sprężonego powietrza, warto analizować pomiary w dłuższym okresie. Akademickim przykładem (tab. 1) może być wyciek z jednej tylko nieszczelności o przykładowej średnicy, rozpatrywany w czasie roku (do obliczeń przyjęto średni występujący w przemyśle koszt wytwarzania sprężonego powietrza). Straty wynikające z dużej liczby wycieków ilustruje kalkulacja wdrożenia programu zwiększenia efektywności energetycznej (tab. 2), polegającego na wykryciu i eliminacji wycieków na poziomie całej sieci pneumatycznej w jednym z zakładów należących do światowego producenta żywności. Spektakularnym przykładem wdrożenia przez Festo programu zwiększenia efektywności energetycznej może być również holenderska firma Tate&Lyle, będąca światowym producentem składników i rozwiązań dla przemysłu spożywczego. W przedsiębiorstwie, działającym pod presją ogromnej konkurencji, postanowiono przebadać szczelność wszystkich pracujących w zakładzie systemów sprężonego powietrza. Specjaliści z firmy Festo dokonali przeglądu systemów i znaleźli mnóstwo przecieków. Ogółem firma traciła sześć tysięcy litrów powietrza na minutę, co odpowiadało około 8 proc. kosztów sprężonego powietrza. Przy założeniu, że średnia cena metra sześciennego sprężonego powietrza wynosi 0,025 euro, roczne oszczędności osiągają poziom 75 tys. euro.

Jacek Paradowski Festo Sp. z o.o.

Efekt wdrożenia projektu

Redukcja kosztów sprężonego powietrza

Korzyści dla klientów

Janki k/Warszawy

10 %

ul. Mszczonowska 7, 05-090 Raszyn

29 265 euro/rok

tel. 22 711 41 00, fax 22 711 41 02

13 miesięcy

e-mail: festo_poland@festo.com www.festo.pl

MIÊDZYNARODOWE ENERGETYCZNE TARGI BIELSKIE BIELSKO-BIA£A INTERNATIONAL POWER INDUSTRY FAIR

ENERGETAB

16 - 18 wrzeœnia / September 2014

rynek i technologie POMIAR POZIOMU

Kontrola poziomu materiałów sypkich umożliwia zakładom produkcyjnym i magazynom właściwą organizację logistyki oraz optymalną realizację zadań produkcyjnych.

Pomiar poziomu materiałów sypkich Metody i urządzenia

Metody kontaktowe W przypadku pomiaru kontaktowego mierzony surowiec, znajdujący się w zbiorniku, ma bezpośredni kontakt z urządzeniem pomiarowym opuszczanym na linie. Metody kontaktowe stosowane są podczas pomiarów materiałów o małej granulacji. Wówczas są stosowane sondy elektromechaniczne, pojemnościowe, a także sondy mikrofalowe z falowodem.

Sondy elektromechaniczne Pomiar za pomocą sondy elektromechanicznej polega na badaniu poziomu w zbiorniku z użyciem ciężarka, umieszczonego na końcu liny rozwijanej i zwijanej na bębnie. Specjalny układ elektroniczny wykrywa moment, w którym ciężarek osiada na powierzchni medium i przelicza liczbę obrotów bębna na aktualny poziom substancji w zbiorniku. Po wykryciu poziomu następuje zwinięcie linki lub taśmy na bęben. Pomiar uruchamiany jest cyklicznie, w stałych odstępach czasu, lub przez podanie sygnału do układu sterującego. Obecnie urządzenia te są zastępowane metodami radarowymi. Sondy elektromechaniczne były do połowy lat 90. ubiegłego wieku traktowane jako standard przy pomiarach poziomu cementu,

wapna czy popiołu w wysokich silosach. Do ich zalet należy zaliczyć całkowitą niewrażliwość na zapylenie w zbiorniku oraz praktycznie nieograniczony zakres pomiarowy (nawet do 70 m). Po przełomie w zakresie techniki mikrofalowej sondy te zostały wyparte przez inne rozwiązania, które obnażyły ich wady. Precyzyjne układy elektroniczne sond elektromechanicznych są kosztowne i wymagają okresowych zabiegów konserwacyjnych. Największym problemem jest w ich przypadku pył, który dostaje się do wnętrza komory bębna za pośrednictwem oblepionej nim linki pomiarowej. Powoduje to, że sonda wymaga czyszczenia komory bębna, okresowej wymiany elementów napędowych oraz samej linki. Dodatkowym problemem jest ryzyko, że ciężarek sondy zostanie przypadkowo zasypany przez obsuwający się materiał. W takim przypadku może nastąpić poważne uszkodzenie mechaniczne sondy, łącznie z zerwaniem linki. Utrudnione są także pomiary w zbiornikach napełnianych pneumatycznie – w ich przypadku proces pomiarowy może zostać zapoczątkowany dopiero po wyłączeniu pompy, ponieważ mieszająca się wraz z masami powietrza linka z ciężarkiem może łatwo zahaczyć o elementy wewnętrzne zbiornika, np. o drabinki rewizyjne. Obecnie sondy elektromechaniczne są wymienianie na inne, odporniejsze i tańsze urządzenia bezkontaktowe.

Sondy pojemnościowe Metoda pomiaru za pomocą sondy pojemnościowej polega na określaniu pojemności elektrycznej między elektrodą kablową a ścianą zbiornika. Ponieważ wzrost pojemności jest ściśle powiązany ze stałą dielektryczną materiału sypkiego, konieczna jest kalibracja urządzenia pomiarowego, polegająca na zasymulowaniu dwóch poziomów w zbiorniku (producenci zalecają, aby różnica poziomów nie była mniejsza niż 50 proc.). Warunkiem pracy sondy jest brak kontaktu elektrody ze ścianą lub dnem zbiornika. Sondy pojemnościowe są rozwiązaniem ekonomicznym, szczególnie w przypadku, gdy dokładność pomiaru nie jest bardzo istotna. Oblepienie liny nie stanowi w tym przypadku problemu, powoduje jedynie minimalne zawyżenie wskazań. Dokładność metody pojemnościowej pomiaru wynosi kilka procent, co jest spowodowane zmianą wilgotności materiału. Przykładowo stała dielektryczna cementu oraz wapna kształtuje się na poziomie 2–5, podczas gdy wody – aż 80. Tak więc stabilność wilgotności materiału jest istotnym warunkiem poprawności pomiaru. Dużym utrudnieniem jest konieczność kalibracji, co przy wielkich silosach powoduje, że czas oczekiwania związany z napełnieniem lub opróżnieniem zbiornika może wynosić nawet kilka tygodni. Sonda nie nadaje się natomiast do pomiaru poziomów materiałów sypkich o większej granulacji, gdyż grożą one uszkodzeniem liny.

Fot. Endress+Hauser

Wyróżniamy wiele metod pomiaru poziomu materiałów sypkich, ale wszystkie można podzielić na metody kontaktowe i bezkontaktowe.

Metody bezkontaktowe W metodach bezkontaktowych stosowane są urządzenia pomiarowe ultradźwiękowe lub radarowe. Dodatkowo stosowane są pomiary urządzeniami izotopowymi i laserowymi.

Metoda ultradźwiękowa Pomiar metodą ultradźwiękową polega na tym, że nadajnik wysyła falę ultradźwiękową, która po odbiciu od powierzchni produktu dociera do odbiornika. Mierząc czas potrzebny na pokonanie drogi, czyli czas przelotu wiązki, oraz mnożąc go przez prędkość propagacji fali, przetwornik określa odległość między nadajnikiem a powierzchnią medium. Po uwzględnieniu wysokości zbiornika mikroprocesor oblicza rzeczywisty poziom produktu, który jest w nim zgromadzony. Metoda ta umożliwia dokonanie pomiaru poziomu materiałów sypkich o dowolnej granulacji, a także pomiar grubości warstwy materiału na taśmociągach czy przesypach. Sonda ultradźwiękowa jest urządzeniem bardzo trwałym w eksploatacji. Podczas stosowania metody ultradźwiękowej konieczna jest kompensacja błędu od temperatury. Poważnym problemem jest silne tłumienie fali w czasie pneumatycznego napełniania zbiornika. Innym problemem są powstające stożki i leje w zbiornikach, które przyczyniają się do rozpraszania sygnału. W przypadku metody ultradźwiękowej wysyłana jest fala, którą trudno ukierunkować, ze względu na kąt propagacji, wynoszący około 9°. Jeżeli mamy do czynienia z coraz większą odległością w zbiorniku, to jednocześnie zwiększa się szerokość wiązki. Jeżeli pomiar jest wykonywany w zbiorniku zamkniętym, należy wziąć pod uwagę to zjawisko, gdyż wiązka może odbić się od przeszkody a nie od mierzonego surowca. W przypadku dokonywania pomiaru np. w zbiornikach z cementem sonda może nie odebrać sygnału odbitego z powodu przeszkód zakłócających wiązkę i wówczas pomiar będzie nieprawidłowy. W celu zabezpieczenia zbiorników przed przepełnieniem stosowane są sygnalizatory wibracyjne lub pojemnościowe. Podczas pomiarów w małych zbiornikach istotnym problemem jest strefa martwa, oznaczająca minimalny dystans między głowicą a poziomem, którego przekroczenie może spowodować wskazanie przez sondę echa wielokrotnego. Wówczas zostaje zaniżony wynik pomiaru, np. sonda o zakresie 15 m ma strefę martwą 80 cm. Najczęściej sondy ultradźwiękowe wskazane są w zbiornikach napełnianych węglem, piaskiem, kamieniem itp.

Aseptyczny sygnalizator poziomu niewrażliwy na osady i pianę

 Łatwy montaż  Wytrzymała i szczelna obudowa ze stali kwasoodpornej

Radarowe przetworniki poziomu są sprawdzonymi przyrządami w przemyśle chemicznym i petrochemicznym, ale od lat 90. stosuje się je również do pomiaru poziomu materiałów sypkich. Zasada działania bazuje na pomiarze czasu przelotu impulsów mikrofalowych (o częstotliwości 6–78 GHz), emitowanych przez antenę i odbijanych od powierzchni produktu na skutek zmiany impedancji falowej. W wyniku rozwoju techniki mikrofalowej już kilkanaście lat temu pojawiły się sondy radarowe do pomiarów materiałów sypkich. Mają one sygnał silniejszy o 30 dB niż ich odpowiedniki, przeznaczone do pomiarów cieczy. Najnowsze radary produkowane są w wersji dwuprzewodowej i mają zakres pomiarowy do 100 m oraz kąt wiązki wynoszący zaledwie 4°. Bardzo ważną zaletą technologii radarowej jest to, że na propagację mikrofal nie wpływa zapylenie. W praktyce ma to ogromny wpływ na uzyskanie wiarygodnego pomiaru

 Nastawa czułości w zależności od medium  Różne długości sond  Szeroka gama adapterów montażowych

REKLAMA

Fot. Endress+Hauser

Metoda radarowa

ifm electronic sp. z o.o. ul. Węglowa 7, 40-106 Katowice tel.: +48 32 608 74 54 faks: +48 32 608 74 55 Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014 77 e-mail: info.pl@ifm.com www: www.ifm.com/pl

rynek i technologie POMIAR POZIOMU

Tab. Zestawienie parametrów przykładowych urządzeń do pomiaru materiałów sypkich Producent

ABB

laser średniego zasięgu LM80

laserowy skaner objętości VM3D

ultradźwiękowy przetwornik LST400

w zależności od koloru materiału 30…100 m

półsfera o promieniu 93 m

15 m

nie dotyczy, laser ma pomiar punktowy

7°

Maksymalna częstotliwość cyfrowego sygnału wyjściowego

nie dotyczy

41 kHz

Czas reakcji na wyjściu cyfrowym

brak danych

4…20 mA, 2 przekaźniki SPST

nie dotyczy (wyniki prezentowane są na stronie internetowej)

4…20 mA, HART, 5 przekaźników SPDT

na stycznikach można ustawić histerezę

nie dotyczy

na stycznikach można ustawić histerezę

±30 mm

±30 mm dla pojedynczego punktu, 2 % dla obliczonej objętości

0,25 % pełnego zakresu z kalibracją temperatury

brak danych

–40…+60 °C (przy pomiarze przez wziernik maksymalna temperatura wzrasta)

–20…+50 °C

–20…+65 °C

nie dotyczy, pomiar niezależny od temperatury

tak

Zakres nominalnego napięcia zasilającego

18…32 V DC

115…230 V AC

110…240 V AC, 20…30 V DC

Dopuszczalne tętnienie napięcia zasilającego

brak danych

Prąd upływu

brak danych

Maksymalne napięcie szczątkowe na wyjściu

brak danych

Maksymalny prąd obciążenia wyjściowego

brak danych

tak

nie dotyczy

automatyczna

Zabezpieczenie elektryczne wyjścia cyfrowego

brak danych

Kompatybilność elektromagnetyczna

brak danych

Zabezpieczenie elektryczne wyjścia analogowego

brak danych

IP66

IP65 przetwornika, IP68 czujnika

aluminium malowane proszkowo (opcjonalnie stal nierdzewna 316)

aluminium malowane proszkowo

nie dotyczy

pianka poliestrowa

Masa

1,6 kg

skaner + jednostka centralna 24 kg

1 kg

Strefa martwa czujnika

0,5 m

ATEX, strefa 2 dla gazów, strefa 21 dla pyłów

urządzenie służy do pomiaru objętości materiałów sypkich a nie poziomu

brak danych

Dystrybutor Model produktu

Nominalna strefa działania Szerokość wiązki pomiarowej

Wyjścia Histereza przełączania Dokładność Rozdzielczość Zakres dopuszczalnej temperatury pracy

Kompensacja temperatury

Regulacja czułości

Stopień ochrony Materiał obudowy Materiał czoła głowicy czujnika

Inne

materiał przetwornika: polikarbon

4…2

±2 m

PBT, a

Atest S zabrudze penumaty

Endress+Hauser

Fine Tek

Endress+Hauser

ZACH METALCHEM

Micropilot FMR57 radar bezkontaktowy

Levelflex FMP57 radar z falowodem

Prosonic S ultradźwiękowy układ pomiarowy

miernik elektromechaniczny typu EE300

70 m

45 m

70 m

0 ... 30 m

3,5–10°

nie dotyczy

6–12°

nie dotyczy

26 GHz

1,5 GHz

90 kHz

nie dotyczy

od 0,8 s

od 1 s

nie dotyczy

SPDT

4…20 mA/HART, Foundation Fieldbus PROFIBUS PA, DC-PNP

4 … 20 mA/HAR PROFIBUS DP, zestyki SPDT

0/4…20 mA + wyjście impulsowe + SPDT×2 + RS-485

erezę

swobodnie programowalna

brak danych

±2 mm z świadectwem wzorcowania 5-punktowego

± 2 mm z świadectwem wzorcowania 5-punktowego

2 mm ± 0,1 7 % odległości mierzonej

±5 cm

1 mm

brak danych

–40 ...450 °C

–40 ...200 °C

–40 ...150 °C

–35 ... 80 °C

nie dotyczy

tak

brak danych

10,4…36 V DC 90… 230 V AC

10,4…36 V DC 90…230 V AC

10,4…36 V DC 90… 230 V AC

100 ... 240 V AC 50 Hz

nie dotyczy

brak danych

nie dotyczy

brak danych

nie dotyczy

brak danych

nie dotyczy

brak danych

nie dotyczy

brak danych

tak

brak danych

nie dotyczy

brak danych

nie dotyczy

brak danych

IP68

IP66

PBT, aluminium, stal nierdzewna 316L

PBT, aluminium

alumiunium

stal nierdzewna 316L

PVDF, aluminium

nie dotyczy

od 3 kg

od 1 kg

13 kg

nie dotyczy

od 70 mm

0,5 m

Atest SIL2/3, automatyczne wykrywanie zabrudzenia anteny, wbudowane czyszczenie penumatyczne, polski język menu użytkownika

Atest SIL2/3, polski język menu użytkownika

polski język menu użytkownika

opisane w karcie katalogowej

mperatury

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

rynek i technologie POMIAR POZIOMU

Tab. Zestawienie parametrów przykładowych urządzeń do pomiaru materiałów sypkich (ciąg dalszy) Producent

Honeywell

MBA Instruments

Sensor-ACM

CTMS

radarowy przetwornik poziomu Smart Line RM60

czujnik membranowy MBA 100

czujnik łopatkowy MBA 210/220/230 MAIHAK

Nominalna strefa działania

80 m

reakcja na bezpośredni nacisk

bezpośrednie działanie materiału na łopatkę czujnika

Szerokość wiązki pomiarowej

4–10°

nie dotyczy

Maksymalna częstotliwość cyfrowego sygnału wyjściowego

nie dotyczy

Czas reakcji na wyjściu cyfrowym

brak danych

nie dotyczy

4… 20 mA Fieldbus Foundation PROFIBUS PA

stycznik beznapięciowy

brak danych

włączenie przy nacisku 950 g wyłączenie przy nacisku 350 g

brak danych

±3 mm (±0,12”), dla dystansu < 10 m (33 ft); ±0,03 % mierzonej odległości, dla dystansu > 10 m (33 ft)

brak danych

1 mm

brak danych

–50…+150 °C

–20…+300 °C

elektronika –15…+60 °C, wewnątrz do +350 °C, do 800 °C wersja specjalna

brak danych

nie dotyczy, pomiar niezależny od temperatury

14…30 V DC

do 230 V 16 A

230 V AC/ 115 V AC/ 24 V AC/ 24 V DC

Dopuszczalne tętnienie napięcia zasilającego

brak danych

Prąd upływu

brak danych

Maksymalne napięcie szczątkowe na wyjściu

brak danych

Maksymalny prąd obciążenia wyjściowego

brak danych

Regulacja czułości

brak danych

nie

tak

Zabezpieczenie elektryczne wyjścia cyfrowego

brak danych

Kompatybilność elektromagnetyczna

brak danych

Zabezpieczenie elektryczne wyjścia analogowego

brak danych

IP66/67 zgodny z NEMA type 4X

IP65

standard: aluminium opcja: stal nierdzewna (1.4404/316 L)

aluminiowy odlew 230D

standard dla anteny Horn: stal nierdzewna (1.4404/316L); opcja dla anteny Horn: Hastelloy; C-22 (2.4602) (2); standard dla anteny Drop: PTFE; PP; antena w wykonaniu higienicznym: PEEK – materiał zgodny z regulacją FDA

stal nierdzewna

stal nierdzewna 1.4301/AISI 304

brak danych

2,0 kg

brak danych

przedłużona długość anteny + długość anteny + 0,1 m/4² (500 mm/20² dla anteny w wykonaniu higienicznym)

brak danych

Strefa wolna jak i zagrożona wybuchem (pyły i gazy) – ATEX

brak danych

II 1/ 2 D IP65 T (pył-Ex strefa 20/21), II 2G EEx de IIC/IIB T1/T2/T3 (gaz-Ex strefa 1)

Dystrybutor Model produktu

Wyjścia Histereza przełączania Dokładność Rozdzielczość Zakres dopuszczalnej temperatury pracy Kompensacja temperatury Zakres nominalnego napięcia zasilającego

Stopień ochrony Materiał obudowy

Materiał czoła głowicy czujnika

Masa Strefa martwa czujnika

Inne

bezpośred

nie

stal

MBA Instruments

Microdetector

Senix

Siemens Miltronics

CTMS

SELS

Siemens

czujnik wibracyjny MBA 700

UT2F

TSPC15S

Sitrans LR560

bezpośrednie działanie materiału na łopatkę czujnika

9,1 m

0–40 m lub 0–100 m

nie dotyczy

15°(±2°)

8…12°

4°

nie dotyczy

1 Hz

10 Hz

78 GHz, FMCW (ciągła modulacja częstotliwości fali)

500 ms

100 ms

10 s

brak danych

PNP/NPN/0-10 V/4–20 mA/mieszane w zależności od wykonań

2×PNP/NPN 0–10 V, 4–20 mA

4...20 mA Hart, PROFIBUS PA, Foundation Fieldbus

2…5 s

regulowana

brak danych

1 %

0,5 %

25 mm lub 0,25 %

brak danych

1 mm

0,17 mm

1 mm

wnątrz do pecjalna

–40…+70 °C, wewn. zb. –40…+70/150 °C

–20 °C…+70 °C

–40…+70 °C

–40…+100 °C lub –40…+200 °C

eżny

nie dotyczy, pomiar niezależny od temperatury

tak

pomiar radarowy, niezależny od temperatury

20…230 V AC/V DC 3 W

12–30 V DC

10–30 DC

zasilanie z pętli sygnałowej 24 V DC, dla wersji PROFIBUS PA: 9…32 V

brak danych

5 %

10 %

brak danych

<10 mA

brak danych

2,2 V

brak danych

8/16 mA

50 mA

150 mA

22,6 mA

nie

przycisk

zdalne Senix View, RS-485/232, Modbus

swobodna regulacja zera i zakresu 0…100 %

brak danych

przeciążenie krótkotrwałe

przeciążenie długotrwałe

brak danych

CE, EMC, UL

EMC: EN61000-4-2…8, R&TTE (Europa), FCC, Industry Canada,

przepięcia impulsowe

brak danych

30 MAIHAK

eriału

24 V DC

I 304

20/21), /T3

brak danych IP65

IP67

IP68

aluminiowy odlew 230D

tworzywo PBT/metal

stal nierdzewna

stal k.o.

stal nierdzewna 1.4301/AlSI 304

powłoka epoksyd i szkło

40 m: PEI 100 m: PEEK

brak danych

130 g

350 g

3,2 kg

brak danych

350 mm

254 mm

0,4 m

regulowana histereza przełączania

dostępne różne wykonania, np. odporne na środki chemiczne(LVL), strefa działania do 15 m, darmowy program Senix View pozwala na ustawienie odpowiednich filtrów (eliminację zakłóceń) i wizualizację

zintegrowane przyłącze do przedmuchu, czyszczenia anteny, płaska antena soczewkowa, dopuszczenie do pracy w otwartym terenie, poza zbiornikiem Sitrans LR560, Certyfikat do pracy w strefie zagrożonej wybuchem, ATEX II 1D 1/2D 2D, 3G Ex nA/nL

brak danych

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

rynek i technologie POMIAR POZIOMU

Tab. Zestawienie parametrów przykładowych urządzeń do pomiaru materiałów sypkich (dokończenie) Producent

Solid AT

Negelap-Automatyka

MonoScan

SmartScan50

Gauger 420

5/8,5 m

8,5 m

8/9,5 m

5°

25 Hz

50 Hz

75 Hz/50 Hz

brak danych

4…20 mA, 2-przew.

4…20 mA + 5 wyjść przekaźnikowych, RS-232 (lub RS-485)

4…20 mA, 2-przew. + HART

Histereza przełączania

brak danych

ustawiana dla wyjść przekaźnikowych

brak danych

Dokładność

0,25 % rdg

0,2 % rdg

0,3 % rdg

1 mm

max. 70 °C

max. 100 °C

max. 70 °C

Kompensacja temperatury

automatyczna

Zakres nominalnego napięcia zasilającego

12…28 V DC

18…30 V DC lub 100…240 V AC

13…33 V DC

Dopuszczalne tętnienie napięcia zasilającego

nie dotyczy

Prąd upływu

nie dotyczy

Maksymalne napięcie szczątkowe na wyjściu

brak danych

23 mA

konfiguracja zakresu, czułość ustawiana automatycznie

brak danych

CE, EMC, aprobata ATEX

brak danych

IP65 /NEMA 4 (IP67 dla Ex)

IP65/NEMA4X lub IP67/NEMA6

IP65/IP67, IP68 do 96 godz. w wodzie przy zanurzeniu 1,8 m

ABS + UV

PC/ABS + UV

PP lub PVDF

PP lub PVDF /szkło epoksydowe

PVDF

1,4 kg

ok. 1,6 kg

ok. 0,96 kg

0,25 m/0,6m

0,4 m

0,15/0,35 m

uniwersalny dla materiałów sypkich, cieczy i przepływu w kanałach otwartych

Dystrybutor Model produktu

Nominalna strefa działania Szerokość wiązki pomiarowej Maksymalna częstotliwość cyfrowego sygnału wyjściowego Czas reakcji na wyjściu cyfrowym Wyjścia

Rozdzielczość Zakres dopuszczalnej temperatury pracy

Maksymalny prąd obciążenia wyjściowego Regulacja czułości Zabezpieczenie elektryczne wyjścia cyfrowego Kompatybilność elektromagnetyczna Zabezpieczenie elektryczne wyjścia analogowego Stopień ochrony Materiał obudowy Materiał czoła głowicy czujnika Masa Strefa martwa czujnika Inne

son

(

4…20

dla 9

dopusz w

ART

stawiana

wodzie

ch, cieczy artych

Vega

Introl

sonda radarowa VEGAPULS 68

sonda radarowa z falowodem VEGAFLEX 82

sonda pojemnościowa VEGACAL 65

75 m

32 m

3…20° (w zależności od anteny)

nie dotyczy

< 700 ms

< 500 ms

nie dotyczy

4…20 mA/HART, Foundation Fieldbus PROFIBUS PA, Modbus

4…20 mA/HART, Foundation Fieldbus PROFIBUS PA

nie dotyczy

±2 mm

< 0.25 % zakresu pomiarowego

brak danych

–196...+450 °C

–40...+200 °C

–50...+200 °C

nie dotyczy

w zależności od wersji 9,6…36 V DC

w zależności od wersji 9,6…35 V DC

w zależności od wersji 12…36 V DC

dla 9,6 V < UB < 14 V £ 0,7 Veff (16…400 Hz)

dla 18 V< UN < 35 V £ 1 Veff (16… 400 Hz)

u < 100 Hz Uss < 1 V u 100 Hz…10 kHz Uss < 10 mV

brak danych

tak

brak danych

w zależności od wersji do IP66/IP68 (1 bar)

PBT, sluminium, stal nierdzewna 316L

PBT, aluminium, stal nierdzewna 316L

stal 316L

~2,5 kg

~2 kg

~3 kg

brak

dopuszczenie ATEX, SIL dopuszczenie ATEX I M2 Ex do pracy w podziemnych wyrobiskach

dopuszczenie ATEX, SIL

poziomu materiałów sypkich, nawet w środowiskach o ekstremalnie wysokim stężeniu pyłu. W zależności od warunków pewna ilość pyłu mimo wszystko będzie odkładać się na czujniku, jednak to, czy wpłynie to na precyzję pomiaru zależy od wilgotności oblepienia. Dlatego obecnie stosowanych jest wiele osłon z różnych materiałów, zapobiegających nadmiernemu zabrudzeniu systemów antenowych. Na rynku dostępne są ochronne pokrywy wykonane z PP lub PTFE, a także elastyczne osłony materiałowe lub pneumatyczne układy czyszczenia. Radary są również jedyną uniwersalną metodą pomiarową, która w praktyce może zastąpić większość wcześniej omawianych. Dodatkowo ten sam przyrząd może być stosowany do pomiaru cieczy i materiałów sypkich, co znacznie redukuje koszty magazynowania części zapasowych i ułatwia serwis. Sondy radarowe mogą pracować w temperaturze do 200 °C, a niektóre z nich nawet do 400 °C. Moc radarów impulsowych jest wciąż poniżej dopuszczalnych limitów, co powoduje, że urządzenie może być stosowane w dowolnych warunkach, np. na otwartych przestrzeniach – w pomiarach na przesypach przenośników taśmociągowych. Metoda radarowa może być też stosowana do pracy w strefie zagrożenia wybuchem. Prognozy wskazują, że każdy rok przynosi wzrost sprzedaży sond radarowych o około 10 proc. Jednocześnie na rynku nie ma obecnie innej, równie uniwersalnej metody pomiarowej do materiałów sypkich.

Sonda radarowa z falowodem Sonda radarowa z falowodem umożliwia pomiar poziomu zarówno dla cieczy, jak i materiałów sypkich. Metoda pomiaru jest niewrażliwa na kształt usypania surowców i kąt odbicia fali elektromagnetycznej od jego powierzchni. Sondy takie znajdują zastosowanie m.in. w przemyśle rafineryjnym i w energetyce. Ich zasada działania bazuje na pomiarze czasu przelotu impulsów elektromagnetycznych wysokiej częstotliwości, wysyłanych wzdłuż falowodu. Jeżeli impulsy napotykają na swej drodze zmianę impedancji falowej (np. powierzchnię produktu), następuje ich częściowe lub całkowite odbicie. Znajomość wysokości zbiornika i zmierzonej odległości pozwalają obliczyć poziom produktu. Ze względu na zastosowanie falowodu, urządzenie ma takie same ograniczenia, jak sonda pojemnościowa, ponieważ Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

rynek i technologie POMIAR POZIOMU

Laserowe przetworniki poziomu Laserowe przetworniki poziomu charakteryzują się dużą szybkością odpowiedzi oraz wysoką dokładnością pomiaru. Rozwiązania te bardzo dobrze sprawdzają się przy dokonywaniu pomiaru poziomu wypełnienia silosów, rozdrabniarek i stosów materiałów sypkich. Dzięki laserowemu pomiarowi za pomocą skanera 3D otrzymuje się bardzo dokładną mapę badanej powierzchni. W przypadku, gdy laserowe przetworniki poziomu działają samodzielnie, uzyskuje się pomiar odległości w postaci sygnału prądowego 4–20 mA. W trakcie pomiaru czujnik laserowy emituje wiązkę impulsów świetlnych i rejestruje impulsy odbite od powierzchni mierzonego materiału. Poziom substancji w zbiorniku określany jest na podstawie pomiaru czasu koniecznego na dotarcie i powrót promieniowania z jego powierzchni. Zmierzona odległość pozwala zazwyczaj w prosty sposób obliczyć procentowe zapełnienie zbiornika. Istotne jest to, że w porównaniu do metody ultradźwiękowej, na dokładność pomiaru metodą laserową nie ma wpływu temperatura powietrza. Metodę laserową wyróżnia to, że czujnik może być odseparowany od mierzonego medium. Czujnik może być zamontowany poza zbiornikiem, a pomiar odbywać się będzie przez szklany wziernik. Dodatkowym atutem jest fakt, iż wiązka laserowa jest koherentna, w wyniku czego pomiar skupia się na mniejszej powierzchni niż w przypadku metod radarowej i ultradźwiękowej. Urządzenia laserowe są stosowane w zbiornikach wielkogabarytowych, ale jednocześnie należy zaznaczyć, że nie są skuteczne, gdy mamy do czynienia z dużym zapyleniem. W takim przypadku, z powodu unoszącego się pyłu, który pochłania i odbija światło, nie można poprawnie zmierzyć poziomu.

dokładność wynosi 0,2 proc. Są zbudowane w oparciu o opatentowaną technologię, cechują się wysoką dokładnością i powtarzalnością pomiaru, wbudowanym modemem GSM, automatyczną adaptacją do warunków procesu i zintegrowanym wyświetlaczem graficznym LCD. Mają obudowę z PVDF, ale są dostępne też w odmianach przeznaczonych do pracy z cieczami agresywnymi oraz – opcjonalnie – do stref zagrożonych wybuchem. Wykonywane są w wersji kompaktowej, ze zintegrowanym czujnikiem pomiarowym lub w wersji z rozdzielonym czujnikiem pomiarowym. Przeznaczone są do pomiaru poziomu cieczy w zakresie 0,15–8 m (lub 0,35–9,5 m) i materiałów sypkich w zakresie 0,15– –5 m (lub 0,35–6 m). Oprócz predefiniowanych w pamięci zwężek i przelewów, mierniki Gauger mają możliwość użycia formuły Manninga do pomiaru przepływu w kanałach okrągłych, gdzie z różnych powodów nie można zabudować zwężki i/lub przelewu. Nową serię czujników ultradźwiękowych UT2F można uznać za wyjątkową dzięki szerokiej gamie wykonań. Dostępne są wersje z wyjściem kablowym i konektorowym, jednoprogowe, dwuprogowe, PNP, NPN oraz z wyjściem analogowym lub mieszane. Przy zasięgu do 6 m tzw. „martwa strefa”, wynosząca tylko 350 mm, oraz wygodne programowanie jednym przyciskiem, czynią tę serię bardzo atrakcyjną na rynku czujników ultradźwiękowych. Dostępne modele z podwójnymi wyjściami cyfrowymi i regulowaną histerezą umożliwiają bezpośrednią regulację procesu dozowania w zbiornikach z cieczą i materiałami sypkimi. Modele z wyjściem analogowym mogą dodatkowo mieć wyjście cyfrowe. Dzięki kompaktowej obudowie M30, wykonanej z tworzywa, o długości jedynie 99 mm i średnicy zaledwie 40 mm, instalacja czujnika, nawet w wąskich i trudno dostępnych miejscach, nie stwarza większych problemów. Niski poziom zasilania czujnika (akumulator 12 V DC – wersje progowe) sprawia, że jest to zarazem idealne rozwiązanie w aplikacjach dla pojazdów i maszyn rolniczych.

Nowości produktowe

Opinie przedstawicieli polskiego rynku

Ultradźwiękowe mierniki poziomu serii GaugerGSM są elastycznymi, ekonomicznymi i bezkontaktowymi przyrządami, przeznaczonymi do pomiaru poziomu cieczy, materiałów sypkich oraz przepływu w kanałach otwartych. Ich

Na naszym rynku dostępne są wszystkie rodzaje urządzeń do pomiaru poziomu, począwszy od sond elektromechanicznych, a skończywszy na laserowych przetwornikach poziomu. Niemniej właściwy dobór urządzenia, uwzględniający

potrzeby użytkowników oraz warunki środowiska to kluczowy aspekt.

Introl Robert Sowa, dyrektor ds. sprzedaży firmy Introl podkreśla: – Sposób pomiaru poziomu materiału sypkiego dobiera się przede wszystkim na podstawie wpływu zakłóceń występujących w danej aplikacji. Należy zaznaczyć, że nie mówimy o problemach wynikających z cech urządzenia konkretnego producenta, a zjawisk fizycznych, na których opiera się dana metoda. Pierwszym kryterium doboru jest możliwość zniszczenia mechanicznego urządzenia, na skutek zbyt dużej

Fot. Introl

zbyt duże naprężenia falowodu mogą spowodować zerwanie sondy. W przypadku dokonywania pomiarów materiałów, które mogą zanieczyszczać linę, należy regularnie ją oczyszczać. Zaletą tej metody są pewne wyniki pomiaru poziomu materiałów sypkich, nawet przy intensywnym zapyleniu (np. zboża).

Fot. Introl

granulacji materiału (kamień wapienny) lub zbyt dużych sił wywieranych na linę pomiarową przy opróżnianiu zbiornika (zboże). Nie należy również zapominać o narostach materiału, spowodowanych zbyt dużą wilgotnością. We wszystkich tych przypadkach największą niezawodność wykazują metody bezkontaktowe, czyli sondy ultradźwiękowe, radarowe lub laserowe. Istotnym czynnikiem, który odróżnia od siebie wspomniane metody, jest wpływ zapylenia. Sondy ultradźwiękowe i laserowe doskonale radzą sobie w przemyśle, o ile nie mamy do czynienia ze zbyt dużym zapyleniem (napełnianie pneumatyczne). W przypadku

metod laserowych trzeba też uwzględnić problem ewentualnego zaparowania, które blokuje pomiar. Urządzenia radarowe nie są wrażliwe na jakiekolwiek zapylenie czy zaparowanie, z uwagi na zastosowaną długość fali, więc stają się standardem w każdym większym zakładzie, wypierając metody ultradźwiękowe w trudniejszych aplikacjach. Aby sytuacja nie była jednak zbyt prosta, w przypadku sond radarowych musimy wybrać typ anteny (płaska, paraboliczna, tubowa), która określa szerokość wiązki, czyli wpływ fałszywych ech od ścian i nawisów, lepsze lub gorsze uśrednianie poziomu (czy mierzymy poziom, czy raczej masę). Bardzo istotny w polskich warunkach klimatycznych jest też wpływ oblepienia anteny na wynik pomiaru. O ile samo oblepienie nie stanowi większego problemu, to już jego wilgotność może całkowicie zablokować pomiar. Rozwiązanie tego problemu może wymagać zastosowania sprężonego powietrza lub dodatkowych osłon.

Mariusz Szwagrzyk, menadżer produktu w Endress+Hauser Polska.

Endress+Hauser

Centrum Technologii Materiałów Sypkich

Zakłady produkcyjne, działające w branży materiałów sypkich i kruszyw, zwracają uwagę na aspekt ekonomiczny i bezpieczeństwo, dlatego dla nich szczególnie ważne są rozsądne koszty inwestycji w systemy pomiarowe. Starają się, na ile to tylko możliwe, zastąpić trudne w montażu i kosztowne wagi tensometryczne przyrządami pomiarowymi do montażu w dachu silosu. – Inwestycja w wysokiej jakości radary bezkontaktowe lub sondy ultradźwiękowe pozwala na obniżenie kosztów działalności zakładu i sprawia, że montaż systemu pomiarowego na silosie jest łatwy i szybki, zaś jego użytkowanie staje się wygodne. Bezpieczeństwo w zakładzie przetwórczym kruszyw i minerałów jest dziś budowane nie tylko przez profesjonalne szkolenia BHP pracowników. Nowoczesne, radarowe systemy pomiarowe, atestowane do pracy w obwodach blokadowych ESD/SIS przez audytorów niezależnych od producenta, zawsze charakteryzują się co najmniej stukrotnie wyższą i udokumentowaną niezawodnością w porównaniu ze standardowo dostępnymi urządzeniami na rynku, a jednocześnie dostarczają do systemu DCS dodatkowych i cennych informacji diagnostycznych. To dzięki nim możliwa staje się szybka reakcja systemu automatyki lub służb utrzymania ruchu, jeśli urządzenie pomiarowe zgłasza nadmierne zabrudzenie, zagrożenie przegrzaniem lub zmianę kąta usypu powierzchni materiału w silosie – twierdzi

ABB Zarówno producenci, jak i dystrybutorzy zauważają rosnące potrzeby i wymagania użytkowników oraz tendencje do oszczędzania. – Wszelkiego rodzaju niekontrolowane wycieki i ubytki wiążą się bezpośrednio ze stratami finansowymi. Im dokładniej jest wykonany pomiar całego procesu, tym mniejsze są ubytki w czasie produkcji, a to przekłada się na czysty zysk. Obecnie wszyscy producenci AKP, w tym również ABB, rozwijają swoje produkty tak, aby spełniały oczekiwania klientów. Najnowszym dziełem ABB jest system pomiaru objętości VM3D, oparty na technologii laserowej, dzięki któremu użytkownik może mieć codziennie rano raport o ilości posiadanego materiału i porównać to na przykład z listami wywozowymi – wyjaśnia Łukasz Nowak, specjalista ds. technicznego wsparcia sprzedaży w firmie ABB.

Grzegorz Stępień, dyrektor ds. technicznych Centrum Technologii Materiałów Sypkich Stępień, Redliński zauważa: – Pewna stagnacja miała miejsce w okresie od czerwca 2012 do czerwca 2013, ale dotyczyła ona nowych projektów, co było związane z brakiem inwestycji. Obecnie nie widzę większych wahań w sprzedaży czujników MBA. Oferowana jakość oraz niezawodność gwarantują, że nasi stali klienci do nas wracają. Dużym powodzeniem cieszą się czujniki, które można stosować w strefach zagrożenia wybuchem pyłów, w szczególności do pomiarów biomasy, trocin itp.

SELS Pomiar poziomu materiałów sypkich może wydawać się pozornie prostym tematem, ale w praktyce stanowi jednak wyzwanie. – Często trafiają do nas klienci niezadowoleni z dotychczas stosowanych rozwiązań, przy wyborze których kierowali się jedynie ceną, a nie jakością produktu. Ponosili przez to koszty, a zastosowane rozwiązanie okazywało się nieskuteczne lub mało stabilne. Przykładowo czujniki pojemnościowe obklejały się, sonda w trudnych warunkach środowiskowych działała nieprawidłowo, zapylenie w zbiorniku przekraczało założone normy, a powstający stożek zasypowy dodatkowo generował błędy pomiaru. Wielu klientów stosuje

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

rynek i technologie POMIAR POZIOMU

drogie przetworniki radarowe, a wystarczyłyby bardziej zaawansowane, dwukrotnie tańsze czujniki ultradźwiękowe. Warto więc zawsze dobrze przyjrzeć się dostępnym na rynku rozwiązaniom. Jesteśmy przekonani, że tylko bazując na doświadczeniu i przeprowadzając testy można dobrać właściwy sposób pomiaru poziomu materiałów sypkich. Każda aplikacja jest inna i rutynowe działania nie zawsze prowadzą do celu. Biorąc to pod uwagę, jestem zwolennikiem stosowania rozwiązań bezkontaktowych, w oparciu o właściwie dobrane czujniki ultradźwiękowe, które umożliwiają zastosowanie funkcji specjalnych, takich jak aktywacja filtrów, wycinanie echa zakłócającego, czy proste uśrednianie wyników pomiaru, przez co są bardzo skuteczne, a przy tym dostępne w dobrej cenie. W pierwszym kwartale 2014 roku obserwowałem wzrost zainteresowania klientów rozwiązaniami do pomiaru poziomu materiałów sypkich, również przy realizacji większych projektów, co wyraźnie wskazuje na ożywienie w przemyśle – podkreśla Krzysztof Gajewski, szef Działu Technicznego SELS. REKLAMA

Podsumowanie Zauważalnym trendem na naszym rynku jest skłonność producentów urządzeń pomiarowych dla materiałów sypkich do zwiększania zestawu funkcji tych przyrządów. Są one wyposażane w różne czujniki, zwiększające precyzyjność pomiaru. W ofercie rynkowej znajdują się również liczne urządzenia o przeznaczeniu specjalistycznym, np. przystosowane do dokonywania bardzo dokładnych lub specyficznych pomiarów, ewentualnie wyposażone w dodatkowe funkcje, zapewniające przykładowo lepszą ochronę przed niekorzystnym oddziaływaniem czynników otoczenia zewnętrznego. Inną zauważalną tendencją jest ponadto wzrost jakości urządzeń pomiarowych, uzyskiwany przy porównywalnej cenie. Producenci kładą szczególny nacisk na poprawę dokładności pomiarów oraz stabilność pracy wbudowanych czujników. Urządzenia pomiarowe są stosowane w dużych aplikacjach przemysłowych, gdzie dokładność pomiaru i precyzyjna kontrola są kluczowe dla ciągłości i bezpieczeństwa procesów produkcyjnych.

Do najważniejszych grup odbiorców urządzeń pomiarowych należą: energetyka, przemysł górniczy, cementownie, przemysł spożywczy, chemiczny i inne. O tym, że rynek tego typu urządzeń ma się w Polsce całkiem dobrze świadczą opinie samych przedstawicieli producentów i dystrybutorów omawianej branży, z których większość ocenia sytuację rynkową jako korzystną. Nic nie wskazuje na to, aby obserwowany od lat trend wzrostowy na rynku urządzeń pomiarowych miał natrafiać na poważniejsze bariery w przyszłości. Wręcz przeciwnie – rosnące znaczenie jakości produkowanych wyrobów przemysłowych oraz wzrost wymogów prawnych w zakresie bezpieczeństwa procesów produkcyjnych czy ochrony środowiska będą raczej czynnikami stymulującymi jeszcze silniejszy popyt na takie urządzenia w przyszłości.

Anna Kropiewnicka-Mielko PAR

POMIAR POZIOMU rynek i technologie

Przetworniki radarowe o wąskiej wiązce SITRANS LR560 i SITRANS RD500

Miasta Comines-Warneton i Kruishoutem są siedzibami dwóch firm, stanowiących część oddziału Włókiennictwa Technicznego firmy Beaulieu International Group. Obie firmy przechowują w zbiornikach kilka rodzajów granulek polipropylenowych. Do niedawna poziom granulek w każdym zbiorniku mierzony był przy użyciu ręcznego detektora pływakowego. W celu zwiększenia wydajności pomiaru i automatycznej kontroli poziomu,

Fot. Siemens

detektor został zastąpiony przetwornikiem radarowym.

Beaulieu International Group (BIG), wiodąca firma na rynku europejskim i międzynarodowym w projektowaniu, wytwarzaniu i sprzedaży twardych i miękkich wykładzin, obić meblowych i włókien technicznych, to belgijska grupa utworzona w 2005 r. z połączenia pięciu niezależnych oddziałów grupy Beaulieu. BIG to firma zintegrowana pionowo, specjalizująca się w produkcji surowców, półproduktów i produktów końcowych. Firma ma 30 zakładów produkcyjnych i punktów sprzedaży Promocja

w ośmiu krajach i zatrudnia 3,5 tys. pracowników. W 2012 r. osiągnęła obrót w wysokości około 1,4 mld euro.

Wytwarzanie włókien technicznych Miasta Comines-Warneton i Kruishoutem są siedzibą dwóch firm stanowiących część Oddziału Włókiennictwa Technicznego firmy Beaulieu International Group. Beaulieu Technical Textiles produkuje włókna techniczne dla różnych zastosowań, np. włókna do dywanów tuftowanych i geotekstylia, takie jak

te stosowane do wzmocnienia wykładzin lub nakryć, oraz płótna używane w sztuce religijnej, a także opakowania. Produkcja rozpoczyna się z udziałem polipropylenu (około 90 proc.) i polietylenu (10 proc.), oraz dodatków, takich jak kreda, barwniki i inne materiały (np. absorbery nadfioletu). Granulki polipropylenu dostarczane są transportem samochodowym, w postaci sypkiego, bezkształtnego produktu. Zakup dokonywany jest na podstawie typu (jakość, masa stopiona) i dostawcy (partiami). W sumie w zakładach znajduje się sześć zbiorników. Jednym z głównych dostawców surowców jest firma Polychim, zlokalizowana w Dunkierce, która także jest częścią Grupy. Inne surowce, w zależności od ilości, dostarczane są w zwykłych workach lub w workach typu Big Bag. Surowce są mieszane dla uzyskania wstępnego produktu, potrzebnego w dalszej produkcji. Mieszanka transportowana jest do wytłaczarki, która zamienia ją w folię. Folia cięta jest na kawałki o szerokości kilku milimetrów, które następnie są zwijane. W dalszej kolejności zwoje układa się obok siebie i tysiące nici

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

rynek i technologie POMIAR POZIOMU

Beaulieu Technical Textiles zakupuje ogromną ilość granulek polipropylenowych, które przechowywane są w sześciu zbiornikach na terenie zakładu

Nowe urządzenie a poprawa monitoringu zasobów Warunki zakupu różnią się w zależności od wahań cen rynkowych, jednak zawsze na stanie musi się znajdować trochę surowców, by zapobiec przestojom w produkcji. Z tego powodu należy stale kontrolować stan zbiorników. Zbiorniki te wcześniej zostały wyposażone w ręcznie sterowane urządzenia z ciężarkiem sondującym. Wymuszało to codzienną pracę w terenie w celu przeprowadzenia potrzebnych pomiarów: naciśnięcie przycisku do rozwijania linki, upewnienie się, że czujnik dotarł do poziomu surowca, zapisanie pomiarów i ponowne zwinięcie linki. Jakakolwiek awaria wymagała interwencji pracownika i naprawy wadliwych części. Zbiornik do przechowywania polipropylenu został zamontowany 25 lat temu, toteż zużycie urządzenia pomiarowego, wynikające z normalnej eksploatacji, miało wpływ na coraz częstsze awarie. Firma szukała alternatywnego, nowoczesnego rozwiązania. Zarząd Beaulieu, podczas ubiegłorocznego Siemens Road Show, poznał nowy

przetwornik SITRANS LR560 – pierwszy radarowy system pomiaru poziomu dla materiałów sypkich, pracujący z falami o częstotliwości 78 GHz. Przetwornik radarowy SITRANS LR560 to dwuprzewodowy radar FMCW, o zasięgu do 100 m. Jest prosty w obsłudze – przy użyciu zintegrowanych narzędzi programujących praktycznie każdy może uruchomić ten przetwornik. Dzięki graficznemu panelowi operatorskiemu z funkcjami szybkiego startu, urządzenie można zainstalować i uruchomić w kilka minut.

na tworzenie się stożków (skierowanych w górę podczas napełniania i w dół podczas opróżniania). W konsekwencji impuls radarowy nie wraca w stronę czujnika. Co więcej, polipropylen to surowiec o niskiej stałej dielektrycznej. W celu uzyskania wiarygodnych pomiarów przetwornik może zostać pochylony tak, aby wiązka trafiała prostopadle w obszar stożka. Jednak jest to niewystarczające, by dokonać poprawnych pomiarów przy częstotliwości z zakresu 6–26 GHz.

Krótka fala Zwiększona dokładność pomiaru Pomiar poziomu przy użyciu technologii radarowej wykorzystuje krótkie impulsy mikrofalowe, które odbijane są przez powierzchnię surowca. Poziom liczony jest na podstawie wymiarów zbiornika. Częstotliwość standardowo wykorzystywana w radarowym pomiarze poziomu to 6 GHz lub 26 GHz. Częstotliwość ta jest wystarczająca do pomiaru poziomu płynów lub gruboziarnistych materiałów sypkich, jednak drobnoziarniste materiały sypkie mogą wysyłać niepoprawne sygnały i dawać nieprawidłowe pomiary. Dzieje się tak ze względu na rozproszenie impulsu. W wyniku dyspersji liczba impulsów wracających do urządzenia jest niewystarczająca do wykonania prawidłowego pomiaru. Korzystanie z radarowego przetwornika do pomiaru surowców w zbiorniku może być skomplikowane, ze względu

Firma Siemens Milltronics z Kanady rozpoczęła pracę nad przetwornikiem SITRANS LR560 już jakiś czas temu. Chciała stworzyć urządzenie do pomiaru poziomu dla materiałów sypkich, które będzie stanowić alternatywę dla obecnych pomiarów, wymagających złożonego montażu w zbiorniku i korzystających ze zużywających się lin. Prawa fizyki podsunęły rozwiązanie: im wyższa częstotliwość, tym krótsza fala. Co za tym idzie, cząsteczki surowca w niewielkim stopniu rozpraszają krótkie fale, co powoduje większą liczbę impulsów wracających z powrotem do czujnika, a ostatecznie dokładniejsze pomiary. Obecnie, przetwornik SITRANS LR560 jest jedynym urządzeniem pracującym na częstotliwości 78 GHz. Krótka fala gwarantuje wiarygodne pomiary poziomu materiałów sypkich,

Fot. Siemens

skręca się razem, tworząc wałki. Wałki są podstawą osnowy wykorzystywanej w płóciennictwie (nici wzdłużne). Po zakończonym tkaniu na tkaniny, w zależności od zastosowania, nakłada się specjalną warstwę kryjącą. Przykładowo folia do pakowania pokrywana jest środkiem odpornym na wilgoć.

Radarowy przetwornik SITRANS LR560 do pomiaru poziomu materiałów sypkich i SITRANS RD500 do zdalnego zarządzania danymi

Przetwornik radarowy SITRANS LR560 to obecnie jedyne na rynku urządzenie o częstotliwości 78 GHz

nawet tych, które tworzą wielostożkowe powierzchnie. Przetwornik radarowy SITRANS LR560 ma wąską czterostopniową wiązkę. Tradycyjny radar wymagałby anteny parabolicznej lub talerzowej, by dokonać podobnych pomiarów. Wąska wiązka wpływa na lepszą dokładność pomiaru i zmniejsza ryzyko zakłóceń, spowodowanych przez ściany zbiornika lub inne przeszkody. Impuls radaru można łatwo skierować w stronę najniższego punktu stożka zbiornika, dzięki czemu można dokonywać pomiaru od realnego punktu zero, eliminując w ten sposób przerwy w pomiarach. Dzięki krótkiej fali urządzenie może korzystać z anteny soczewkowej, zaprojektowanej specjalnie dla firmy Siemens. Sprawia to, że przetwornik jest

Przetwornik poziomu połączony jest z systemem zdalnego zarządzania danymi SITRANS RD500

bardzo mały i wytrzymały. Antena znajduje się bowiem w obudowie. W razie pomiarów bardzo pylistych produktów można wykorzystać zintegrowany system czyszczenia sprężonym powietrzem.

Radarowe pomiary poziomu w praktyce Po dwóch miesiącach testowania urządzeń demonstracyjnych, klient zakupił sześć jednostek pomiarowych. Każde urządzenie zostało wyposażone we wbudowany system czyszczenia powietrzem, który w tym przypadku okazał się zbędny. Przetwornik radarowy SITRANS LR560 jest kompatybilny ze standardami przemysłowymi HART, PROFIBUS PA i Foundation Fieldbus. W przypadku tego pierwszego pomiary poziomu

przekazywane są przez sygnał 4–20 mA do zdalnego systemu zarządzania danymi SITRANS RD500. Urządzenie to zawiera rejestrator danych i przechowuje kopie zapasowe pomiarów z sześciu zbiorników, zapisane w pamięci przenośnej. Obejmuje także konfigurowalny moduł alarmowy, dostępny przez przeglądarkę internetową. Urządzenie podłączone jest do zakładowej sieci internetowej i udostępnia dane autoryzowanym pracownikom przez przeglądarkę internetową. Urządzenie rejestrujące dane wyposażone jest w modem GSM, dzięki czemu możliwe jest wysyłanie ostrzegawczych wiadomości SMS, jeśli odnotowany poziom jest za niski. Poziomy w zbiornikach kontrolowane są bez interwencji pracowników. W Comines przez 12 miesięcy dokonywano pomiarów bez żadnych zakłóceń. W rezultacie, od początku 2012 r., firma Kruishoutem zainstalowała na zbiornikach cztery takie urządzenia. Po trzech dniach instalacja została zakończona. Najwięcej czasu zajęło poprowadzenie okablowania zasilania i sieci Ethernet nad zbiornikami.

Michał Olender

Fot. Siemens

SIEMENS Sp. z o.o. ul. Żupnicza 11, 03-821 Warszawa tel. 22 870 91 43, fax 22 870 90 28 Beaulieu Technical Textiles, dzięki rozwiązaniom firmy Siemens, może teraz monitorować zawartość zbiorników bez żadnej interwencji pracowników

e-mail: pomiary.pl@siemens.com www.siemens.pl/sitrans

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

rynek i technologie POMIAR POZIOMU

Czujniki konfokalne Micro-Epsilon do pomiaru poziomu cieczy Pomiar warstw

Bardzo istotną częścią procesów produkcyjnych jest kontrola jakości, zwłaszcza w aplikacjach medycznych. Jej realizacja jest jednak często trudna, szczególnie gdy konieczny jest pomiar poziomu cieczy w probówkach lub pomiar grubości szkła w produkcji paneli solarnych. W takich przypadkach doskonale sprawdzą się czujniki konfokalne, dostarczane przez firmę Micro-Epsilon.

maksymalnie 50 m. Odległość punktu ogniskowej jest zróżnicowana z powodu aberracji chromatycznej optyki czujnika. Soczewki są wykorzystane podczas pomiaru do rozproszenia światła białego na fale o różnych zakresach, które następnie są skupiane prostopadle do badanego obiektu. Odbite światło jest przesyłane na matrycę CCD, a każdy punkt na matrycy oznacza inną długość fali, tj. odległość między obiektem a czujnikiem. Czujniki konfokalne w aplikacji pomiaru cieczy, w probówkach laboratoryjnych, mierzą kolejno zawartość każdej z probówek umieszczonych na płytce, a system sprawdza odległość między czujnikiem a cieczą w każdej z nich, z dokładnością do nanometrów.

ksenonowego. Kontroler jest wyposażony w interfejsy sieci Ethernet, EtherCAT, RS-422 oraz łącza analogowe. Ze względu na intuicyjny interfejs sieciowy nie jest konieczne dodatkowe oprogramowanie do konfiguracji czujnika. Ponadto w kontrolerze dostępne są specjalne funkcje do kontroli grubości. Standardowe czujniki konfokalne mogą być przechylane oraz realizować pomiar pod kątem 90°, co oznacza, że mogą pracować z taką samą skutecznością, nawet gdy menisk płynu jest duży. Czujniki konfokalne mogą być stosowane do pomiarów każdego rodzaju cieczy. Dzięki niewielkim rozmiarom można zamocować kilka czujników równolegle do siebie, aby jednocześnie wykonywać kilka pomiarów.

Kontrolery confocalDT Kontroler confocalDT 2451/2471 przetwarza dane z częstotliwością 10 kHz, w przypadku białego światła LED, lub 70 kHz, w przypadku światła

Wiele procesów laboratoryjnych jest zautomatyzowanych, ale i tak zdarza się, że konieczne jest ręczne napełnianie probówek do testowania niewielkich partii preparatów. W takich badaniach niezwykle istotne jest sprawdzenie, czy w każdej z probówek została umieszczona właściwa ilość preparatu. Pomiar cieczy w niewielkich, szklanych probówkach jest dużym wyzwaniem, jednak nie dla systemu konfokalnego, który jest wprost stworzony do takich zadań.

Alternatywne zastosowania Innym interesującym zastosowaniem dla omawianych czujników, poza pomiarami cieczy, jest pomiar grubości przezroczystej folii, tektury lub kilku warstw szkła, np. w panelach solarnych lub szybach samochodowych. W przeciwieństwie do innych technik, ta metoda pomiaru wymaga tylko jednego czujnika. Dodatkowo jest możliwe ustawienie w kontrolerze pomiaru aż do sześciu warstw. Przy pomiarze grubości analizowane są odbicia z centralnych punktów na przedniej i tylnej powierzchni obiektów. Czujniki mogą być również stosowane w obszarach niebezpiecznych lub zagrożonych wybuchem oraz w środowisku, w którym występuje promieniowanie elektromagnetyczne.

Zasada działania czujnika

Promocja

PPH WObit E. K. J. Ober s.c. Dęborzyce 16, 62-045 Pniewy tel. 61 222 74 22, fax 61 222 74 39 e-mail: wobit@wobit.com.pl Pomiar czujnikiem konfokalnym

www.wobit.com.pl

Fot. WObit

Konfokalno-chromatyczny system pomiarowy confocalDT składa się z kontrolera ze źródłem światła LED oraz z czujnika. Czujnik jest połączony z kontrolerem przez światłowód, na dystansie

SONDY I MIERNIKI Nowości

Nowości w ofercie firmy POLTRAF

Przepływomierze indukcyjne COMAC CAL

Firma Poltraf wprowadziła ostatnio do oferty dwie nowości. Pierwsza z nich to sonda hydrostatyczna. Drugą są przemysłowe mierniki przepływu.

Dobrze znana, szwajcarska firma Trafag AG wprowadza do produkcji nową serię sond hydrostatycznych ECL. Można je zamówić dzięki bezpośredniemu dystrybutorowi na Polskę, jakim jest firma Poltraf.

Fot. WObit, Poltraf

Sondy hydrostatyczne ECL Nowe sondy, dzięki zastosowaniu czujnika ceramicznego, mierzą ciśnienie względne. Cechują się wysoką odpornością mechaniczną i korozyjną. Pozwala to na pomiar agresywnych i zanieczyszczonych mediów, przy niskim ciśnieniu w zakresie 0–0,5 bar. Takie rozwiązanie jest idealne do pomiaru poziomu cieczy, szczególnie w branżach wodno-ściekowej, papierniczej i energetycznej. Wszystkie produkty firmy Trafag charakteryzują się dużą przeciążalnością, znakomitą stabilnością długoterminową, krótkim czasem odpowiedzi na zmianę sygnału oraz materiałami wysokiej jakości. Tak jest też w przypadku sondy ECL. Jej cechy to: • przeciążalność na poziomie czterokrotnej wartości ciśnienia znamionowego, • czujnik wykonany z Al2O3 i stali nierdzewnej AISI316L (1.4435), Promocja

• uszczelnienie FKM (kauczuk fluorowy), • przewód wykonany z poliuretanu (PUR). Dzięki tak solidnej konstrukcji przetwornik jest w stanie mierzyć z bardzo dużą dokładnością – do ±0,3 % – w całym swoim zakresie. Temperatura pracy może się wahać od –25 °C do +80 °C. Standardowy sygnał wyjściowy (4–20 mA) oraz szeroki zakres napięcia zasilającego (9–30 V DC) umożliwiają instalacje w niemal każdej aplikacji. Miniaturowe wymiary (długość poniżej 15 cm i średnica 22 mm) oraz kształt przypominający długopis, pozwalają na montaż w nawet najmniejszym zbiorniku. Bliska współpraca firmy Poltraf z producentem daje dodatkowo możliwość doboru indywidualnych parametrów dla każdego z produktów. Co więcej, w przypadku tego urządzenia można – na zamówienie klienta – dostarczyć wersję dla dowolnych zakresów pomiarowych, wykonaną z innych materiałów uszczelnień, cechującą się różnymi klasami dokładności, wybraną długością przewodu oraz określonym materiałem, z którego jest wykonany.

Drugą nowością w ofercie firmy Poltraf są przepływomierze indukcyjne czeskiej firmy COMAC CAL – bardzo cenionego producenta u naszych południowych sąsiadów. Przepływomierz Flow 38 do pomiaru wykorzystuje prawo indukcji elektromagnetycznej Faradaya. Zgodnie z tym prawem, przewodząca ciecz, przepływająca przez pole magnetyczne przepływomierza, wzbudza napięcie. Dwie elektrody będące w kontakcie z medium, mierzą to napięcie, a później jest ono przetwarzane na wartość przepływu. Co więcej, miernik ten jest w stanie mierzyć nawet ciecze o bardzo małej przewodności (minimum 2 µS/cm). Flow 38 charakteryzuje się bardzo dużą dokładnością, na poziomie 0,5 proc., oraz ma szeroki zakres przepływu w granicach 0,01–10 m/s. Producent przewidział indywidualny dobór różnych parametrów, takich jak np. średnica rury (od DN 6 do DN 300). Oferowane są również dwa przyłącza: gwintowane lub przekładkowe. Jest też możliwość wybrania stopnia ochrony (IP54, IP65 lub IP67). Komunikacja z użyciem protokołu M-Bus lub Modbus jest realizowana dzięki portowi RS-485. Istnieje również możliwość prowadzenia zdalnych pomiarów za pomocą wyjścia 4–20 mA. Całość wykonana jest bardzo solidnie, w jednej obudowie lub z wyprowadzonym za pomocą przewodu przetwornikiem wraz z wyświetlaczem. Elektrody pomiarowe są odporne na ścieranie, a całość może pracować nawet z bardzo agresywnymi płynami. Przepływomierz Flow 38 jest wyposażony w wyświetlacz LCD, który może prezentować różne parametry wybrane przez użytkownika. Cały interfejs użytkownika został przygotowany w języku polskim.

Nazary Krzemiński POLTRAF Sp. z o.o. ul. Bysewska 26c 80-298 Gdańsk tel. 58 557 52 07 fax 58 557 52 39 e-mail: info@poltraf.com.pl www.poltraf.com.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Nowości GRZAŁKI DO SZAF STEROWNICZYCH

Zoptymalizowane grzałki do szaf RITTAL

sterowniczych. Nie tylko zwiększają one bezpieczeństwo i dostępność systemów sterowania oraz rozdzielni, ale też spełniają rygorystyczne wymagania w zakresie odpowiedniej, wysokiej wydajności energetycznej.

Projekt grzałek został zoptymalizowany z zastosowaniem technologii CFD (ang. Computional Fluid Dynamics), czyli z użyciem metod komputerowej analizy dynamiki płynów. Ponadto zastosowano sensory o dodatnim współczynniku temperaturowym PTC (ang. Positive Temperature Coefficient), co umożliwiło stworzenie skuteczniejszych grzałek, znacznie lepiej działających niż rozwiązania dotąd oferowane.

Te same wymiary, lepsze parametry Grzałki do szaf sterowniczych Rittal TopTherm, dzięki konstrukcji zaprojektowanej z użyciem CFD, mają zoptymalizowaną budowę oraz zapewniają lepszą moc grzewczą, przy zachowaniu praktycznie takich samych wymiarów, jakie stosowano dotychczas. Do wzrostu wydajności przyczyniło się też użycie elementów PTC, które samoczynnie

Promocja

regulują temperaturę grzałki, w zależności od temperatury otoczenia.

Dostępne modele Grzałki są dostępne w wersjach z wentylatorami lub bez. Modele bez wentylatorów dysponują ciągłą mocą grzewczą wynoszącą od 10 W do 150 W. Natomiast dzięki zastosowaniu zintegrowanych wentylatorów można – w zależności od wymagań – elastycznie zwiększać moc grzewczą w zakresie od 250 W do 800 W. Grzałki są zaprojektowane w postaci kompletnych jednostek, gotowych do podłączenia. Ich instalacja jest prosta dzięki podwójnemu zaciskowi, który ułatwia szybkie podłączenie przewodów. Można je też łączyć kaskadowo, bez stosowania dodatkowych zacisków śrubowych. Dalszą oszczędność czasu i kosztów montażu zapewnia

mocowanie zatrzaskowe, przystosowane do szyn nośnych 35 mm.

Zastosowania grzałek Omawiane grzałki można stosować w różnych aplikacjach, w tym m.in. w szafach sterowniczych. Pozwala to uniknąć potencjalnego problemu w postaci gromadzenia się kondensatu, szczególnie jeśli w szafie zainstalowane są także jakieś wymienniki ciepła lub chłodziarki. Użycie dodatkowych termostatów bądź higrostatów, wraz z omawianymi grzałkami, umożliwia uzyskanie i utrzymanie optymalnych warunków środowiskowych dla sprzętu oraz minimalizację poboru energii elektrycznej z sieci.

Podsumowanie Wszystkie omawiane grzałki są dostępne od ręki, w magazynie centralnym firmy Rittal. Dzięki temu mogą być one szybko dostarczone do klienta.

RITTAL Sp. z o.o. ul. Domaniewska 49, 02-672 Warszawa tel. 22 310 06 00, fax 22 310 06 16 e-mail: rittal@rittal.pl www.rittal.pl

Fot. Rittal

Firma Rittal wprowadziła do swojej oferty nową generację grzałek do szaf

RYTRO 2014 XVIII KONFERENCJA AUTOMATYKÓW

XVIII Konferencja Automatyków Rytro 2014 „Efektywność energetyczna i ochrona środowiska – wyzwania dla automatyków” pod patronatem prof. dr. hab. inż. Ryszarda Tadeusiewicza

PATRONAT HONOROWY Krajowa Agencja Poszanowania Energii

ORGANIZATORZY SKAMER-ACM ABB DANFOSS EATON Electric EMERSON JUMO LIMATHERM SENSORS LUMEL POLNA TECHNOKABEL TURCK WIKA WFOŚiGW MAŁOPOLSKO-PODKARPACKI KLASTER CZYSTEJ ENERGII SEP S&P GROUP

PATRONAT NAUKOWY Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica Komitet Automatyki i Robotyki Polskiej Akademii Nauk Politechnika Warszawska Politechnika Rzeszowska im. I. Łukasiewicza Politechnika Śląska PATRONAT MEDIALNY Pomiary Automatyka Robotyka Pomiary Automatyka Kontrola Control Engineering Napędy i Sterowanie Automatyka Podzespoły Aplikacje Automatyka.pl AutomatykaOnLine.pl

Cel Konferencji przedstawienie tendencji w systemach pomiarów i automatyki promocja najnowszych wyrobów producentów urządzeń pomiarów i automatyki wzajemne poznanie i integracja środowiska automatyków (nauka – projektanci – producenci – użytkownicy)

Wystąpienia Przedstawicieli Nauki

Prof. Ryszard Tadeusiewicz – Akademia Górniczo-Hutnicza Prof. Leszek Trybus – Politechnika Rzeszowska Prof. Jan Maciej Kościelny – Politechnika Warszawska Prof. Tadeusz Skubis – Politechnika Śląska Prof. Ireneusz Soliński – Akademia Górniczo-Hutnicza, Małopolsko-Podkarpacki Klaster Czystej Energii Artur Łazicki – Polsko-Japońskie Centrum Efektywności Energetycznej, Przedstawiciel KAPE Józef Kała – Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Krakowie Wacław Mukawa – Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Tarnowie, SKAMER-ACM

W Konferencji udział wezmą: przedstawiciele nauki z Akademii Górniczo-Hutniczej, Politechnik: Warszawskiej, Rzeszowskiej i Śląskiej kadra inżynierska największych zakładów przemysłowych i biur projektowych głównie z regionu Polski południowo-wschodniej przedstawiciele Organizatorów – prezesi, dyrektorzy przedstawiciele prasy technicznej i portali internetowych

XVIII KONFERENCJA AUTOMATYKÓW RYTRO RYTRO 2014

Poprawa obciążalności transformatora zasilającego odbiorniki nieliniowe Zastosowania aktywnego filtru harmonicznych AAF Danfoss Rosnąca liczba i moc odbiorników nieliniowych, a szczególnie przekształtników energoelektronicznych, pobierających ze źródła zasilania prąd odkształcony powoduje, że transformatory rozdzielcze, które zasilają tego typu odbiorniki, coraz częściej są obciążane prądem o znacznej zawartości wyższych harmonicznych. Zastosowanie aktywnego filtru harmonicznych firmy Danfoss pozwala pozbyć się tego problemu.

Obciążanie transformatorów rozdzielczych prądem o znacznej zawartości wyższych harmonicznych prowadzi do odkształcenia napięcia na ich zaciskach oraz generuje w nich dodatkowe straty obciążeniowe. Są one proporcjonalne do kwadratu wartości skutecznej poszczególnych wyższych harmonicznych oraz do kwadratu ich rzędu. Zwiększając temperaturę uzwojeń powodują, że transformator nie może być w sposób ciągły obciążany znamionową mocą pozorną, na którą został skonstruowany.

Rys. 1. Przykład obciążenia nieliniowego transformatora dystrybucyjnego 600 kVA; przebiegi wartości chwilowych oraz widmo składowych harmonicznych na wtórnej stronie transformatora 15 kV/0,4 kV; THDi = 13,6 %

Co daje filtr? Rozwiązanie proponowane przez firmę Danfoss eliminuje konieczność redukcji obciążalności transformatorów zasilających odbiorniki nieliniowe. Aby skutecznie poprawić obciążalność transformatora zasilającego odbiorniki nieliniowe, należy dążyć do kompensacji harmonicznych w prądzie transformatora, co obniża dodatkowe straty obciążeniowe. Cechą charakterystyczną takiego kompensatora musi być wysoka skuteczność tłumienia harmonicznych, niezależnie od wielkości prądu obciążenia. Dlatego też właściwym rozwiązaniem jest stosowanie filtru aktywnego w konfiguracji przedstawionej na rys. 3.

Fot. Danfoss

Przykład wdrożenia Powyższe rozumowanie zastosowano przy zwiększeniu obciążalności transformatora rozdzielczego 1600 kVA w jednej z polskich cukrowni, przy użyciu filtra aktywnego AAF250A firmy Danfoss. Krótko przed rozpoczęciem kampanii cukrowniczej liczba odbiorników podłączonych do transformatora 1600 kVA Promocja

Rys. 2. Porównanie strat w transformatorze przy obciążeniu liniowym i nieliniowym

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

RYTRO 2014 XVIII KONFERENCJA AUTOMATYKÓW

15 kV/0,4 kV, o prądzie nominalnym strony wtórnej 2309 A, została zwiększona o kilka napędów przekształtnikowych, przez co wzrósł stopień odkształcenia prądu transformatora. Transformator został obciążany prądem o wartości skutecznej z zakresu 1700–1900 A, o współczynniku zawartości harmonicznych THDi równym około 13 proc., zgodnie z poniższymi rejestracjami (rys. 4. i rys. 5). Z obliczeń współczynnika wzrostu strat dodatkowych oraz z zarejestrowanego widma harmonicznego prądu i szczegółowych danych transformatora wynika, że współczynnik wykorzystania prądu nominalnego transformatora wynosił:

Imax Rys. 3. Filtr aktywny AAF Danfoss, zwiększający obciążalność prądową transformatora zasilającego odbiorniki nieliniowe

= 0,83.

Maksymalna wartość skuteczna prądu, która nie powodowała przegrzania transformatora (Imax): Imax = 0,83

IN = 0,83

2309

1916 A okazała się za mała dla bieżących potrzeb cukrowni i temperatura transformatora wzrastała, przekraczając dopuszczalne wartości. Do wyłączeń transformatora dochodziło dosyć regularnie, toteż ciągłość kampanii cukrowniczej była zagrożona. Należało więc znaleźć skuteczne rozwiązanie. Zaproponowany został filtr aktywny firmy Danfoss AAF250A, podłączony w układzie kompensacji centralnej (tak, jak na rys. 3.), kompensując harmoniczne, generowane przez wszystkie odbiorniki nieliniowe, podłączone do wtórnej strony transformatora. Po zastosowaniu filtra aktywnego zredukowane zostały wartości skuteczne harmonicznych prądu, przez co zmniejszył się również współczynnik zawartości wyższych harmonicznych THDi z 13 % do około 6 %. Współczynnik wykorzystania prądu nominalnego transformatora zwiększył się po zastosowaniu filtru AAF250A do wartości:

Imax IN

= 0,96,

co spowodowało zwiększenie maksymalnej dopuszczalnej wartości skutecznej prądu, niepowodującej przegrzania transformatora Imax do wartości: Imax = 0,96 剷 IN = 0,96 剷 2309 $ 2216 A.

Rys. 4. Parametry obciążenia transformatora oraz widmo wyższych Imax = 0,96 剷 IN = 0,96 剷 2309 $ 2216 A. harmonicznych prądu

Podsumowanie Rys. 5. Prąd obciążenia transformatora – przebieg wartości chwilowych prądu

Filtry aktywne AAF firmy Danfoss zapewniają skuteczną filtrację prądu obciążenia transformatora niezależnie od jego

Fot. Danfoss

Jak pokazuje przebieg widma prądu, nie jest to pełna kompensacja wyższych harmonicznych prądu obciążenia transformatora, ale jej poziom okazał się wystarczający do zwiększenia przepustowości transformatora. Uzyskana w ten sposób rezerwa prądu obciążenia około 300 A okazała się wystarczająca dla zabezpieczenia bieżących potrzeb cukrowni.

XVIII KONFERENCJA AUTOMATYKÓW RYTRO 2014

Fot. Danfoss

Rys. 6. Widmo wyższych harmonicznych prądu obciążenia wtórnej strony transformatora oraz przebieg wartości chwilowych prądu, po zastosowaniu filtru aktywnego AAF250A

wartości skutecznej, a krótki czas odpowiedzi filtrów AAF na zmianę wartości skutecznej prądu lub na zmianę zawartości wyższych harmonicznych rekomenduje je do stosowania w układach z transformatorami dystrybucyjnymi lub rozdzielczymi. Z tego względu z powodzeniem są stosowane w aplikacjach mających na celu ograniczenie strat przesyłu energii elektrycznej. Firma Danfoss, wprowadzając na rynek napędy dużych mocy HPD (High Power Drives) w zakresie do 1,4 MW, zadbała jednocześnie o ich właściwą współpracę z siecią zasilającą, a tym samym ograniczyła do minimum negatywne oddziaływanie napędów HPD na inne odbiorniki energii elektrycznej. Filtry aktywne są dalszym krokiem w kierunku precyzyjnej redukcji wyższych harmonicznych generowanych przez przetwornice częstotliwości do sieci zasilającej. Danfoss produkuje filtry aktywne w pięciu wielkościach w zakresie prądów nominalnych 190–400 A. Większe wartości prądów uzyskiwane są przez równoległe połączenie do czterech jednostek podstawowych (konfiguracja master–slave). Filtr aktywny AAF jest instalowany równolegle do nieliniowego obciążenia. W celu kompensacji wybranej harmonicznej lub grupy harmonicznych filtr mierzy wielkość odkształcenia za pomocą przekładników prądowych i generuje składowe prądu o odpowiedniej amplitudzie w przeciwfazie do wybranej harmonicznej lub grupy harmonicznych, które są celem kompensacji. Wydajność prądowa filtru aktywnego AAF Danfoss może być przeznaczona do kompensacji wyższych harmonicznych odbiornika nieliniowego lub do kompensacji mocy biernej przesunięcia fazowego częstotliwości podstawowej. Z tego względu filtr AAF może pracować w jednym z dwóch priorytetów: • priorytecie kompensacji harmonicznych – cała wydajność prądowa filtru jest dedykowana w pierwszej kolejności

Kompaktowa budowa filtra aktywnego VLT AAF sprawia, że jego montaż jest bezproblemowy nawet w niewielkich pomieszczeniach

do kompensacji wyższych harmonicznych; priorytet kompensacji harmonicznych jest domyślnym trybem pracy filtrów AAF Danfoss; dostępne są dwa tryby pracy: kompensacja selektywna i kompensacja szerokopasmowa; • priorytecie kompensacji mocy biernej – cała wydajność prądowa filtru jest dedykowana w pierwszej kolejności do kompensacji mocy biernej przesunięcia fazowego. Kompensacja selektywna redukuje harmoniczne do 25. rzędu. Tryb ten pracy filtru jest wykorzystywany wówczas, gdy chcemy wyeliminować z widma prądu określone wyższe harmoniczne, które mogą być przyczyną szczególnych zakłóceń w sieci zasilającej (np. problemy rezonansowe). W trybie kompensacji szerokopasmowej kompensujemy wszystkie wyższe harmoniczne do 40. rzędu (bez składowej podstawowej), tak aby uzyskać założoną wielkość współczynnika odkształcenia prądu THDi.

Andrzej Wnuk DANFOSS Poland Sp. z o.o. ul. Chrzanowska 5 05-825 Grodzisk Mazowiecki tel. 22 755 06 68 fax 22 755 07 01 www.danfoss.pl/napedy

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

RYTRO 2014 XVIII KONFERENCJA AUTOMATYKÓW

System SmartWire-DT w polach kasetowych xEnergy XW Rys. 1. Rozdzielnica xEnergy

rozwiązanie w zakresie dystrybucji mocy – pola kasetowe xEnergy XW. Dzięki zastosowaniu innowacyjnego systemu SmartWire-DT kasety wysuwne można podłączyć do przemysłowej sieci komunikacyjnej, sterować nimi oraz odczytywać szereg istotnych informacji. Pola kasetowe xEnergy XW i system komunikacji SmartWire-DT to niezależne rozwiązania, które można ze sobą połączyć, uzyskując wiele korzyści.

Pola kasetowe xEnergy XW Pola xEnergy XW są przeznaczone dla rozdzielnic do sterowania napędami (MCC) z układami napędowymi do 250 kW z rozruchem bezpośrednim (DOL), nawrotnym (FR) lub gwiazda-trójkąt (SD),

a także do odbiorów liniowych do 450 A. Pola te składają się z dwóch części – kasetowej o szerokości 600 mm i kablowej o szerokościach 400 lub 600 mm. Wysokość zabudowy kasetami wynosi 1875 mm, dzięki czemu możliwe jest zastosowanie w jednym polu aż 25 kaset. Szyny rozdzielcze są przewidziane na prąd do 2000 A, a wartość prądu zwarciowego krótkozwłocznego wynosi 80 kA (1 s). Szyny główne oraz rozdzielcze są

Rys. 2. Kasety xEnergy XW – wielkości H=75 mm i H=450 mm

Promocja

w pełni odseparowane od pozostałych przedziałów wewnętrznych, a dzięki systemowi samozamykających się żaluzji, zapewniony jest wysoki poziom ochrony użytkownika, uniemożliwiający mu dostęp do części czynnych. W zależności od rodzaju rozruchu oraz jego mocy w polu kasetowym xEnergy XW można umieszczać kasety wysokości 75–450 mm, a także specjalne moduły dla największych mocy, wysokości 600–750 mm. Każda kaseta ma system blokady, dzięki któremu można zablokować ją przed niepowołanym wsunięciem lub wysunięciem. Blokada ta łączy konstrukcję kasety z rękojeścią wyłącznika, zamontowanego w kasecie jako aparat główny. Pozycje kasety w polu xEnergy XW oznaczone są kolorem niebieskim dla pozycji TEST i zielonym dla pozycji PRZERWA IZOLACYJNA.

Fot. Eaton Electric

Firma Eaton nieustannie rozwija swoje produkty, w tym także najnowsze

XVIII KONFERENCJA AUTOMATYKÓW RYTRO 2014

SmartWire-DT System komunikacyjny SmartWire-DT został opracowany z myślą o ewolucji szaf sterowniczych w stronę rozwiązań, w których każdy komponent elektryczny jest inteligentnym elementem, zdolnym do komunikacji. Rozwiązanie tego typu pozwala osiągnąć szereg oszczędności na każdym etapie jej budowy – począwszy od projektowania, przez montaż i uruchomienie, aż do utrzymania ruchu. Nie jest przy tym wymagane poznawanie nowych narzędzi programowania. Dzięki modułom bramek dana linia SW-DT może być w prosty sposób integrowana w systemie nadrzędnym, tak jak klasyczna wyspa rozproszonych wejść/wyjść. Co istotne, system SmartWire-DT wykorzystuje standardowe aparaty produkcji Eaton oraz firm partnerskich, które zyskują zdolności komunikacyjne dzięki specjalnym przystawkom. Zapewnia to łatwy dostęp do części zamiennych.

Fot. Eaton Electric

SmartWire-DT w kasetach xEnergy XW Urządzenia w sieci SmartWire-DT dotychczas były połączone w topologii linii, bez żadnych rozgałęzień lub pętli. Niekiedy odłączenie poszczególnych jednostek w linii SmartWire-DT mogło powodować niewłaściwe działanie całej aplikacji. Z kolei pola kasetowe XW stosowane są przede wszystkim w aplikacjach, gdzie klient oczekuje wysokiej dostępności. Kasety muszą umożliwiać ich szybką wymianę w ciągu kilku minut, bez utraty lub zmiany funkcji innych kaset w polu. Aby to osiągnąć, inżynierowie technologii SmartWire-DT opracowali rozwiązanie w postaci rozdzielacza, dzięki któremu nie ma konieczności dokonywania zmiany w połączeniach sieci SmartWire-DT podczas wymiany kasety. Moduły rozdzielacza SWD4-FFRPF1-1/ST1-1 pozwalają na przerwanie linii SmartWire-DT, przy czym inne kasety w polu pozostają nadal aktywne. Każda kaseta jest podłączona indywidualnie do bramki SmartWire-DT. Po wyjęciu kasety z pola moduł zasilający rozdzielacza pozostaje w linii SmartWire-DT i pełni funkcję mostka dla pozostałych urządzeń SmartWire-DT. Przez odpowiednią bramkę można podłączyć sieć SmartWire-DT do innych magistrali przemysłowych, takich jak CANopen, PROFIBUS DP, PROFINET, EtherNet IP, Modbus TCP itp. Kasety xEnergy XW można podłączyć do sieci SmartWire-DT na dwa

Rys. 3. Wnętrze kasety xEnergy XW z komunikacją w systemie SmartWire-DT

sposoby, w zależności od potrzeb aplikacji i stosowanych aparatów zabezpieczających silnik. Pierwszy wariant dotyczy kaset, w których silnik jest zabezpieczony wyłącznikami silnikowymi z wyzwalaczami termomagnetycznymi. W tym przypadku stosuje się moduły wejść/wyjść SmartWire-DT, a pozycja styków głównych odczytywana jest za pomocą styku pomocniczego wyłącznika. W drugim wariancie wykorzystuje się możliwości systemu SmartWire-DT. Jest on przeznaczony dla kaset

z wyłącznikami z wyzwalaczami elektronicznymi i umożliwia odczytywanie wszystkich parametrów, dostępnych dla wyłączników PKE lub NZM.

Projektowanie komunikacji w kasetach xEnergy XW Proces planowania, projektowania i uruchomiania systemu SmartWire-DT w kasetach xEnergy XW wspomaga bezpłatne oprogramowanie SWD-Assist. Jest ono dostępne w polskiej wersji językowej na stronie internetowej www.moeller.pl/sw-dt.

Tab. 1. Wybrane dane, które można odczytać z wyłączników PKE i NZM Parametry

PKE

NZM-ME/AE/VE

stan położenia styków



przyczyna wyzwolenia



odczyt wartości nastaw



względny prąd silnika [%]



–

wartość prądu [A]

–



dane identyfikacyjne wyłącznika



informacje diagnostyczne



Rys. 4. Topologia sieci komunikacyjnej – podłączenie pól kasetowych XW do sieci przemysłowej

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

RYTRO 2014 XVIII KONFERENCJA AUTOMATYKÓW

Rys. 5. Okno programu SWD-Assist – konfiguracje dla dwóch kaset z układem nawrotnym

wykonywanie układów rozruchowych z wykorzystaniem styczników. Obecnie umożliwiono montowanie w nich układów łagodnego rozruchu, co przy jednoczesnym zastosowaniu systemu

Kasety xEnergy XW z układami łagodnego rozruchu DS7 Dotychczasowa konstrukcja kaset xEnergy XW umożliwiała jedynie

Podsumowanie Rys. 6. Układ łagodnego rozruchu DS7 podłączony do systemu SmartWire-DT

Tab. 2. W ybrane informacje statusowe układów łagodnego rozruchu DS7, odczytywane za pomocą systemu komunikacji SmartWire-DT Status

Sterowanie

praca w trybie ręcznym (on/off)

włącz/wyłącz

ustawienie przełącznika ręczne/auto

zatrzymuj wybiegiem

zbiorczy sygnał diagnostyczny

zatrzymuj w trybie szybkim

gotowość do załączenia

aktywuj rampę

błąd

przejęcie sterowania przez PLC

zatrzymanie wybiegiem

błąd zewnętrzny

szybkie zatrzymanie blokada ponownego załączenia ostrzeżenie osiągnięcie docelowej prędkości ograniczenie prądowe wartość obciążenia

100

Eaton, wprowadzając do oferty moduły SmartWire-DT typu SWD4-FFR-PF1-1/ ST1-1, umożliwił podłączenie kaset xEnergy XW do sieci przemysłowych. Dzięki zastosowaniu systemu SmartWire-DT, całą aparaturę sterującą i sygnalizacyjną można połączyć za pomocą zielonej taśmy, co skraca czas montażu kaset, a także pozwala uniknąć wielu potencjalnych błędów w połączeniach. Prostota i nowoczesność systemu SmartWire-DT oraz bogactwo funkcji kaset xEnergy XW stanowią doskonałe połączenie.

Robert Roman junior product manager Jacek Zarzycki product manager EATON Electric Sp. z o.o. ul. Galaktyczna 30, 80-299 Gdańsk tel. 58 554 79 00, fax 554 79 09 www.eaton.com

Fot. Eaton Electric

Narzędzie wspomaga dobór odpowiednich elementów, monitoruje ewentualne przekroczenie dopuszczalnego obciążenia, wspomaga określenie długości taśmy (ze względu na spadki napięć) oraz pozwala określić konieczność instalacji niezbędnych akcesoriów, takich jak rezystor terminujący. Użytkownik może wygenerować listę zamówienia i wydrukować dokumentację. Dzięki funkcji on–line dostępna jest rozbudowana diagnostyka całego układu, po nawiązaniu połączenia z kontrolerem systemu. Przykład okna projektu przedstawiono na rys. 5.

SmartWire-DT daje użytkownikowi znaczne korzyści w sterowaniu napędami (tab. 2). Dostępne są kasety w trzech wariantach: • do rozruchu bezpośredniego (DOL) z wykorzystaniem stycznika, • do rozruchu bezpośredniego (DOL) bez stycznika, • oraz układu nawrotnego (FR). We wszystkich wariantach kasety są dostępne w zakresie mocy 1,1–15 kW. Dla układów z rozruchem bezpośrednim można pominąć stosowanie stycznika, jeżeli nie jest wymagane rozłączenie galwaniczne. Należy jednak pamiętać, że softstartery zawsze mają jedną fazę zwartą na stałe, nawet jeśli są wyłączone. Kasety wyposażone dodatkowo w bezpieczniki mogą osiągnąć koordynację II. Umożliwienie montażu softstarterów DS7 w kasetach xEnergy XW wymagało wprowadzenia rozwiązania, dającego użytkownikowi łatwy do nich dostęp, również w sytuacji, gdy kaseta jest wsunięta. W związku z tym firma Eaton wprowadziła do oferty uchylne pokrywy czołowe. Są one wykonane z metalu, dzięki czemu są tak samo wytrzymałe jak pozostałe elementy systemu xEnergy. Jednocześnie ich wygląd nie odbiega on innego typu dostępnych pokryw w całej linii produktów xEnergy. Dostęp do wnętrza kasety jest umożliwiony, a wprowadzenie nowych nastaw może być wykonane w bardzo łatwy sposób, również w przypadku indywidualnego rozmieszczenia aparatów.

Doświadcz nowej wydajności Nowa rodzina przemienników częstotliwości PowerXLTM o mocy do 250 kW

Nowa seria przemienników DC1 i DA1 PowerXLTM

Na wszystkich etapach, rozpoczynając od projektowania przez instalację, parametryzację i uruchomienie, użytkownik doświadcza nowego wymiaru łatwości obsługi oraz niezawodności działania układu przy dużych obciążeniach. • wygodna konfiguracja podstawowych parametrów oraz karta informacyjna ułatwiają rozruch • programator Bluetooth umożliwia kopiowanie parametrów pomiędzy urządzeniami bez użycia komputera

• Modbus RTU oraz CANopen w standardzie pozwalają na łatwą integrację z systemami automatyki

System Smar tW ire-DT: łączenie zamiast oprzewodowania, nowoczesna automatyka , inteligentna komunikacja.

Więcej informacji znajdą Państwo na stronach: www.moeller.pl/powerxl www.moeller.pl/sw-dt

RYTRO 2014 XVIII KONFERENCJA AUTOMATYKÓW

Zwiększanie konkurencyjności z firmą LUMEL dzięki kalkulacji OEE Przy stale rosnących cenach mediów i surowców, potrzebnych do produkcji, tzw. koszty stałe mają coraz większy udział w ogólnych kosztach firmy. Ich ograniczenie jest jedną z bardziej efektywnych metod zwiększenia

Jednym z parametrów obrazujących wydajność produkcji i pozwalających ograniczyć straty jest tzw. Wskaźnik Efektywności Parku Maszynowego – OEE (ang. Overall Equipment Effectiveness).

Obliczanie OEE Istnieje wiele publikacji na temat OEE. W uproszczeniu można powiedzieć, że współczynnik ten wylicza się na podstawie trzech parametrów: OEE = dostępność × wydajność × jakość, gdzie: dostępność – przedstawia stosunek czasu przeznaczonego na realizację zadania do czasu, jaki można realnie na to zadanie poświęcić, uwzględniając awarie i przezbrojenia maszyn, wydajność – przedstawia rzeczywiste wykorzystanie maszyny, odniesione do jej nominalnych możliwości określonych przez producenta, jakość – to stosunek dobrych do złych wyrobów.

Jak i czym zmierzyć OEE? Lumel ma w ofercie odpowiednie narzędzia, pozwalające dokonywać pomiaru i wyliczenia współczynnika OEE. Do narzędzi tych zalicza się: • liczniki pozwalające zmierzyć liczbę wytworzonych sztuk produktu, czas pracy maszyn i czas przestojów,

102

Promocja

Rys. 1. Przykład systemu zliczającego i monitorującego liczbę wyprodukowanych elementów (jedna linia produkcyjna)

• panele operatorskie, pozwalające na lokalne (bezpośrednio na linii produkcyjnej) wprowadzanie wartości zadanych i bieżący podgląd mierzonych parametrów, • wyświetlacze diodowe prezentujące mierzone wskaźniki (np. dla załogi), • konwertery pozwalające na przesyłanie zebranych informacji za pomocą magistrali komunikacyjnych przewodowych (Modbus, Ethernet) i bezprzewodowych (moduły radiowe oraz Wi-Fi), • oprogramowanie pozwalające na gromadzenie danych i wyliczanie odpowiednich wskaźników. Lumel, oprócz dostawy poszczególnych wyrobów, oferuje oczywiści możliwość wykonania całego systemu „pod klucz”, wraz z konfiguracją i uruchomieniem na terenie zakładu.

Przykładowe wdrożenia Firma Lumel wykonała już niejedno wdrożenie, związane z pomiarem wskaźnika OEE. Poniżej przedstawiono dwa wybrane wdrożenia w w/w zakresie.

Opomiarowanie 12 linii produkcyjnych Pierwsza z realizacji dotyczyła opomiarowania wydajności produkcji i parametrów sieci zasilającej na 12 liniach produkcyjnych, w zakładzie produkującym komponenty dla przemysłu samochodowego (rys. 1).

Funkcje wymagane przez klienta: • pomiar liczby wyprodukowanych komponentów na każdej z maszyn produkcyjnych, • pomiar liczby nieplanowanych przestojów, • zliczanie czasu nieplanowanych przestojów, • pomiar zużytej energii elektrycznej i innych parametrów sieci zasilającej, • alarmowanie obsługi w przypadku wystąpienia przestojów, • obliczenie współczynnika OEE na podstawie monitorowanych parametrów, • prezentacja kluczowych danych (plan, wykonanie itp.) na wyświetlaczach diodowych, widocznych ze znacznych odległości, w halach produkcyjnych, • archiwizacja i prezentacja zebranych danych dla osób zarządzających produkcją. Po uzgodnieniu wszystkich szczegółowych wymagań klienta wdrożono rozwiązanie oparte na systemie rozproszonym. Przy każdej maszynie na linii produkcyjnej zabudowano małą szafkę pomiarową, wyposażoną w następującą aparaturę: • licznik liczby wyprodukowanych sztuk, • licznik liczby i czasu nieplanowanych przestojów, • miernik parametrów sieci, pozwalający na pomiar zużytej energii, mocy,

Fot. Lumel

konkurencyjności przedsiębiorstwa.

Fot. Lumel

XVIII KONFERENCJA AUTOMATYKÓW RYTRO 2014

harmonicznych i wielu innych parametrów. Wszystkie szafki w obrębie danej linii produkcyjnej zostały połączone magistralą komunikacyjną i podłączone do głównej szafki sterowniczej, wyposażonej w sterownik i panel operatorski. Na panelu operatorskim obsługa wprowadza niezbędne parametry do wyliczania współczynnika OEE, takie jak dostępny czas produkcji, czas jednego cyklu produkcyjnego i czas planowanych przestojów. Aplikacja wykonana na panelu operatorskim dostarcza obsłudze informacji o bieżącym wykonaniu planu, wskaźniku wykorzystania parku maszynowego (OEE), wystąpieniu przestoju każdej z maszyn, liczbie przestojów i łącznego czasu ich trwania na poszczególnych maszynach, raportach z przestojów (liczba i czas przestojów oraz średni czas przestoju każdej z maszyn na zmianie) oraz raportów z wykorzystania parku maszynowego (wskaźnik OEE) i realizacji planu produkcji. Dodatkowo nad każdą linią produkcyjną zamontowany został widoczny ze

znacznej odległości wyświetlacz diodowy, informujący o planie i bieżącej realizacji produkcji. Szafki sterownicze zostały podłączone do lokalnej sieci komputerowej klienta. Na serwerze zainstalowano aplikację, odczytującą mierzone parametry dotyczące wskaźnika OEE oraz parametrów sieci zasilającej. Zainstalowany program pozwala na przeglądanie mierzonych parametrów i wyliczonych wskaźników oraz tworzenie odpowiednich raportów z realizacji produkcji i zużytej energii elektrycznej. Wdrożenie systemu przyniosło wiele korzyści. Informacja o bieżącym wykorzystaniu parku maszynowego dla operatorów i nadzoru stała się dostępna lokalnie na panelach operatorskich, lokalnie na wielkogabarytowych wyświetlaczach diodowych oraz na komputerach wpiętych do sieci zakładowej. Ponadto zyskano krótsze czasy przestojów, w związku z monitorowaniem stanów alarmowych. Udostępniona też została informacja o ilości zużytej energii na proces produkcyjny oraz poprawiono jakość i zmniejszono koszty produkcji.

Opomiarowanie 80 linii produkcyjnych Kolejna realizacja została przeprowadzona również w zakładzie z branży motoryzacyjnej, a dotyczyła opomiarowania wydajności około 80 linii produkcyjnych, zlokalizowanych w kilku halach (rys. 2). Funkcje wymagane przez klienta to: lokalna informacja dla obsługi o bieżącej realizacji planów produkcyjnych, możliwość automatycznego rozsyłania planów dla operatorów na produkcji za pomocą odpowiedniej aplikacji, logowanie danych z realizacji planów produkcyjnych w bazie SQL klienta i umożliwienie łatwego tworzenia raportów z realizacji zadań produkcyjnych. W celu lokalnego informowania obsługi o bieżących planach produkcyjnych zainstalowano na terenie zakładu około 80 odpornych na trudne warunki środowiskowe wyświetlaczy diodowych, prezentujących plan, realizację i procent wykonania zadań produkcyjnych. Informacja o stopniu realizacji pobierana jest przez wyświetlacze z zainstalowanych na liniach liczników.

REKLAMA

Nowe mierniki parametrów sieci do pomiarów pośrednich i bezpośrednich (do 63 A) pomiary w sieciach 1-fazowych (N27D i N27P) i 3-fazowych (N43) atrakcyjna cena nowoczesne technologie prezentacji danych modułowa obudowa typu S – przeznaczona do montażu urządzeń na szynę prosta konfiguracja parametrów z klawiatury, USB lub RS-485

W ofercie ponadto szeroka gama przekładników prądowych

Więcej na stronie: www.lumel.com.pl LUMEL S.A. ul. Słubicka 1 65-127 Zielona Góra Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

103

RYTRO 2014 XVIII KONFERENCJA AUTOMATYKÓW

Rys. 2. Schemat opomiarowania linii produkcyjnej

Plany zapisywane są w sposób automatyczny z zainstalowanej na serwerze firmowym aplikacji, a realizacje są wyliczane przez sterowniki tablic. Wyświetlacze zostały wyposażone w moduły komunikacyjne Wi-Fi, co znacznie zmniejszyło koszty podłączenia ich do sieci komputerowej klienta. Aby sprostać wszystkim wymaganiom klienta, zdecydowano się na stworzenie „pod klucz” nowego programu do monitorowania wykonania produkcji. Program został zainstalowany na serwerze firmowym. Stworzony program umożliwia: odczyt (z wyświetlaczy) wykonania produkcji za pomocą sieci Wi-Fi, zadawanie planów dla poszczególnych wyświetlaczy przez zalogowanych

użytkowników, za pomocą przeglądarki internetowej, wysyłanie planów do wyświetlaczy w sposób automatyczny, z krokiem co 15 minut, zapis danych archiwalnych do bazy SQL, zainstalowanej w firmie i tworzenie raportów z zapisanych danych archiwalnych. Na rys. 3. pokazano przykładowy raport z realizacji zadań produkcyjnych. Uzgodniona z klientem forma raportów pozwala przeanalizować, czy plan został zrealizowany oraz jak przebiegała jego realizacja w ciągu dnia roboczego. Wdrożenie pozwoliło osiągnąć następujące korzyści: • klient otrzymał narzędzie do automatycznego informowania obsługi, rozproszonej na terenie dużego zakładu

produkcyjnego, o bieżących planach produkcyjnych, • załoga może na bieżąco kontrolować postęp wykonania założonego planu (dzięki zamontowanym wyświetlaczom), • osoby odpowiedzialne za nadzór produkcji mają bieżące informacje o postępie w realizacji zadań produkcyjnych, zarówno w lokalnej sieci komputerowej, jak i na zewnątrz zakładu, • archiwizowane w bazie SQL dane mogą być pobierane i wykorzystywane przez inne aplikacje klienta, • zwiększono wydajność produkcji dzięki stałemu monitorowaniu wszystkich kluczowych linii produkcyjnych. Oba opisane wdrożenia zostały przeprowadzone za pomocą odmiennej aparatury, lecz ich wynikiem jest osiągnięcie tego samego celu, w postaci kontroli i poprawy realizacji zadanych planów produkcyjnych. Wielkogabarytowe wyświetlacze diodowe spełniają funkcję kontrolną dla służb nadzoru i funkcję motywacyjną dla załogi. Służby nadzoru mają stały dostęp do zebranych danych. Analiza danych pozwala wykryć wiele nieplanowanych przestojów, wynikających np. ze źle zaplanowanego przezbrojenia maszyn, awarii, braków materiałowych lub czynnika ludzkiego. Dodatkowo, jak w przypadku pierwszej realizacji, system można rozszerzyć o kontrolę parametrów sieci zasilającej, co pozwala uzyskać informację o ilości zużytej energii i jej jakości oraz w dużym stopniu uniknąć niepotrzebnej pracy urządzeń bez obciążenia. Opisane systemy mogą być wdrażane jednoetapowo, ale można też zdecydować się na ich wdrażanie etapami, z podziałem na pojedyncze linie lub hale produkcyjne, poczynając od najbardziej newralgicznych punktów. Działając od ponad 60 lat na rynku, Lumel dysponuje ogromnym doświadczeniem i odpowiednimi kadrami, by szybko i efektywnie wdrażać podobne systemy w różnych gałęziach przemysłu.

Marcin Ponoś, Kamil Macias LUMEL SA ul. Słubicka 1 65-127 Zielona Góra tel. 68 45 75 117 Rys. 3. Przykładowy raport z danych archiwalnych (kolor fioletowy – plan, niebieski – realizacja)

104

e-mail: sprzedaz@lumel.com.pl www.lumel.com.pl

XVIII KONFERENCJA AUTOMATYKÓW RYTRO 2014

Nowe konstrukcje kabli Firma Technokabel uruchomiła produkcję opancerzonych kabli

Kabel światłowodowy

bezhalogenowych z podtrzymaniem funkcji w warunkach pożaru.

Kable NHXHRHX FE180 PH30/E30 0,6/1 kV i NHXHRHX FE180 PH90/ E90 0,6/1 kV mają aprobatę techniczną oraz atest CNBOP. Nadają się do układania na zewnątrz budynków i bezpośrednio w ziemi. Są stosowane w przypadku, gdy instalacja przeciwpożarowa jest

zasilana z zewnętrznej stacji transformatorowej. Chcąc uniknąć łączenia kabli na wejściu do budynku, ze względu na wymóg stosowania wewnątrz kabli zapewniających zachowanie funkcji w warunkach pożaru, układa się na całej długości ten sam kabel. 1, 2

3 4, 5 6, 7 8, 9

Przekrój kabla światłowodowego w wersji z podtrzymaniem funkcji w warunkach pożaru 1 – 24 jednomodowe włókna światłowodowe SM 9.5/125, 2 – luźne tuby (wypełnione żelem), kolory: czerwony, zielony i naturalny, 3 – c entralny, niemetalowy pręt wzmacniający, 4 – luźne tuby, skręcone w ośrodek wokół centralnie ułożonego elementu wzmacniającego, 5 – p ęczniejące włókna aramidowe, 6 – o środek kabla owinięty taśmą szklaną, 7 – w ewnętrzna powłoka wykonana ze specjalnego materiału bezhalogenowego (HFFR), 8 – pancerz z okrągłych drutów stalowych, ocynkowanych, 9 – o winięcie pancerza, 10 – czerwona powłoka ze specjalnego materiału bezhalogenowego (HFFR).

W ramach rozwijania grupy kabli bezpieczeństwa wykonano opancerzony kabel światłowodowy, zachowujący transmisję sygnału w warunkach pożaru. Na bazie komponentów światłowodowych, dostarczonych przez poddostawców, został wyprodukowany wyrób sprawdzający się w tego rodzaju aplikacjach. Badania potwierdziły jego właściwości i otwierają drogę do certyfikacji.

Kable do klimatu tropikalnego W ostatnim roku wykonano również kable elektroenergetyczne do klimatu tropikalnego. Wersje tradycyjne (w izolacji i powłoce PVC) oraz bezhalogenowe miały powłokę z dodatkiem przeciw termitom i gryzoniom. Tego rodzaju rozwiązanie stosuje się, gdy podczas pracy nie występują innego rodzaju narażenia mechaniczne. Pozwala ono uniknąć zbrojenia kabli pancerzem z taśm stalowych lub drutów stalowych. W efekcie uzyskuje się konstrukcje o mniejszych wymiarach i niższej wadze jednostkowej. W bardziej wymagających instalacjach stosuje się kable z dodatkową powłoką ze specjalnego poliamidu, który oprócz właściwości odstraszających gryzonie stanowi dodatkowe zabezpieczenie mechaniczne, wynikające z dużej twardości tego materiału.

TECHNOKABEL S.A. ul. Nasielska 55, 04-343 Warszawa tel. 22 516 97 77, faks 22 516 97 87 e-mail: sprzedaz@technokabel.com.pl www.technokabel.com.pl

Fot. Lumel, Technokabel

REKLAMA

Promocja

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

105

RYTRO 2014 XVIII KONFERENCJA AUTOMATYKÓW

Powszechnie stosowane w technice przeładunkowo-transportowej są złącza i węże. Pomyłki wynikającego ze złego podłączenia potrafią być kosztowne i niebezpieczne. Jak temu zaradzić? Firma Turck przedstawia swoją propozycję na rozwiązanie tego problemu.

RFID na straży pewnego połączenia

Jak użyć RFID? Sama technologia opiera się na wykorzystaniu fal radiowych do transmisji informacji między nośnikiem danych (tagiem) a głowicą, która te dane odczytuje/zapisuje. Oznaczenie każdego węża unikalnym kodem, przez umocowanie na nim znacznika RFID, to już połowa sukcesu. Umieszczenie głowicy RFID przy każdym zaworze sprawia, że otrzymujemy automatyczny system identyfikacji położenia węża, a tym samym w prosty sposób możemy kontrolować przepływ surowca. Zanim sam proces zostanie uruchomiony, każda para wąż-zawór zostaje

106

Promocja

automatycznie sprawdzona, a system określa, czy matryca ich połączeń jest właściwa i odpowiada aktualnie uruchamianemu procesowi. Co istotne, zmiana matrycy połączeń nie wymaga żadnego nakładu sił – dzieje się to automatycznie a decyduje o tym system nadrzędny.

System dla złączy cam-lock Firma Turck, korzystając z własnego wieloletniego doświadczenia w dziedzinie technologii RFID, zaproponowała rozwiązanie identyfikacji węża z powszechnie stosowanym złączem cam-lock. Może ono też być z powodzeniem stosowane ze wszystkimi systemami połączeń – niezależnie od producenta. Specjalnie zaprojektowany uchwyt posłużył do mocowania nośnika, a jego konstrukcja sprawia, że bez względu na ułożenie samego węża uchwyt pod wpływem działania siły grawitacji ustawia się we właściwej pozycji. To daje pewność, że nośnik znajdzie się zawsze w polu działania głowicy, która umieszczona została pod zaworem. Samo rozwiązanie jest proste i szybkie w obsłudze. Uchwyt wykonany z metalu jest odporny na uderzenia i naprężenia, mogące powstać przy niezbyt dokładnym podłączaniu węża do zaworu. Przyspiesza to sam montaż, a z drugiej strony zapewnia trwałość samego uchwytu, dając pewność, że nie zostanie on uszkodzony, co uniemożliwiałoby identyfikację węża. Przed utratą informacji chroni również sama

konstrukcja znacznika, który został wykonany w stopniu ochrony IP68, a żywotność określona liczbą cykli odczytu/zapisu gwarantuje, że nie trzeba go wymieniać w całym cyklu życia fabryki.

Sygnalizacja i serwisowanie Lampki LED umieszczone przy każdej głowicy już na etapie podłączania jasno sygnalizują operatorowi, czy podłączenie jest prawidłowe. To eliminuje pomyłki i skraca czas ewentualnych przestojów. Oznaczenie węża przy użyciu technologii RFID otwiera szerokie możliwości w obszarze serwisowania samej instalacji. W obiektach korzystających z dużej liczby tego rodzaju połączeń można szybko i sprawnie określić, które z węży nadają się jeszcze do pracy, które należy poddać renowacji, a które po prostu zastąpić nowymi. Uszkodzony lub zużyty wąż może być tak samo niebezpieczny, jak pomyłka przy jego podłączaniu. Serwisowanie węży może odbywać się z dala od samej instalacji. Przy tego typu operacjach pomocne mogą okazać się czytniki ręczne, które pozwalają na wymianę informacji ze znacznikiem bez udziału systemu nadrzędnego.

TURCK Sp. z o.o. ul. Wrocławska 115, 45-836 Opole tel. 77 443 48 00, fax 77 443 48 01 e-mail: poland@turck.com www.turck.pl

Fot. Turck

Na rynku dostępnych jest wiele rodzajów przyłączy, których celem jest zapewnienie pewnego i bezpiecznego połączenia. Jest to o tyle istotne, że służą one do transportu paliwa, surowców płynnych, chemikaliów i półproduktów spożywczych. Nawet niewielka pomyłka przy podłączaniu węża do nieodpowiedniego gniazda skutkuje utratą produkowanej serii, uszkodzeniem lub zniszczeniem instalacji procesowej. Z wyżej wymienionych powodów bardzo istotne są ścisła kontrola i aktualna informacja o tym, czy właściwa para złącze-wąż została zestawiona przed uruchomieniem transportu. Rozwiązaniem problemu jest identyfikowanie każdego węża oraz zaworu z osobna. Istnieją różne techniki służące identyfikacji, ale najpewniejsze jest skorzystanie z technologii RFID.

automatyzacja procesów przemysłowych

www.turck.com

 Remote I/O do stref Ex  Komponenty FOUNDATION / Profibus-PA  Infrastruktura sieci komunikacyjnych  Iskrobezpieczeństwo  Identyfikacja RFID

Sense it! Connect it! Bus it! Solve it!

Turck sp. z o.o. ul. Wrocławska 115 45-836 Opole Tel. +48 77 443 48 07, Fax 01 E-mail poland@turck.com Internet: www.turck.pl

RYTRO 2014 XVIII KONFERENCJA AUTOMATYKÓW

Skamer-ACM – zaufany dostawca rozwiązań automatyki Skamer-ACM to marka rozpoznawana w całej Polsce i kojarzona z firmą, która zrealizuje każde zadanie związane z automatyką, począwszy od opracowania koncepcji, przez projektowanie, dostawy, montaż, rozruch instalacji, a skończywszy na serwisie.

Dostawcy i pracownicy Główni partnerzy firmy Skamer-ACM to: ABB, Aplisens, Asco Numatics, Chemitex, Danfoss, Emerson, Festo, Honeywell, Jumo, Limatherm Sensor, Lumel, Michell Instruments, Omron, Polna, Rockwell Automation, Rittal, Siemens, Sonel, Spirax-Sarco, Technokabel, Turck i WIKA. W 1996 r. firma podjęła się uruchomienia polskiego przedstawicielstwa brytyjskiej firmy Michell Instruments Ltd, światowego lidera w pomiarach wilgotności gazów. Aktualnie Skamer-ACM jest głównym dostawcą dla PGNiG, zestawów do pomiaru punktu rosy w gazie ziemnym. Skamer-ACM zatrudnia blisko 70 osób, głównie inżynierów automatyków, pracujących w siedzibie firmy w Tarnowie i w oddziale w Krakowie.

Partnerzy i klienci Firma współpracuje z uczelniami technicznymi (Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Politechnika Warszawska,

108

Promocja

Politechnika Rzeszowska, Politechnika Śląska i Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Tarnowie), prasą techniczną („Pomiary Automatyka Kontrola”, „Pomiary Automatyka Robotyka”, „Napędy i Sterowanie”, „Control Engineering”, „Elektronika Praktyczna”, „Automatyka Podzespoły Aplikacje”, „Elektronik i Industry Europe”), a także wieloma organizacjami (NOT, SEP, Ośrodek Badania Jakości Wyrobów ZETOM, Polska Korporacja Techniki Sanitarnej, Grzewczej, Gazowej i Klimatyzacji, Polsko–Słowacka Izba Przemysłowo–Handlowa, Małopolsko–Podkarpacki Klaster Czystej Energii). Skamer-ACM zdobył uznanie licznych firm jako solidny partner we wdrażaniu i stosowaniu automatyki. Do grona kluczowych klientów firmy należą min. Firma Oponiarska Dębica, Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo, ALFA LAVAL, Stomil Sanok, SGL Carbon Polska Nowy Sącz–Racibórz, Grupa Azoty: Tarnów, Kędzierzyn, Puławy, Police, Cemex Polska, LERG Pustków, Federal-Mogul Gorzyce, Zakłady Chemiczne Organika Sarzyna, Huta Stalowa Wola, Celsa „Huta Ostrowiec”, ISD Huta Częstochowa, Huty Szkła Krosno, Jarosław, Fabryka Farb i Lakierów Śnieżka, Tikkurila Dębica, UTC CCS Ropczyce, WSK

PZL Rzeszów, MPEC Tarnów, Rafinerie grupy Orlen i Lotos – Jasło, Jedlicze, Trzebinia, Czechowice, Orion Engineered Carbons Jasło, PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna Bełchatów, PGE Energia Warszawa, PGE Dystrybucja Rzeszów, Lublin, Kielce, Zamość, Tauron Wytwarzanie, GDF SUEZ Energia Polska Połaniec, Siarkopol Grzybów, Synthos Oświęcim, Michelin Olsztyn, Coca-Cola, Stalprodukt, Unilever, Kimberly Clark, Nestle Nutrition-Alima Gerber Rzeszów, Ceramika Paradyż, Opoczno, Philip Morris, Browary Carlsberg Okocim, Żywiec, Tychy, Leżajsk, Van Pur, Cementownie Ożarów, Nowiny, Chełm, Rejowiec, Cukrownie, Ciepłownie i Elektrociepłownie, Koksownie, Kopalnie Węgla Kamiennego, Zakłady Energetyczne, Przedsiębiorstwa Energetyki Cieplnej oraz Przedsiębiorstwa Wodociągów i Kanalizacji. W wymienionych firmach Skamer-ACM realizuje inwestycje, modernizacje, dostawy i serwis.

Standardy, nagrody i wyróżnienia Firma stosuje system zarządzania jakością według wymagań normy EN ISO 9001:2008, w zakresie: „kompleksowe usługi inżynierskie, jak projektowanie, dostawy, prefabrykacja, montaż, uruchomienie i serwis oraz sprze-

Fot. Skamer-ACM

Firma Skamer-ACM może pochwalić się blisko 30-letnim doświadczeniem w szeroko pojętej automatyce przemysłowej. W skład jej portfolio wchodzą nie tylko proste urządzenia do pomiaru, regulacji, sterowania i rejestracji, ale także zaawansowane układy sterowania.

XVIII KONFERENCJA AUTOMATYKÓW RYTRO 2014

daż urządzeń w dziedzinie automatyki przemysłowej”. Za swoją działalność Skamer-ACM został wyróżniony przez Międzynarodową Sieć Naukową MSN oraz Instytut Nauk Ekonomicznych PAN Certyfikatem Innowacyjności. W konkursie organizowanym przez miesięcznik „Napędy i Sterowanie”, pod patronatem PARP i AGH, Skamer-ACM został nagrodzony podwójnie. Za wkład we wdrażanie nowych technologii otrzymał medal Innowacje 2012, natomiast jego Katalog Automatyki został Produktem Roku 2012. Katalog Automatyki otrzymał także wyróżnienie na X Międzynarodowej Konferencji Naukowo–Technicznej „Elektrownie Cieplne”. Również „Puls Biznesu” docenił dynamiczny rozwój firmy SkamerACM, przyznając jej tytuł Gazeli Biznesu w latach 2012 i 2013. Firmie zaufali czołowi producenci elementów automatyki, osprzętu elektrycznego i armatury przemysłowej, podpisując umowy przedstawicielskie i dystrybucyjne.

oraz monitoringu, systemy kontrolno-pomiarowe oraz telemetryczne. Skamer-ACM działa w oparciu o produkty firm Siemens, Beckhoff, Omron, GE-Fanuc Automation, Mitsubishi, Allen-Bradley, Saia, Schneider Electric, Wago oraz innych, zależnie od wymagań. W systemach wizualizacji procesów przemysłowych firma wykorzystuje oprogramowanie: ArchestrA System Platform, InTouch, Historian, InTrack, InBatch, InControl: DT Analyst, QI Analyst firmy Wonderware, WinCC firmy Siemens, Asix firmy ASKOM oraz inne, według wymagań.

Montaż, rozruch instalacji i serwis Zakres prac oferowanych przez SkamerACM obejmuje branże: pomiarów i automatyki oraz systemów komputerowych, elektryczną i teletechniczną, a także prefabrykację szaf sterowniczych, pulpitów, rozdzielnic, zwężek itp. W szczególnych przypadkach oferta obejmuje także inne branże: ACM-Skamer zapewnia też serwis gwarancyjny i pogwarancyjny dostarczanych i sprzedawanych urządzeń.

Targi, konferencje i inne działania Skamer-ACM jest stałym wystawcą na targach Automaticon, a od 18 lat jest głównym organizatorem największej w Polsce Konferencji Automatyków w Rytrze, której celem jest integracja środowiska automatyków oraz przedstawienie aktualnych trendów w systemach pomiarów i automatyki, przy dużym zaangażowaniu świata nauki. Firma wciąż się rozwija. Określenie „e-business” stało się wyzwaniem dla firmy i został wdrożony pierwszy w Polsce system o nazwie Katalog Automatyki (www.katalogautomatyki.pl), automatyzujący przepływ informacji technicznohandlowej między producentami i użytkownikami automatyki.

Oferta Oferta firmy Skamer-ACM obejmuje: projektowanie, doradztwo techniczne, kompletację i dostawy urządzeń, montaż i rozruch instalacji, oprogramowanie i uruchomienie przemysłowych systemów komputerowych, sprzedaż elementów automatyki, armatury i osprzętu oraz Katalog Automatyki.

Fot. Skamer-ACM

Projektowanie i programowanie Prace projektowe obejmują branże pomiarów i automatyki, elektryczną i teletechniczną, ciepłownictwo i ogrzewnictwo, wentylację i klimatyzację, oprogramowanie i uruchomienie przemysłowych systemów sterownikowych i komputerowych

Sprzedaż i kompletacja dostaw Zakres sprzedaży obejmuje: elementy automatyki, osprzęt elektryczny i armaturę przemysłową. Firma jest przedstawicielem techniczno-handlowym oraz autoryzowanym dystrybutorem kilkudziesięciu firm krajowych i zagranicznych – producentów elementów automatyki, osprzętu elektrycznego i armatury przemysłowej. Sprzedaż odbywa się z dobrze zaopatrzonych magazynów w Tarnowie i Krakowie.

Katalog Automatyki Katalog Automatyki, który jest dostępny pod adresem: www.katalogautomatyki.pl, powstał w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka, Działanie 8.2 „Wspieranie wdrażania elektronicznego biznesu typu B2B”. Głównym celem katalogu jest ułatwienie i zautomatyzowanie przepływu informacji techniczno–handlowej. Istotnymi funkcjami i elementami systemu są: Katalog Automatyki oraz moduły szkoleń i targów internetowych.

energetyczne i technologiczne, pomoc w poszukiwaniu źródeł dofinansowania rozwiązań energooszczędnych, projekty i wykonanie przedsięwzięć, służących poprawie efektywności energetycznej w zakresie urządzeń i instalacji, sieci ciepłowniczych i źródeł ciepła, odzysku energii w procesach przemysłowych itp. Firma oferuje też oprogramowanie, które pozwala odbiorcy na monitorowanie poborów energii (elektrycznej, ciepła, gazu, sprężonego powietrza) przez maszyny, ciągi technologiczne i wydziały lub zakład oraz strażnikowanie wartości granicznych z powiadomieniem o ich przekroczeniu. Umożliwia ono też tworzenie raportów, wybór najbardziej korzystnej taryfy (lub cennika) i mocy umownej, wraz z analizą opłacalności przekroczeń, strażnikowanie mocy umownej, w celu uniknięcia zbędnych przekroczeń, przeprowadzenie analizy rozdziału kosztów pobranej energii na wydziały i ciągi technologiczne oraz zreorganizowanie procesów technologicznych przez przesunięcie obciążenia na strefy tańszej energii. Oprogramowanie jest zgodne z wszystkimi wymogami Systemu Zarządzania Energią ISO 50001. Wspomaga wdrożenie i utrzymanie SZE oraz obieg i archiwizację dokumentów, pomaga w realizacji celów i zadań polityki efektywnego wykorzystania energii i pozwala na zmierzenie efektów tej polityki. Przedsiębiorstwo Usługowo-Produkcyjne SKAMER-ACM Sp. z o.o. ul. Rogoyskiego 26, 33-100 Tarnów tel. 14 63 23 400, fax 14 63 23 401 e-mail: tarnow@skamer.pl www.skamer.pl

Dodatkowe usługi Firma Skamer-ACM realizuje kompleksowo zadania z zakresu efektywności energetycznej. Są wśród nich audyty Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

109

RYTRO 2014 XVIII KONFERENCJA AUTOMATYKÓW

Przepływomierze Micro Motion serii Elite Wprowadzane na rynek przez firmę Emerson czujniki Elite CMFS to całkowicie nowa, kompaktowa i łatwo drenowalna konstrukcja. Obejmuje ona szeroki wybór wielkości i zapewnia precyzyjne pomiary, dzięki czemu nadaje się nawet do najbardziej wymagających aplikacji.

Emerson Process Management wprowadza do swojej oferty nowe przepływomierze Micro Motion Elite CMFS, stanowiące rozszerzenie istniejącej platformy przepływomierzy masowych Coriolisa. Zapewniają one precyzyjne pomiary dla małych przepływów (wielkości poniżej DN50).

Modele i parametry Nowe czujniki należą do rodziny Elite, która gwarantuje bogaty zestaw

funkcji, wysoką dokładność pomiarów i elastyczność, co znajduje odzwierciedlenie w licznych aplikacjach na całym świecie. Nowe czujniki zostały zaprojektowane z myślą o maksymalnej skalowalności oraz standaryzacji. Chociaż dostępne będzie dziewięć różnych czujników o wielkościach od 1 mm do 50 mm, do ich konstrukcji zostały wykorzystane tylko trzy kompaktowe obudowy (jedna obudowa dla trzech wielkości). Czujniki Elite CMFS charakteryzują

Czujnik Elite CMFS z przetowornikiem typu 2400 w obudowie ze stali kwasoodpornej

110

Promocja

się dokładnością ±0,05 % dla przepływu masowego cieczy, ±0,25 % dla przepływu masowego gazów oraz dokładnością ±0,2 kg/m3 dla gęstości cieczy i pokrywają zakres przepływów od 1 kg/h do 54 000 kg/h. Nowe czujniki CMFS charakteryzują się kompaktowymi wymiarami, małą masą i łatwo drenowalną konstrukcją, która ma sprostać najbardziej krytycznym i wymagającym aplikacjom. Czujniki oferują dużą zakresowość pomiaru,

Czujnik Elite CMFS dla zdalnego montażu przetwornika

Fot. Emerson

Czujnik Elite CMFS z przetwornikiem typu 2400

XVIII KONFERENCJA AUTOMATYKÓW RYTRO 2014

Przepływomierze masowe Coriolisa Micro Motion serii Elite

nawet 30:1, zapewniając przy tym najwyższą stabilność i czułość. Wytrzymała konstrukcja pozwala na dokładne pomiary w trudnych i niesprzyjających warunkach przepływu, takich jak zmiany gęstości, ciśnienia, temperatury lub lepkości. Dodatkowo mierniki Elite zapewniają pewne i powtarzalne pomiary mediów dwufazowych.

Fot. Emerson

Aplikacje Seria Elite CMFS została zaprojektowana z myślą o szerokim zakresie aplikacji, takich jak: wstrzykiwanie chemikaliów, procesy mieszania, pomiary gazów procesowych i procesy dozowania w różnych gałęziach przemysłu, m.in. chemicznym, wydobycia gazu i ropy, spożywczym, biomedycznym i farmaceutycznym. Czujniki mogą być wykorzystane zarówno przez integratorów, jak i producentów gotowych układów (skidów). Dla aplikacji korozyjnych i wysokociśnieniowych są one dostępne w wykonaniu ze stali nierdzewnej 316L oraz stopu niklowego Alloy C22. Czujniki są odpowiednie zarówno do aplikacji kriogenicznych, jak i wysokotemperaturowych, cechują się bowiem wytrzymałością na temperaturę w zakresie od –240 °C do +204 °C. Opcjonalne polerowanie zewnętrznej obudowy sprawia, że urządzenia te doskonale nadają się dla aplikacji sanitarnych,

higienicznych oraz instalacji morskich. Dodatkowo nowe czujniki mają zatwierdzenia 3A oraz EHEDG, z wykończeniem powierzchni na poziomach Ra15 oraz Ra32.

Dostępne opcje Nowe czujniki Elite CMFS, dzięki szerokiej gamie przetworników, przeznaczonych zarówno do montażu zdalnego, jak i bezpośredniego, można łatwo zintegrować z istniejącymi systemami. Przetworniki są dostępne z bogatym wyborem protokołów komunikacyjnych, włączając w to HART, Foundation Fieldbus, PROFIBUS PA, PROFIBUS DP, Modbus lub EtherNet/IP. Sieć laboratoriów kalibracyjnych, certyfikowanych według PN-EN ISO/IEC 17025, z niepewnością ±0,014 %, pozwala na precyzyjną kalibrację przepływomierzy. Czujniki Elite CMFS są dostępne z opcją weryfikacji kalibracji, która umożliwia zaawansowaną diagnostykę stanu przepływomierza od strony mechanicznej, bez konieczności demontażu urządzenia z linii oraz bez wpływania na proces.

chemicznym, wydobywczym ropy i gazu, rafineryjnym, papierniczym, energetycznym, wydobywczym i metalurgicznym, spożywczym i biofarmaceutycznym, a także w sektorze gospodarki wodno-ściekowej i innych. Oferta firmy obejmuje nowoczesne produkty i technologie oraz usługi inżynieryjne, doradcze, serwisowe i usługi zarządzania projektami. Najpopularniejsze marki firmy Emerson Process Management to: PlantWeb, Syncade, DeltaV, Fisher, Micro Motion, Rosemount, Daniel, Ovation oraz AMS Suite. Koncern Emerson (NYSE: EMR), z siedzibą w St. Louis w USA, jest globalnym liderem w dziedzinie integracji technologii i usług inżynierskich i tworzy innowacyjne rozwiązania dla swoich klientów, w wielu kluczowych branżach przemysłu na świecie. Więcej informacji można znaleźć na stronie internetowej www.emerson.com.

EMERSON PROCESS MANAGEMENT Sp. z o.o.

Dodatkowe informacje

ul. Szturmowa 2a

Emerson Process Management należy do koncernu Emerson. Jest liderem w dziedzinie automatyzacji produkcji, procesów i dystrybucji w przemyśle

02-678 Warszawa tel. 22 458 92 00 fax 22 458 92 31 www.emersonprocess.com

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

111

RYTRO 2014 XVIII KONFERENCJA AUTOMATYKÓW

Limatherm Sensor jest jednym z głównych producentów elementów automatyki w zakresie pomiarów temperatury oraz urządzeń peryferyjnych, wspomagających procesy automatyzacji procesów przemysłowych. Dynamicznie rozwijający się rynek branży aparatury pomiarowej wymaga od firmy spełniania wysokich oczekiwań klientów, co wiąże się z ciągłą progresją stosowanych rozwiązań technologicznych i jakościowych.

Firma Limatherm Sensor to nie tylko szeroka oferta produktowa, ale także duży zespół inżynierów, służących pomocą i doradztwem technicznym w zakresie: • pomiarów wilgotności i temperatury, • pomiarów ciśnienia, • grzejnictwa elektrycznego, • bezdotykowego pomiaru temperatury, • mierników przenośnych i multimetrów, • regulacji i rejestracji procesów.

procesowych DT-925. Ofertę rozszerzają: mierniki rezystancji uziemienia DT-5300, rezystancji izolacji do 5 kV DT-6605, impedancji pętli zwarcia DT-5301, tester wyłączników różnicowo-prądowych DT-9054 i detektor przewodów z generatorem impulsów LA-1014. Innowacyjnym rozwiązaniem jest stosowanie złączy USB w oferowanych produktach, np. w regulatorach i przetwornikach temperatury. Pozwala to na

Mierniki, multimetry i przetworniki temperatury

łatwą konfigurację urządzeń przez port USB, bez konieczności ich oddzielnego zasilania lub stosowania dodatkowych zestawów konfiguracyjnych. Zestaw parametrów konfiguracyjnych omawianych urządzeń może być swobodnie zmieniany, przenoszony na inne urządzenia lub zapisywany na komputerze, w celu zachowania kopii zapasowej. Oprogramowanie konfiguracyjne TxConfig i Ncofig jest darmowe i można je pobrać ze strony internetowej www.limathermsensor.pl.

W ofercie produktowej firmy pojawiły się profesjonalne multimetry i mierniki, charakteryzujące się wysoką klasą dokładności i dużą niezawodnością. Urządzenia te mają bardzo wytrzymałe obudowy, o stopniu ochrony IP67, zapewniające wysoką odporność na uszkodzenia mechaniczne. Na szczególną uwagę zasługują: miernik cęgowy DT-362, multimetr DT-9929 i zadajnik sygnałów

112

Promocja

W 2014 r. przetworniki ciśnienia serii 3300 zostały zamienione na serię 3500, która w pełni pokrywa wszystkie zakresy ciśnień, obsługiwane przez urządzenia serii 3300. Przetworniki ciśnienia serii 3500 charakteryzują się bardzo zwartą budową i małymi gabarytami. Wysokość przetwornika wraz z wtyczką wynosi tylko 38 mm, co sprawia, że idealnie nadaje się on do rozwiązań OEM-owych oraz takich, w których oszczędność miejsca zabudowy jest najważniejsza. Na potrzeby klientów firma Limatherm Sensor wykonuje również niestandardowe rozwiązania, wprowadzane później do katalogu produktów pod nowymi, unikalnymi numerami. Pozwala to na tworzenie produktów idealnie dopasowanych do danej aplikacji, zarówno pod względem metrologicznym, jak i gabarytowym. Czujnik oraz wszystkie elementy, mające kontakt z mierzonym medium, wykonane są w całości ze stali nierdzewnej, bez zastosowania jakichkolwiek dodatkowych uszczelnień, co sprawia, że nawet po dłuższym czasie przetworniki zachowują się bardzo stabilnie i nie jest wymagana rekalibracja. Standardowo dostępny sygnał wyjściowy może mieć postać prądową (4–20 mA) lub napięciową (0–10 V), ale dostępne są też inne opcje: 0,5–4,5 V, 1–10 V, 0–5 V, 1–6 V, 1–5 V i 0,5–4,5 V ratiometryczne. Dzięki niezawodności i kompatybilności z różnymi aplikacjami przetworniki omawianej serii stają się bardzo popularne. Ich nabywcy cenią sobie ich bezawaryjną pracę oraz fakt, że nowe modele idealnie uzupełniają ofertę przetworników ciśnienia z grupy 3000. Wybrane parametry techniczne przetworników serii 3500 to: • zakres ciśnienia: od 0–1 bar do 0–16 bar (powyżej – seria 3100), • pomiar ciśnienia względnego i bezwzględnego, • dopuszczalna przeciążalność: 2 × zakres, • długoterminowy dryft temperaturowy: <0,2 % zakresu/rok, • dokładność: 0,25 %, • kompensacja temperatury: od –20 °C do +100 °C, • temperatura pracy: od –40 °C do +125 °C. W połowie tego roku przewidziane jest wdrożenie wersji przetwornika z gwintem M20 × 1,5 lub G1/2 oraz z dużą wtyczką typu DIN 43650. Będzie

Fot. Limatherm Sensor

Nowe produkty w ofercie LIMATHERM SENSOR

Pomiar ciśnienia – przetworniki i manometry

XVIII KONFERENCJA AUTOMATYKÓW RYTRO 2014

to niewątpliwie dobra alternatywa dla obecnie stosowanych dużych obiektowych przetworników, zajmujących dużo miejsca i zbudowanych w znacznie gorszej technologii.

Fot. Limatherm Sensor

Elementy grzejne Z szerokiej gamy elementów grzejnych, będących w ofercie Limatherm Sensor, na szczególną uwagę zasługują kompaktowe zespoły grzejne, czyli tzw. ZGR-y. Zespoły te są przeznaczone do pracy w każdym środowisku: w powietrzu, w wodzie, w oleju i na styku z metalem. Osadzane są zazwyczaj za pomocą króćców gwintowanych nierdzewnych lub mosiężnych 3/4”, 1”, 5/4”, 6/4”, 2”, 2,5” lub innych, zależnie od ustaleń z klientem. Alternatywnie montaż odbywa się za pośrednictwem kołnierzy zgodnych z polskimi i niemieckimi normami. W zależności od zastosowania grzejnika cześć roboczą mogą stanowić grzałki rurkowe, wmontowane w króciec lub wkład ceramiczny, wymienny, w osłonie metalowej. Zespoły grzejne można wykonać pod każde z możliwych źródeł zasilania, dostępnych w układach przemysłowych

(230 V AC, 3 × 230 V AC, 400 V AC i 3 × 400 V AC). Wyprowadzenia prądowe są zazwyczaj osłonięte hermetyczną kopułką, która stwarza możliwość uzyskania bezpiecznego połączenia elektrycznego grzejnika, a ponadto zabezpiecza styki elektryczne przed zalaniem bądź zachlapaniem. Same zespoły mogą być sterowane za pomocą zewnętrznych układów (czujnik, regulator, przekaźnik). Alternatywnie zespół może być wyposażony we wbudowany układ sterowania (termostat z pokrętłem, stycznik), który bezpośrednio przejmuje funkcję manipulatora, niezależnego od innych układów na obiekcie.

Bezdotykowy pomiar temperatury – pirometry Z szerokiej gamy pirometrów stacjonarnych i przenośnych można wybrać model przeznaczony dla konkretnej aplikacji. Wśród charakterystycznych cech tych urządzeń (niektóre z nich są przypisane wersjom stacjonarnym, inne zaś przenośnym) wyróżniają się:

• możliwość ustawienia wartości alarmowych (sygnał dźwiękowy), • możliwość rejestracji wyników pomiarowych w postaci plików wideo lub zdjęć, • łatwa obsługa, dzięki zastosowaniu panelu dotykowego, • możliwość podłączenia czujnika zewnętrznego (termopara K), • możliwość stosowania w bardzo trudnych warunkach (np. przy dużym zapyleniu, w wysokiej temperaturze otoczenia itp.), • wyjścia analogowe, napięciowe i termoparowe, • interfejs USB wraz z oprogramowaniem oraz interfejs sieci Modbus, • celownik laserowy (punktowy lub dwupunktowy), • różne rodzaje optyki, • różne stopnie ochrony obudowy.

LIMATHERM SENSOR Sp. z o.o. ul. Tarnowska 1, 34-600 Limanowa tel. 18 337 99 00, fax 18 337 99 10 e-mail: info@limathermsensor.pl www.limathermsensor.pl

REKLAMA

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

113

RYTRO 2014 XVIII KONFERENCJA AUTOMATYKÓW

sposób wykorzystywane np. w przemyśle, logistyce oraz na potrzeby usług serwisowych. Przeglądarka internetowa oraz interfejs Wi-Fi umożliwiają podłączenie urządzenia do sieci i tym samym dostęp do danych. Możliwości, które stwarzają dzięki temu rozwiązaniu przyrządy pomiarowe, przedstawiono w artykule na przykładzie laboratorium kalibracyjnego, badającego wartości ciśnienia.

Hydrauliczna prasa obciążnikowo-tłokowa CPB5800 i jednostka kalibracyjna CPU6000

Kalibracja bezprzewodowa Dzięki stosowaniu nowoczesnej technologii informacyjno-komunikacyjnej wzrasta wydajność procesów kalibracji mechanicznych i elektronicznych przyrządów do pomiaru ciśnienia. Aby przyrządy pomiarowe były sprawne, należy je regularnie kalibrować. Dlatego też wymagania, które stawia się takim urządzeniom, są różne i zależą od dopuszczalnych i akceptowalnych wartości tolerancji. Najwyższą precyzję kalibracji przyrządów do pomiaru ciśnienia zapewnia prasa obciążnikowo-tłokowa.

Precyzyjna kalibracja W przypadku pras obciążnikowo-tłokowych, w celu uzyskania dokładnego ciśnienia próbnego, na zdefiniowaną powierzchnię tłoka nakłada się płytki wzorcowe. Masa ciężarka, poddana grawitacji, tworzy określoną siłę,

114

Promocja

która działa na powierzchnię systemu cylindra tłokowego. Dokładność wytworzonego ciśnienia zależy zatem od powierzchni i działającej na nią siły. Aby uzyskać większą precyzję, należy uwzględnić zmienne zakłócające, które mogą mieć wpływ na powierzchnię i siłę. Zaliczamy do nich: temperaturę otoczenia, ciśnienie atmosferyczne, względną wilgotność powietrza oraz temperaturę tłoka. W erze analogowej techniki pomiarowej tych czynników nie uwzględniano. W laboratoriach posługiwano się wówczas tabelkami z danymi na temat tego, jaki ciężarek i o jakiej masie był konieczny do wytworzenia jakiego ciśnienia. Niepewność pomiaru była w związku z tym dość duża. W porównaniu z tą metodą, elektroniczne „kalkulatory”, używane podczas kalibracji przeprowadzanej za pomocą

pras obciążnikowo-tłokowych, stanowią wielki postęp. Za ich pomocą można analizować czynniki wszelkiego rodzaju i ustalić dokładną masę ciężarka, potrzebnego do wytworzenia ciśnienia w momencie, w którym rozpoczyna się proces kontrolny.

Komunikacja radiowa i urządzenia mobilne Podobnie jak i w innych procesach przemysłowych, wszelkie czynności wykonywane w laboratoriach kalibracyjnych badane są pod kątem wydajności. Przyspieszając lub optymalizując transmisję danych i jej obsługę można np. zaoszczędzić czas. Bardzo skutecznym narzędziem okazały się w tym przypadku łącza Bluetooth i iPady. Firma WIKA zrealizowała tę ideę, konstruując system CPU6000 – jednostkę kalibracyjną stosowaną do pomiaru danych, potrzebnych do wystawienia certyfikatu niezależnego od producentów. Apple iPad, wraz z odpowiednią aplikacją, zastępuje komputer prasy obciążnikowo-tłokowej, a komunikacja bezprzewodowa i dostęp do Internetu ułatwiają pracę użytkownika. Parametry wszelkich powszechnie dostępnych na rynku pras tłokowych są dostępne w Internecie i można je w razie potrzeby ściągnąć, wprowadzając jedynie kod dostępu. Do tych podstawowych informacji zaliczają się takie wartości, jak: przekrój tłoka, współczynnik temperatury, gęstość odważnika oraz współczynnik odkształcenia lub gęstość medium (w zależności od tego, czy mamy do czynienia z prasą z zasilaniem pneumatycznym, czy olejowym). Po ponownej kalibracji przyrządu pomiarowego jego parametry są natychmiast aktualizowane na stronie internetowej. Użytkownik musi wpisać ręcznie jedynie nieliczne informacje, np. wartość lokalnego spadku swobodnego (lokalna wartość G).

Fot. Wika

Urządzenia mobilne, takie jak iPad, mogą być w przydatny i ciekawy

Wygodne prowadzenie obliczeń Dane zmienne, potrzebne do ostatecznych obliczeń masy odważników, uzyskuje się za pomocą dwóch różnych jednostek kalibracyjnych. Skrzynka sensorowa jest umieszczona na każdym manometrze tłokowym i udostępnia informacje dotyczące temperatury tłoka oraz pozycji unoszenia obciążników. Stacja pogodowa mierzy ciśnienie atmosferyczne, względną wilgotność powietrza oraz temperaturę otoczenia.

Je kn do pr ws zg

XVIII KONFERENCJA AUTOMATYKÓW RYTRO 2014

Te dane są przesyłane do iPada za pomocą łącza Bluetooth. Obliczenie masy odważnika, wymaganego do wytworzenia ciśnienia, przebiega jeszcze sprawniej i szybciej, ponieważ uruchamiane jest przez użytkownika za pomocą dotykowego interfejsu, a nie klawiatury. Można wykonywać obliczenia dla kilku pras obciążnikowo-tłokowych jednocześnie, a na dodatek niezależnie od stanowiska pracy. Dzięki temu użytkownik w trakcie obliczeń nie musi przebywać przy konkretnych manometrach wagowych. Stacja pogodowa działa centralnie w całym laboratorium, toteż obliczanie dodatkowych barometrycznych wartości referencyjnych nie jest konieczne. Pozwala to zaoszczędzić dodatkowe koszty.

Fot. Wika

Wielokrotne wykorzystywanie zapisanych danych Nowa forma komunikacji, wykorzystująca różnego rodzaju urządzenia do przekazywania danych, wpływa podczas kalibracji przyrządów za pomocą pras obciążnikowo-tłokowych zarówno na jakość, jak i na wydajność procesu

kalibracji. Wszelkie dane są przesyłane do komputera, gdzie za pomocą specjalnego oprogramowania (WIKA-CAL) są przetwarzane i zapisywane. Drukowany następnie dokument zawiera nie tylko informacje potwierdzające precyzję wzorca, ale również wszelkie istotne dla tego badania wartości pomiarowe. Zapisane informacje można wielokrotnie wykorzystywać. Dotyczy to również parametrów otoczenia, rejestrowanych przez stację pogody, która odwzorowuje warunki panujące w całym laboratorium. Za pomocą łącza Bluetooth może z tych danych korzystać np. kontroler ciśnienia, aby w przypadku określonych zadań badawczych przełączać się między wartościami absolutnymi i względnymi. Dzięki zastosowaniu nowoczesnej technologii informacyjno-komunikacyjnej można wyraźnie zwiększyć wydajność procesów pomiarowych, przeprowadzanych w laboratoriach kalibracyjnych. Jednak pewna czynność nie zmienia się nawet w erze cyfrowej: płytki wzorcowe, wykorzystywane w prasach obciążnikowo-tłokowych

Apple iPad, wraz z aplikacją CPB-CAL, tworzy komputer zarządzający prasą obciążnikowo-tłokową

w celu wytworzenia ciśnienia, trzeba nadal nakładać ręcznie.

Miłosz Pawlak menadżer produktu WIKA Polska ul. Łęgska 29/35, 87-800 Włocławek tel. 54 230 11 00 fax 54 230 11 01 e-mail: info@wikapolska.pl www.wikapolska.pl

REKLAMA

CIŚNIENIE

TEMPERATURA

POZIOM

PRZEPŁYW

KALIBRACJA

SILNA GRUPA WSPOMAGA TWÓJ SUKCES

JESTEŚMY OBECNI NA CAŁYM ŚWIECIE

Jesteśmy obecni w ponad 75 krajach jako silna grupa. Korzyści dla Państwa to know-how naszych 7900 wysoko wykwalifikowanych pracowników, potwierdzone doskonałą obsługą i szeroką ofertą produktową. Niezależnie od tego, czy jest to produkt standardowy, czy też wykonany według specyfikacji klienta, bliska współpraca z Państwem pozwala na znalezienie odpowiedniego rozwiązania, zgodnie z wymaganiami użytkownika. www.wikapolska.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

115

RYTRO 2014 XVIII KONFERENCJA AUTOMATYKÓW

Uniwersalny regulator JUMO DICON touch Regulator procesowy JUMO DICON touch z ekranem dotykowym znakomicie ułatwia i upraszcza obsługę i sterowanie procesami.

U podstaw koncepcji regulatora leży zapewnienie doskonałej jakości i stałych rezultatów regulacji.

Wysterowanie urządzeń wykonawczych następuje bezpośrednio z regulatora przy wykorzystaniu różnych wariantów konfiguracji wyjść analogowych lub cyfrowych. Wyjścia binarne mogą być rozbudowywane przy zastosowaniu modułów zewnętrznych. W celu komunikacji z systemami nadrzędnymi wykorzystywane są różne interfejsy komunikacyjne, w tym Modbus (master–slave), Profibus-DP lub Ethernet z serwerem stron internetowych.

Interfejs i maski użytkownika Regulator JUMO DICON touch Proponując zastosowanie dwukanałowego, programowego regulatora procesowego JUMO DICON touch, jego producent – firma JUMO – jest pewna realizacji założonych celów. Oba kanały regulacji pracują z wykorzystaniem sprawdzonych algorytmów, stworzonych przez JUMO. Dostępne są dwie opcje optymalizacji, co pozwala dostosować regulatory do wymagań danego obiektu. Dzięki temu możliwe jest proste, bardzo dokładne i szybkie uruchomienie układów. Za pomocą tego prostego w programowaniu regulatora procesowego bez trudu można realizować także regulację wielostrefową lub kaskadową oraz inne kompleksowe i wielostopniowe układy. Procesy mogą być wizualizowane dzięki znakomitemu wyświetlaczowi z kolorową matrycą TFT. Ekran dotykowy pozwala na komfortową i intuicyjną obsługę, co z kolei znacznie ułatwia uruchomienie i eksploatację obiektu. Modularna koncepcja budowy sprzętu regulatora JUMO DICON touch zapewnia dużą elastyczność możliwych do wykonania wariantów urządzenia, co pozwala na stosowanie go w różnego rodzaju aplikacjach. Cztery uniwersalne wejścia analogowe umożliwiają podłączenie czujników rezystancyjnych, termopar oraz sygnałów standardowych automatyki procesowej. Osiem wejść zewnętrznych (maksymalnie), wraz z wejściami uniwersalnymi, pozwala na pomiar różnych wielkości fizycznych z dużą dokładnością.

116

Promocja

W celu zapewnienia bezpiecznego prowadzenia procesów omawiany regulator wyposażono w chroniony hasłem interfejs użytkownika, z indywidualnym przydziałem uprawnień dla poszczególnych poziomów i poleceń sterowania. Predefiniowane maski ekranowe dla regulacji, zadajników programowych, rejestracji i głównych obrazów przeglądowych wspierają użytkownika w sprawnym i szybkim prowadzeniu uruchomień. Użytkownik może w prosty sposób tworzyć własne indywidualne obrazy procesowe przy użyciu oprogramowania konfiguracyjnego. Ważne analogowe i cyfrowe wielkości procesowe mogą być opcjonalnie rejestrowane w sposób odporny na manipulację danych. Dane te można następnie wizualizować graficznie i eksportować do PC przez interfejs Ethernet lub nośniki Flash USB (pendrive).

Przydatne narzędzia Komfortowe i dobrze skonstruowane oprogramowanie konfiguracyjne zapewnia możliwość prostej konfiguracji regulatora. Oprogramowanie pozwala również na tworzenie reguł matematyczno-logicznych i linearyzacji zgodnie z założeniami użytkownika. Zawiera też narzędzia do symulacji zewnętrznych sygnałów i układów regulacji oraz ich zapisu na czas uruchomień. Dane konfiguracyjne mogą być elastycznie przenoszone za pomocą kabla USB, pamięci masowej USB lub magistrali komunikacyjnej. Rozbudowana koncepcja

Komfortowa i bezpieczna obsługa za pomocą zintegrowanego ekranu dotykowego oraz wysoka elastyczność zastosowań i powtarzalne efekty regulacji są cechami wyróżniającymi uniwersalny dwukanałowy regulator procesowoprogramowy JUMO DICON touch firmy JUMO GmbH & Co.KG, Fulda

generacji alarmów i sygnalizacji przekroczeń wartości granicznych oraz kompleksowe zarządzanie sygnałami binarnymi uzupełniają możliwości tego urządzenia. Jednocześnie spełniania ono wymagania norm i certyfikatów: cUL, GL i DIN-EN 14597.

O firmie JUMO JUMO z siedzibą w Fuldzie w Niemczech zatrudnia na całym świecie ponad 2 tys. pracowników i jest wiodącym producentem urządzeń w zakresie sensoryki procesowej i automatyzacji. Innowacyjne spektrum produkcji zawiera cały szereg urządzeń, począwszy od czujników, po kompletne rozwiązania automatyzacji w zakresie pomiarów temperatury, ciśnienia, analizy fizykochemicznej cieczy, poziomu i wilgotności. Sieć dystrybucji skupia pięć centrów dystrybucji w Niemczech, 24 zagraniczne spółki-córki i ponad 40 przedstawicielstw na całym świecie.

JUMO Sp. z o.o. ul. Korfantego 28 53-021 Wrocław tel. 71 339 82 39 fax 71 339 73 79 e-mail: biuro@jumo.com.pl www.jumo.com.pl

Kalendarium PAR Wydarzenia

Targi | Konferencje | Kongresy | Sympozja | Wystawy Publikujemy w środkowym miesiącu kwartału

Maj 2014

03–06 czerwca 2014, Monachium, NIEMCY

13–15 maja 2014, Poznań, POLSKA

• AUTOMATICA 2014 – 6. Międzynarodowe Targi Automatyki i Mechatroniki

• Greenpower – Międzynarodowe Targi Energii Odnawialnej • Expopower – Międzynarodowe Targi Energetyki

Kontakt:

tel.: (+48 22) 620 44 15, fax. (+48 22) 624 94 78

Międzynarodowe Targi Poznańskie sp. z o.o.

e-mail: info@targiwmonachium.pl

Biuro Targów Monachijskich w Polsce ul. Biała 4, 00-895 Warszawa

ul. Głogowska 14, 60-734 Poznań tel. 61 869 20 00, fax 61 869 29 66

03–06 czerwca 2014, Poznań, POLSKA

e-mail: automa@mtp.pl, expopower@mtp.pl

• • • •

greenpower@mtp.pl

20–21 maja 2014, Rytro, POLSKA • XVIII KONFERENCJA AUTOMATYKÓW – RYTRO 2014

ITM – Innowacje–Technologie–Maszyny: HAPE Salon Hydrauliki, Pneumatyki i Napędów MACH–TOOL – Salon Obrabiarek i Narzędzi METALFORUM – Salon Metalurgii, Hutnictwa, Odlewnictwa i Przemysłu Metalowego SURFEX – Salon Technologii Obróbki Powierzchni Transporta – Salon Logistyki, Transportu i Spedycji Welding – Salon spawalnictwa Nauka dla gospodarki

ul. Rogoyskiego 26, 33-100 Tarnów

• • • •

tel. 14 63 23 400, fax 14 63 23 401

Kontakt:

e-mail: tarnow@skamer.pl

Międzynarodowe Targi Poznańskie sp. z o.o.

Kontakt: SKAMER ACM

ul. Głogowska 14, 60-734 Poznań

07–09 maja 2014, Bydgoszcz, POLSKA

tel. 61 869 2000, faks 61 869 2999

• WOD-KAN 2014 XXII Międzynarodowe Targi Maszyn i Urządzeń dla Wodociągów i Kanalizacji

e-mail: info@mtp.pl www.mtp.pl

Kontakt: Biuro Targów „Wod-Kan”

27–28 czerwca 2014, Łódź, POLSKA

ul. Jana Kasprowicza 2, 85-073 Bydgoszcz

• Łódzkie Targi Energetyczne

tel. 52 376 89 25

Kontakt:

e-mail: j.kucharski@igwp.org.pl

Międzynarodowe Targi Łódzkie Spółka Targowa Sp. z o.o. Lodz International Fair Ltd.

20-22 maja 2014, Norymberga, NIEMCY

ul. Wólczańska 199, 90-531 Łódź, Poland

• PCIM Europe – Międzynarodowe Specjalistyczne Targi i Konferencja, Energoelektronika, Inteligentna Technika Napędów, Power Quality

tel. 42 674 15 00, fax 42 674 15 01, e-mail: info@mtl.lodz.pl

Wrzesień 2014

Kontakt: MERITUM s.c.

01–04 września 2014 Kielce, POLSKA

Przedstawicielstwo Targów Norymberskich w Polsce tel. 22 828 27 34

• MSPO – XXII Międzynarodowy Salon Przemysłu Obronnego • LOGISTYKA – XX Międzynarodowe Targi Logistyczne

e-mail: meritum@meritum.it.pl

Kontakt:

ul. Kwiatkowskiego 1/29, 03-984 Warszawa

Targi Kielce S.A., ul. Zakładowa 1, 25-672 Kielce

Czerwiec 2014

tel. 41 365 12 49, fax 41 365 14 25 e-mail: mspo@targikielce.pl, logistyka@targikielce.pl

Fot. Jumo

03-05.06.2014, Norymberga, NIEMCY • SENSOR+TEST – Targi Techniki Pomiarów, Międzynarodowe Targi Techniki Czujników, Pomiarów i Kontroli w połączeniu z towarzyszącym Kongresem

16–18 września 2014, Bielsko Biała, POLSKA

Kontakt:

MERITUM s.c.

ZIAD Bielsko-Biała S.A.

Przedstawicielstwo Targów Norymberskich w Polsce

Al. Armii Krajowej 220, 43-316 Bielsko-Biała

ul. Kwiatkowskiego 1/29, 03-984 Warszawa

tel. 33 813 82 31, 813 82 30, 813 82 40

tel. 22 828 27 34

fax 33 813 82 33, e-mail: wystawa@ziad.bielsko.pl

e-mail: meritum@meritum.it.pl

www.energetab.pl

• ENERGETAB 2014 – XXVII Międzynarodowe Energetyczne Targi Bielskie

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5 /2014

117

Wydarzenia RELACJE

Be Happy, Be Lean! W Poznaniu odbyła się kolejna edycja największego w Polsce spotkania praktyków ciągłego doskonalenia – Otwarta Konferencja Lean. Trzy dni konferencji wypełniły wystąpienia praktyków, dyskusje i nawiązywanie kontaktów. Pobity został kolejny rekord zapisów, nie tylko pod względem liczby uczestników, ale i tempa – w czasie pierwszych 16 godzin rejestracji do udziału w Otwartej Konferencji Lean, która odbywała się w dniach 25–27 marca, zgłosiło się ponad 650 osób. Największą uwagę i najwięcej pytań w trakcie konferencji odnotowały dwie prelekcje: pierwszego dnia – wystąpienie Jacka Jackowskiego na temat tego, w jaki sposób tradycyjne finanse przeszkadzają we wdrożeniu Lean oraz prezentacja Niklasa Modig, zatytułowana „To jest Lean”, która odbyła się drugiego dnia. Tytuł nie jest przypadkowy, ponieważ podczas konferencji miała miejsce polska premiera książki pod tym samym tytułem, której współautorem jest Niklas Modig. Jego wystąpienie zakończyło się owacją na stojąco, a każdy z uczestników konferencji otrzymał egzemplarz książki w materiałach konferencyjnych. Premiera książki Niklasa Modiga „To jest Lean” nie była jedyną premierą. Organizatorzy imprezy ogłosili również otwarcie nowych kierunków studiów. Od października 2014 r. w Wyższej Szkole Bankowej w Poznaniu, oprócz już funkcjonującego kierunku Lean Management, będzie można studiować również nowatorski kierunek Lean Services – doskonalenie procesów w usługach i sektorze publicznym. Ponadto zgodnie z oczekiwaniami uczestników konferencji, również od października 2014 r., na Uczelni Łazarskiego w Warszawie uruchomiona zostanie pierwsza edycja Lean Management. Warto przypomnieć, że wszystkie zajęcia na studiach prowadzone są w formie warsztatów, gier biznesowych i case study. Trzeci dzień konferencji był całkowicie poświęcony warsztatom, m.in. umiejętności miękkich. Największą grupę biorących udział w warsztatach stanowili uczestnicy całodziennego szkolenia na temat zarządzania zmianą, które poprowadził Niklas Modig. Konferencja tradycyjnie była miejscem integracji środowiska Lean w Polsce. W tym roku odbywała się ona pod hasłem „Be Happy, Be Lean!”. Uczestnicy wydarzenia mogli uczestniczyć nie tylko w samej konferencji, ale także w imprezie integracyjnej i w warsztatach kulinarnych. Więcej informacji można znaleźć na stronach internetowych: www.konferencjalean.pl i ww.facebook.com/KonferencjaLean.

Jakub Marczak współorganizator Konferencji Lean

118

Centrum PIAP Design to komórka utworzona w celu projektowania, wykonywania analiz oraz wytwarzania zamówionych lub zaprojektowanych wyrobów. Uroczyste otwarcie odbyło się 11 marca 2014 r. w Przemysłowym Instytucie Automatyki i Pomiarów PIAP w Warszawie.

Wytwórz swoje pomysły Otwarcie PIAP Design

wytwarzania 3D, zwiedzanie warsztatu z centrami obróbczymi CNC oraz prezentacja dwóch robotów antyterrorystycznych PIAP, w których projektowaniu i budowie są wykorzystywane elementy druku 3D. Na każdym ze stanowisk eksperci udzielali informacji na temat prezentowanych elementów. PIAP Design to wyjątkowe miejsce, w którym wiedza i doświadczenie w połączeniu z nowoczesnym zapleczem technicznym, wykorzystującym najnowsze technologie umożliwiają projektowanie, badanie oraz wytwarzanie prototypów. Centrum umożliwia kompleksową realizację projektu od pomysłu do wyrobu:

Bartosz Blicharz Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP

Zobacz więcej Pobierz bezpłatną aplikację PAR+ App Store | Google Play

Fot. Perfectus Group, PAR

Otwarciu centrum PIAP Design towarzyszyło duże zainteresowanie. Łącznie na otwarcie przybyło ponad 100 gości z różnych regionów Polski. Uczestnicy zostali zaproszeni na przygotowane wykłady o technologiach przyrostowego wytwarzania oraz nowościach w tym temacie. Pierwszą prezentację poprzedziło krótkie przemówienie dr. inż. Jana Jabłkowskiego, dyrektora PIAP. Po każdej z prezentacji zaplanowano czas na pytania, z którego uczestnicy wydarzenia bardzo chętnie korzystali. Ostatnim punktem otwarcia było zwiedzanie przygotowanych stanowisk tematycznych: prezentacji modeli wykonanych w technologii przyrostowego wytwarzania 3D, zwiedzanie laboratorium

• projektowanie, wytwarzanie prototypów i modeli w technologii tradycyjnej oraz 3D, • badania i testy laboratoryjne wytrzymałościowe i odpornościowe produktów, • przygotowanie projektów w formacie CAD, • skanowanie modeli, • szkolenia z zakresu technologii szybkiego prototypowania. Więcej informacji można znaleźć na stronie internetowej www.design.piap.pl.

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

119

Nauka

Zezwala się na korzystanie z artykułu na warunkach licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 3.0

Kołowa platforma mobilna dla celów badawczych Krzysztof Kozłowski, Dariusz Pazderski, Mateusz Michalski, Piotr Dutkiewicz Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów, Politechnika Poznańska

Streszczenie: W pracy przedstawiono założenia i koncepcję rozwiązania zadania zatytułowanego „Sterowanie i nawigacja” (SiN) będącego częścią składową projektu RobREx oraz przedstawiono krótki opis budowy kołowej platformy mobilnej przeznaczonej dla celów badawczych. Platforma ta została zbudowana w Katedrze Sterowania i Inżynierii Systemów Politechniki Poznańskiej. W artykule opisano niektóre aspekty implementacyjne algorytmu sterowania ruchem platformy wykorzystującym funkcje transwersalne. Słowa kluczowe: robot mobilny, agent upostaciowiony, funkcje transwersalne DOI: 10.14313/PAR_207/120

a przestrzeni ostatnich lat można zauważyć dynamiczny rozwój robotów, które stosowane są w ratownictwie i w zadaniach eksploracji niedostępnych obszarów. Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP w Warszawie od dłuższego czasu zajmuje się takimi konstrukcjami. Obecnie PIAP realizuje (wraz z ośrodkami badawczymi z obszaru automatyki i robotyki oraz informatyki) poświęcony tym zagadnieniom grant finansowany ze środków NCBiR o nazwie RobREx.

1. Wprowadzenie Celem projektu RobREx jest opracowanie i wytworzenie odpowiedniego zestawu technologii/architektur, które umożliwią podniesienie poziomu produkcji autonomicznych robotów ratowniczo-eksploracyjnych wytwarzanych w Przemysłowym Instytucie Automatyki i Pomiarów PIAP. Inaczej mówiąc, badania realizowane w ramach tego projektu mają charakter badań stosowanych, których celem jest przetworzenie istniejącej wiedzy w technologię. Na rynku krajowym i zagranicznym PIAP jest znanym producentem robotów interwencyjnych i antyterrorystycznych posiadającym wysoką, ugruntowaną od dawna markę. Przykładami konstrukcji znajdujących się w ofercie są takie roboty jak INSPECTOR, EXPERT, SCOUT, IBIS, GRYF. Wspomniany projekt jest nakierowany na robota służącego do wspomagania akcji ratowniczych i eksploracyjnych (Robot Ratowniczo-Eksploracyjny, w skrócie RobREx). Rozwiązania pozyskane w ramach prac nad projektem zostaną zwe-

120

ryfikowane na robotach zdolnych do autonomicznej realizacji zadań zleconych przez operatora. Potencjalnie badane scenariusze użycia sprzętu będą dotyczyły inspekcji wyznaczonych obszarów włącznie z dotarciem do niego, przekazanie potrzebnych operatorowi danych (w tym również obrazu) oraz wykonanie działań przede wszystkim lokomocyjnych, ale również percepcyjnych i manipulacyjnych. Nadrzędnym zadaniem robota będzie wspomaganie ludzi we wszelkiego typu akcjach ratowniczych. Ponadto robot może służyć w pracach eksploracyjnych prowadzonych przede wszystkim w budynkach. Scenariusze wykorzystania robota zakładają, że środowisko jego działania zostało częściowo zniszczone, a w związku z tym posiadana przez niego mapa otoczenia nie jest w pełni aktualna. Zadania robota będą obejmować następujące czynności: –– penetrację (dotarcie do określonego obszaru i dokonanie jego rozpoznania), –– inspekcję (określenie stanu otoczenia, lokalizacja osób itp.), –– interwencję (wymaga manipulacji i/lub lokomocji). Wymienione czynności pozwalają na realizację większości zadań, jakie stawia się przed robotami ratowniczoeksploracyjnymi. Chodzi tu przede wszystkim o zadania monitorująco-inspekcyjne, logistyczne oraz aktywną współpracę robota z ratownikami. Doświadczenia zdobyte podczas dotychczas prowadzonych akcji ratowniczych, w których były wykorzystane roboty, pozwalają na sformułowanie kilku ważnych wniosków. Przede wszystkim, roboty ratownicze dobrze sprawdzają się w akcjach prowadzonych na ograniczonym obszarze, który w całości lub części nie jest dostępny dla ludzkich drużyn ratowniczych. Pożądany robot to robot niezawodny, który przekazuje obraz otoczenia i umożliwia manipulację (musi być wyposażony w manipulator) oraz przynajmniej częściowo odciąża operatora. Zatem wymaga się od takiej konstrukcji częściowej lub całkowitej autonomii. Stopień autonomii działania robota powinien zależeć od stanu otoczenia i powinien być tym wyższy im wyższy jest stopień niestrukturalności środowiska. Opracowanie metodyki projektowania systemów sterowania robotów ratowniczo-eksploracyjnych, które sprostają wspomnianym wymaganiom pozostaje wciąż otwartym problemem badawczym. Projekt RobREx realizowany jest przez konsorcjum, w skład którego wchodzi przede wszystkim PIAP oraz kilka polskich ośrodków badawczych zajmujących się automatyką i robotyką oraz informatyką. Projekt obejmuje szereg zadań

wzajemnie się uzupełniających, których wykonanie zagwarantuje osiągnięcie złożonego celu. Zdefiniowane w projekcie zadania to: –– ontologia: struktura reprezentacji środowiska wspólna dla ludzi i robotów, –– ontologia: algorytmy aktualizacji i uszczegóławiania mapy na podstawie wiedzy a priori, –– percepcja: semantyczna mapa otoczenia, –– percepcja: klasyfikacja i rozpoznawanie obiektów, –– sterowanie i nawigacja (SiN), –– wybór odpowiedniego napędu i sterowania dla manipulatora oraz chwytaka: sterowanie impedancyjne dla różnych układów napędowych, modele, implementacja, –– wybór odpowiedniego napędu i sterowania dla manipulatora oraz chwytaka: sterowanie impedancyjne manipulatora z chwytakiem, demonstracja, –– manipulacja mobilna: modele i algorytmy, –– manipulacja mobilna: implementacja, pomiary i demonstracja, –– inteligentna manipulacja, –– aktywne czucie. Zespół pracowników Katedry Sterowania i Inżynierii Systemów Politechniki Poznańskiej, wchodzący w skład konsorcjum, zajmuje się zadaniem zatytułowanym „Sterowanie i nawigacja” (SiN). Zadanie to ma na celu realizację sterowania ruchem platformy mobilnej wyposażonej w napęd różnicowy [8, 9] lub posługującej się lokomocją wielokołowo-ślizgową klasy skid-steering [5] oraz zadań nawigacji i lokalizacji lokalnej. Przyjęto założenie, że robot będzie się poruszał w środowisku w pełni lub częściowo ustrukturyzowanym, w warunkach ograniczonej niepewności percepcyjnej oraz w obecności przeszkód statycznych i dynamicznych. Problem lokalizacji i nawigacji globalnej jest zagadnieniem bardzo obszernym i wymaga odpowiednich działań percepcyjnych wraz z planowaniem strategii całej misji. Powyższymi zadaniami zajmują się inne zespoły projektu. W ramach zadania lokalizacji i nawigacji lokalnej są rozpatrywane zagadnienia związane z lokalnym planowaniem ruchu platformy [2, 17] i przejazd do wyznaczonych miejsc. W trakcie ruchu robota będą rozwiązywane problemy omijania pojawiających się na drodze przeszkód. W sterowaniu ruchem pojazdu zostaną wykorzystane algorytmy działające w zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego od położenia i orientacji platformy robota. W pracy opisano konstrukcję i układ sterownia doświadczalnej platformy mobilnej zbudowanej w Katedrze Sterowania i Inżynierii Systemów Politechniki Poznańskiej przeznaczonej do badań eksperymentalnych zadania „Sterowanie i nawigacja” w projekcie RobREx. W następnym rozdziale zadanie to szczegółowo opisano oraz przedstawiono koncepcję rozwiązania postawionego problemu. W sterowniku platformy zostaną zaimplementowane dwie metody: metoda funkcji transwersalnych i metoda orientowania pól wektorowych VFO (ang. Vector-Field-Orientation). Metody te dedykowane są głównie pojazdom z mechanizmem różnicowym. Obie metody są efektem prac badawczych prowadzonych przez zespół w zakresie sterowania obiektami mobilnymi. Rezultaty dotychczasowych badań przedstawiono w pracach [8, 9, 11–13, 19, 20]. Wykorzystanie metody orientowanych

pól wektorowych w planowaniu i realizacji ruchu zbudowanej platformy jest treścią osobnych artykułów. W artykule omówiono niektóre aspekty implementacyjne metody funkcji transwersalnej na podstawie przeprowadzonych analiz oraz eksperymentów i symulacji.

2. Zadanie „Sterowanie i nawigacja” w projekcie RobREx Autonomia robota mobilnego poruszającego się w środowisku częściowo ustrukturyzowanym wymaga zastosowania efektywnych algorytmów sterowania i lokalizacji gwarantujących realizację zadania z uwzględnieniem specyficznych warunków, jakie narzuca w tym przypadku nie tylko otoczenie, ale też sama konstrukcja robota. Zasadnicze trudności realizacji zadania wynikają z dwóch podstawowych problemów. Pierwszym z nich jest konieczność odpornej lokalizacji pojazdu oraz unikania kolizji z przeszkodami statycznymi i dynamicznymi podczas ruchu w zamkniętych pomieszczeniach. Rozwiązanie tego problemu wymaga zastosowania mechanizmów fuzji danych z wielu systemów sensorycznych, a w kwestii unikania kolizji wykorzystanie algorytmu sterowania wykorzystującego techniki funkcji potencjałowych [12]. Drugi problem wynika z wpływu poślizgów charakterystycznych dla lokomocji wielokołowo-ślizgowej skutkujących zarówno trudnościami predykcji ruchu i lokalizacji pojazdu, a także trudnościami w zapewnieniu wymaganej precyzji realizacji zadania. W większości zastosowań robotów o lokomocji wielokołowo-ślizgowej pomijana jest kwestia wpływu poślizgu na precyzję ruchu pojazdu. W proponowanym podejściu zostaną zastosowane metody szacowania i aktywnej kompensacji wpływu poślizgów [19, 20, 11]. Pozwoli poprawić jakość odtwarzania sygnałów zadanych, a tym samym zwiększy precyzję realizacji ruchu robota. Powstałe w ramach zadania moduły programowe umożliwią wykonanie przez platformę mobilną nie tylko elementarnych zadań ruchu, ale również złożonych zadań specjalizowanych takich, jak przejazd przez uporządkowany zbiór punktów czy zadanie precyzyjnego dokowania. W celu realizacji zadania zostały wybrane algorytmy pracujące w pętli zamkniętej ze sprzężeniem zwrotnym od pozycji i orientacji platformy robota. Jak wspomniano, będzie to metoda funkcji transwersalnych [1, 16] oraz metoda orientowania pól wektorowych [10, 13]. Obie metody zostały przetestowane na przykładowych platformach mobilnych, na których ruch nałożone są ograniczenia nieholonomiczne. Algorytmy skonstruowane są dla platform mobilnych klasy (2,0) poruszających się przede wszystkim bez poślizgu [13] ale także z poślizgiem [11] oraz dla klasy skid-steering [19, 20]. W celu poprawy precyzji odtwarzania zadanych trajektorii zostaną również przebadane zjawiska kontaktu układu jezdnego robota z podłożem, w wyniku czego opracowany zostanie uproszczony model tarcia [3]. Model ten będzie wykorzystany w sterowaniu pojazdów klasy skid-steering, gdzie głównie wykorzystuje się metodę funkcji transwersalnej. Wynikiem realizacji zadania SiN będzie opracowanie sprzętowych, a przede wszystkim programowych modułów pozwalających na realizację elementarnych zadań nawigacji, lokalizacji oraz sterowania w środowisku rzeczywistym Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

121

Nauka

dla platform mobilnych, tj. przejazd przez uporządkowany zbiór punktów wraz z precyzyjnym dojazdem do punktu docelowego, odtwarzanie sparametryzowanej ścieżki określonej w przestrzeni zadania robota oraz zadanie dokowania pojazdu.

2.1. Elementarne zadania ruchu

Przewiduje się opracowanie następujących elementarnych zadań ruchu: – przejazd przez punkt (zbiór punktów) z zadaną prędkością przejazdową z zatrzymaniem w punkcie docelowym, – dokowanie (precyzyjne pozycjonowanie robota) w zadanym punkcie, – jazda wzdłuż przeszkody (np. ściany), – ruchy elementarne związane z trybem ręcznym, gdzie zadajnikiem ruchu jest np. joystick. Realizacja podanych zadań elementarnych będzie uwzględniać kwestię unikania kolizji z wybranymi typami przeszkód. Uwzględnione tu zostaną m.in. metody planowania ruchu za pomocą funkcji potencjalnych [12] i/lub wielomianów sklejanych. W trakcie ewolucji poszczególnych modułów wykonane zostaną zarówno badania symulacyjne jak i eksperymentalne. Badania eksperymentalne algorytmów sterowania obejmować będą weryfikację ich wrażliwości na niepewności pomiarowe i niedokładności modelu pojazdu. Uwzględnione zostaną także problemy implementacyjne, do których należą m.in. złożoność obliczeniowa, minimalna szybkość pracy pętli sprzężenia zwrotnego, dobór parametrów algorytmów i ich wpływ na jakość sterowania. Działanie wszystkich modułów programowych zostanie na końcu zaprezentowana na demonstratorze, którym będzie specjalnie zbudowana doświadczalna platforma mobilna (opisana w następnym punkcie). Podsumowując, można stwierdzić, że celem zadania SiN jest opracowanie sprzętowych, a przede wszystkim programowych modułów pozwalających na realizację elementarnych zadań ruchu, nawigacji i lokalizacji w środowisku rzeczywistym dla platform mobilnych wyposażonych w napęd różnicowy lub dla pojazdów klasy skid-steering. Planowane pry-

mitywy ruchu platformy mobilnej będą oczywiście zlecane przez system nadzorczy robota, a ruch platformy ma jedynie uwzględniać elementy lokalnego planowania przejazdu robota wraz z lokalną nawigacją odruchową umożliwiającą unikanie przeszkód. Detekcja przeszkód będzie wykonywana na podstawie wyników pomiarów z czujników pokładowych. Realizacja prymitywów ruchu będzie wymagała dostarczenia odpowiednich danych z zewnętrznego planera nadrzędnego oraz danych z lokalnych systemów pomiarowych. Lokalne planowanie ruchu będzie realizowane przez system pokładowy robota, a unikanie kolizji będzie obieralnym parametrem realizacji prymitywu ruchu. Detekcja samych przeszkód (bez rozpoznawania) będzie również wykonywana przez system pokładowy na podstawie aktualnych odczytów danych z czujników pokładowych. Realizacja zadania SiN zakłada, że ruch platformy odbywa się w budynkach. Prymitywy ruchu (oznaczone w dalszej części pracy przez R) służące do realizacji elementarnych zadań ruchu są następujące: –– przejazd przez punkt: qd, prędkość przejazdowa przez punkt vd, precyzja przejazdu rd, –– ruch elementarny A (ruch w zadanym kierunku z żądaną prędkością): [vd, Θd], –– ruch elementarny B (ruch z zadanymi prędkościami postępową i kątową): [vd, wd], –– dokowanie: qd, precyzja rd w postaci promienia dopuszczalnego otoczenia, –– jazda wzdłuż przeszkody: prędkość vd, odległość od przeszkody dd, strona (lewo, prawo względem robota). Do realizacji zadeklarowanych prymitywów ruchu potrzebne będą następujące informacje: –– lokalizacja q platformy w globalnym układzie współrzędnych, –– lokalizacje zadanych punktów przejazdowych z parametrami, –– komendy sterujące ruchem R wraz z poleceniami dotyczącymi bezpieczeństwa B, –– wartości przewidzianych parametrów konfiguracyjnych K (np. omijaj przeszkody).

2.2. Zadanie SiN w strukturze agentowej

Rys. 1. Struktura agenta a5 Fig. 1. Structure of the agent a5

122

Realizacja zadania SiN w strukturze agentowej zaproponowanej w pracy [22] przedstawiono na rys. 1. Agent upostaciowiony a5 będzie finalnym efektem rozpatrywanego zadania. Podsystem sterowania agenta będzie pozyskiwał lokalne dane z wirtualnych receptorów (lokalizator, detektor przeszkód). Receptory wirtualne podłączone są do rzeczywistych receptorów (enkodery, skanery, żyroskopy) i sterują ich pracą. Lokalizator będzie obliczał lokalizację platformy na podstawie fuzji danych z enkoderów i żyroskopów. Detektor przeszkód będzie przesyłał informację o odległości i kierunku potencjalnych przeszkód. Efektory wirtualne to moduły programowe

wykorzystujące algorytmy sterowania VFO i FT podłączone do rzeczywistych efektorów platformy mobilnej w postaci napędów kół jezdnych. Agent upostaciowiony będzie wymieniał dane z pozostałymi agentami (modułami programowymi) zrealizowanymi przez pozostałe zespoły projektu RobREx. Transmisja międzyagentowa odbywać się będzie w obu kierunkach. Do agenta spływać będą polecenia w postaci odpowiednio sformatowanego wejścia Txc5,5 = [B, q, R, K]. Poszczególne pola komunikatu dotyczą bezpieczeństwa B, informacji o lokalizacji globalnej q, polecenia wykonania konkretnego prymitywu ruchu R oraz poleceń K związanych z konfiguracją kontekstu zleconych zadań. Komunikaty wyjściowe będą dotyczyły głównie stanu agenta (np. jadę wzdłuż przeszkody, w trakcie ruchu A, w trakcie ruchu B dokuję itd.).

3. Konstrukcja i układ sterowania doświadczalnej platformy mobilnej Na rys. 2 przedstawiono widok platformy doświadczalnej, której układ jezdny składa się z czterech kół połączonych parami z każdej strony. Koła napędzane są dwoma silnikami o mocy 250 W (każdy z przekładnią). Silniki sterowane są za pomocą mostków mocy EPOS2 70/10 firmy Maxon. Zaprojektowana i zbudowana platforma ma służyć do eksperymentalnej weryfikacji różnych algorytmów sterowania robotów mobilnych, ze szczególnym uwzględnieniem ruchów z poślizgiem. Architektura systemu sterowania powinna więc z jednej strony gwarantować niezawodność i dochowanie ścisłych wymogów czasowych (w tym twardego czasu rzeczywistego), a z drugiej umożliwiać stosunkowo łatwe i szybkie zmiany w implementacji wybranych algorytmów. Aby zrealizować powyższe założenia zdecydowano się na zastosowanie dwóch równolegle działających jednostek obliczeniowych. Jedną z nich będzie procesor DSP, a drugą przemysłowy komputer klasy PC działający pod systemem operacyjnym czasu rzeczywistego. Obie te jednostki będą przyłączone do sieci CAN, zapewniającej wymianę danych z niskopoziomowymi sterownikami napędów. Takie rozwiązanie nie tylko gwarantuje wystarczająco dużą szybkość transmisji, ale także elastyczność wyboru miejsca realizującego główny algorytm sterowania: prace prototypowe mogą odbywać się na poziomie komputera PC, a dopracowane procedury będą mogły zostać zaimplementowane na procesorze DSP. Dzięki temu uwolnione zasoby komputera będzie można przeznaczyć na realizację zadań wyższego poziomu czy obróbkę danych sensorycznych. Planuje się podłączenie zdecydowanej większości sensorów do oddzielnego kanału transmisji sieci CAN, dzięki czemu przesyłane z nich dane nie będą zakłócały transmisji związanej z realizacją ruchu. Implementacja algorytmów na komputerze PC ma być dodatkowo ułatwiona przez wykorzystanie jednolitych rozwiązań podczas tworzenia poszczególnych modułów programowych. Zdecydowano się na wykorzystanie w tym miejscu platformy OROCOS współpracującej z systemem ROS. OROCOS (Open RObot COntrol Software), a w szczególności pakiet Orocos Toolchain, stanowi strukturę (Framework) umożliwiającą tworzenie oprogramowania sterującego robotem w postaci modułów – komponentów wymieniają-

Rys. 2. Widok doświadczalnej platformy kołowej Fig. 2. View of an experimental wheeled platform

cych między sobą dane, także w czasie rzeczywistym. Jest to rozwiązanie wieloplatformowe (obsługiwane systemy operacyjne to Linux, Windows i MacOS), definiujące określony sposób organizacji oprogramowania, a przy tym gwarantujące możliwość konfigurowania modułów nawet w czasie działania systemu, obsługę dziennika zdarzeń (log) i raportowania zdarzeń związanych z tymi modułami. Oczywiście, dopełnienie wymogów czasu rzeczywistego gwarantowane jest tylko w przypadku stosowania odpowiedniego systemu operacyjnego. W związku z tym planuje się użycie w tej roli platformy Xenomai w połączeniu z systemem Linux. Ważną cechą modułów wykorzystujących framework Orocos Toolchain jest możliwość wymiany danych z innymi popularnymi platformami powszechnie stosowanymi przez robotyków, jak ROS, Yarp lub Rock. W projekcie RobRex zdecydowano się na wykorzystanie systemu ROS. Podobnie jak w przypadku platformy Orocos, tu także tworzone są moduły wymieniające między sobą dane, jednak działanie systemu ROS opiera się na wykorzystaniu sieci Ethernet, przez co nie ma gwarancji spełnienia wymogów twardego czasu rzeczywistego. Z drugiej strony, dużą zaletą tego rozwiązania jest istnienie szerokiej gamy gotowych komponentów obsługujących wiele popularnych sensorów.

Rys. 3. Wymiana danych w systemie sterowania Fig. 3. Data exchange inside the control system

Wymiana danych między jednostką obliczeniową realizującą algorytm sterowania a sterownikiem napędu ma zazwyczaj podobne cechy: w szybkiej pętli sprzężenia przesyłane są wartości zadane a w drugim kierunku wartości bieżące wykorzystywane w algorytmie. W porównaniu z tym strumieniem danych tylko sporadycznie przesyłane są rozkazy Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

123

Nauka

zmiany stanu urządzenia, jak polecenie startu, zatrzymania czy zmiany konfiguracji, przy czym często właśnie te rozkazy powinny mieć najwyższy priorytet. To spostrzeżenie zostanie wykorzystane w planowanej organizacji modułów obsługujących komunikację ze sterownikami napędów (rys. 3). Dedykowany moduł będzie odpowiedzialny tylko za wysyłanie danych przez wybrany port, a oddzielny tylko za odbieranie danych i interpretację poprawności ramki transmisyjnej. Te dwa moduły będą połączone z modułem zarządzającym. To właśnie ten moduł będzie odpowiedzialny za odpowiednie szeregowanie wysyłanych rozkazów otrzymywanych z modułów wyższego poziomu. Przewidziane są w tym celu dwa kanały wejściowe: standardowy i wysokiego priorytetu. Opcjonalnie dane przekazane na kanał standardowy mogą być samoczynnie wysyłane cyklicznie (przydatne np. przy ciągłym odczycie statusu urządzenia). Wszystkie odbierane dane, przetworzone przez moduł zarządzający transmisją, będą przesyłane do modułu rozgłaszającego – ma on być pośrednikiem zapewniającym wymianę danych między modułami Orocos a ROS.

4. Aspekty implementacyjne metody funkcji transwersalnych FT Metoda sterowania wykorzystująca funkcje transwersalne należy do ogólnych metod sterowania układów z ograniczeniami nieholonomicznymi w pętli zamkniętej. Szczególną cechą tej propozycji, oryginalnie podanej przez Morina i Samsona [15], jest rozwiązanie problemu stabilizacji układu z ograniczeniami fazowymi dla różnej klasy różniczkowalnych trajektorii odniesienia, włączając w to trajektorie niedopuszczalne (naruszające więzy fazowe) oraz punkt stały. Uzyskuje się przy tym krótki czas trwania stanów przejściowych oraz w ogólnym przypadku stabilność praktyczną, tj. ograniczenie błędów do otoczenia zera o promieniu, który może być dowolnie mały i jest parametrem projektowym. W zadaniach szczególnych możliwe jest również uzyskanie zbieżności asymptotycznej przy zachowaniu gładkiego sprzężenia zwrotnego. Można powiedzieć, że metoda funkcji transwersalnych pozwala aproksymować kierunki ruchu w przestrzeni konfiguracyjnej bezpośrednio niedostępne, z uwagi na więzy prędkości. Wynik ten uzyskuje się przez odwołanie do podstawowych twierdzeń dotyczących sterowalności bezdryfowych układów nieliniowych i algebry Liego sterowalności danego układu [14]. Aproksymację kierunków niedopuszczalnych rozpatruje się wówczas jako generowanie pól wektorowych wyższych rzędów, czyli nawiasów Liego podstawowych pól wektorowych obiektu. Dotychczas podano kilka przykładów zastosowań tej metody do sterowania systemami abstrakcyjnymi (np. układy nilpotentne, układy opisane na grupie Liego) oraz robotami kołowymi (m.in. robotem dwukołowym, samochodem kinematycznym, pojazdami z przyczepami mocowanymi osiowo) [15, 16, 21]. Znane są także wstępne wyniki eksperymentalne ilustrujące właściwości metody w warunkach laboratoryjnych [1, 6]. Na ich podstawie można sformułować wnioski dotyczące możliwości zastosowania tej metody w robotyce mobilnej.

124

W przypadku dużych błędów początkowych algorytm wykazuje oscylacyjne stany przejściowe – ruch robota odbywa ze zmianami znaku prędkości postępowej (nawrotami) jako wynik aproksymacji ruchu w kierunku niedozwolonym (rys. 4.). W szczególnych przypadkach jest to pożądany efekt, który pozwala na lokalną korekcję położenia robota bez istotnego zwiększania pewnych składowych błędów konfiguracji w stanach przejściowych. W wielu scenariuszach praktycznych oscylacyjność przebiegów jest jednak niepożądana – zwykle dąży się do eksponowania naturalnych kierunków ruchu (związanych z podstawowymi polami wektorowymi układu), co pozwala minimalizować wydatek energetyczny oraz uzyskać gładkie trajektorie pozycji. Pomimo dobrego określenia reguły sterowania w sensie analitycznym (algorytm zapewnia różniczkowalność sygnałów w założonej dziedzinie konfiguracji dla różniczkowalnej trajektorii zadanej) i odporności na różny charakter zaburzeń gwarantowanej od strony teoretycznej (nie występuje tu problem osobliwości w punkcie zadanym, charakterystyczny dla metod nieciągłych) uzyskanie właściwego działania algorytmu w warunkach rzeczywistych nie jest trywialne. Duże znaczenie ma prawidłowe strojenie algorytmu, które powinno uwzględniać wrażliwość algorytmu na zakłócenia w torze pomiarowym oraz niemodelowaną dynamikę (w przypadku sterowania na poziomie kinematycznym nieuwzględniającym jawnie dynamiki robota). Oznacza to, że projektowanie małego tunelu błędu, w celu uzyskania dużej precyzji sterowania, może być niewłaściwe w praktyce. Zagadnieniu temu poświęcono pracę [18], w której analizowano szczegółowo właściwości algorytmu dla układu wielowymiarowego (na przykładzie pojazdu z przyczepami). Wskazano na trudność stosowania klasycznych funkcji transwersalnych w przypadku, gdy zakłada się dużą precyzję. Obiecującym wydaje się wykorzystanie uogólnionych funkcji transwersalnych, które przez odpowiednie strojenie dodatkowym zestawem parametrów zapewniają lepszy kompromis między dokładnością a odpornością na zakłócenia. Biorąc pod uwagę ograniczenia metody autorzy rozpatrują kilka możliwych scenariuszy implementacji. Pierwszy zakłada zastosowanie algorytmu w przypadku niewielkich błędów konfiguracji, gdy robot znajduje się w pobliżu trajektorii. Pozwala to uniknąć problemów związanych ze strojeniem algorytmu, którego celem jest ograniczenie oscylacyjności w stanach przejściowych. Proponuje się w tym celu wykorzystanie lokalne metody planowania trajektorii w stanie przejściowym. Trajektoria ta, odpowiednio skalowana w czasie w celu zachowania granicznych (projektowych) wartości prędkości i przyspieszeń, przechodzić będzie przez punkty przejazdowe oraz punkt wynikający z początkowej konfiguracji robota. W przypadku, gdy pomocnicza trajektoria, stanowiąca integralną część układu sterowania, będzie niedopuszczalna, robot będzie ją aproksymował, co może być wykorzystane w środowisku o dużym zagęszczeniu przeszkód (w szczególności statycznych). Warto w tym miejscu jeszcze raz podkreślić pewną dogodność zastosowania metody funkcji transwersalnych – mianowicie algorytm i jego struktura pozostają niezmienne niezależnie od rozwiązanego typu zadania, tj. stabilizacji w otoczeniu trajektorii zmiennej lub

Rys. 4. Wyniki symulacji FT dla ruchu w kierunku niedozwolonym (po lewej – trajektoria, po prawej – błędy śledzenia położenia i orientacji robota) Fig. 4. Results of the FT simulation for movement in prohibited direction (on the left – trajectory, on the right – errors tracking the position and orientation of the robot)

punktu stałego. W efekcie możliwe staje się zaplanowanie trajektorii, która zmierza do punktu docelowego, w którym ruch referencyjny ustaje. Inny scenariusz przewiduje zastosowanie opisywanej metody do sterowania wirtualnej kinematyki robota. W takim przypadku trajektoria konfiguracji robota, generowana on-line lub off-line może być wykorzystana w roli trajektorii referencyjnej, odtwarzanej przez alternatywny układ sterowania ruchem. Pozwala to na użycie algorytmu jako lokalnego planera (lokalnego nawigatora), który dzięki możliwości aproksymacji kierunków wysokoenergetycznych (zabronionych przez więzy) może być pomocny do realizacji bezkolizyjnego ruchu w środowisku z wieloma przeszkodami. W projektowaniu sterowania założona została synteza sterownika uwzględniająca kinematykę monocykla. Tymczasem rzeczywisty robot sterowania o wielokołowym napędzie różnicowym typu skid-steering jest systemem bardziej złożonym. W pracach [20, 7] pokazano, że ograniczony poślizg może być traktowany jako zaburzenie kinematyczne. Wniosek ten stanowi podstawę implementowanej metody sterowania. Zakłada się, że efekty poślizgu mogą być w części kompensowane przez korekcję zadanych wartości prędkości platformy robota. W pierwszej kolejności korekcja będzie dotyczyła prędkości kątowej platformy jezdnej, która dla robotów z omawianym typem napędu jest obarczona największym zaburzeniem wynikającym z efektu ograniczonej możliwości przeniesienia prędkości kątowych kół na prędkości postępowe. Do korekcji wykorzystany zostanie obserwator wraz z czujnikiem żyroskopowym. Wydaje się, że korekcja wypadkowego wpływu poślizgu liniowego będzie trudniejsza i mniej dokładna, z uwagi na ograniczenia pomiarowe, w tym problemy estymacji postępowej prędkości robota [4].

Bibliografia 1. Artus G., Morin P., Samson C., Tracking of an omnidirectional target with a nonholonomic mobile robot, Proc. IEEE Conf. Adv. Robotics, 2003, 1468–1473.

2. Dubrawski A., Thorne H., Evolution of a Useful Autonomous System. Robot Motion and Control, Lecture Notes in Control and Information Sciences, Vol. 396, Springer, 2009, 453–462. 3. Ellouze M., d’Andrea-Novel B., Control of unicycletype robots in the presence of sliding effects with only absolute longitudinal and yaw velocities measurement, “European J. Contr.”, Vol. 6, 2000, 567–584. 4. Dutkiewicz P., Kiełczewski M., Kozlowski K., Pazderski D., Vision localization system for mobile robot with velocities and acceleration estimator, Bulletin of the Polish Academy of Sciences, Technical Sciences, Vol. 58, No. 1, 2010, 29–41. 5. Kozłowski K., Pazderski D., Modeling and control of a 4-wheel skid-steering mobile robot, “Int. J. Appl. Math. Comput. Sci.”, Vol. 14, No. 4, 2004, 477–496. 6. Kozłowski K., Pazderski D., Stabilization of twowheeled mobile robot using smooth control laws-experimental study, “Proceedings 2006 IEEE International Conference on Robotics and Automation”, 2006, 3387– 3392. 7. Kozłowski K., Pazderski D., Practical stabilization of a skid-steering mobile robot-A kinematic-based approach, “IEEE International Conference on Mechatronics”, 2006, 519–524. 8. Kozłowski K., Majchrzak J., Michałek M., Pazderski D., Posture stabilization of a unicycle mobile robot – two control approaches, Lecture Notes in Control and Information Sciences, Ed. K. Kozłowski, Robot Motion and Control, Springer, 2006, 25–53. 9. Kozłowski K., Pazderski D., Strojony oscylator w zadaniu sterowania integratorem nieholonomicznym z ograniczeniem sygnału wejściowego, Postępy robotyki, WKŁ, 2006, 151–160. 10. Michałek M., Kozłowski K., Motion planning and feedback control for a unicycle in a way point following task: The VFO approach, Int. J. Appl. Math. Comput. Sci., Vol. 19, No. 4, 2009, 533–545. Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

125

Nauka

11. Michałek M., Dutkiewicz P., Kiełczewski M., Pazderski D., Vector-Field-Orientation tracking control for a mobile vehicle disturbed by the skid-slip phenomena, “Journal of Intelligent and Robotic Systems”, Vol. 59, No. 3–4, 2010, 341–365. 12. Michałek M., Kowalczyk W., Kozłowski K., Strategia śledzenia trajektorii z unikaniem kolizji dla robota mobilnego klasy (2,0), Problemy robotyki. Prace naukowe. Elektronika, z. 175, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2010, 381–390. 13. Michałek M., Kozłowski K., Vector-Field-Orientation feedback control method for a differentially driven vehicle, “IEEE Transactions on Control Systems Technology”, 18(1): 2010, 45–65. 14. Morin P., Samson C., A characterization of the Lie Algebra rank condition by transverse periodic functions, “SIAM J. Control Optim.”, 40, 2001, 1227–1249. 15. Morin P., Samson C., Practical stabilization of drift-less systems on Lie groups: the transverse function approach, “IEEE Trans. Autom. Control”, 48(9), 2003, 1496–1508. 16. Morin P., Samson C., Control of nonholonomic mobile robots based on the transverse function approach, “IEEE Trans. Robot.”, 25(5), 2009, 1058–1073. 17. Morro A., Sgorbissa A., Zaccaria R., Path following for unicycle robots with an arbitrary path curvature, “IEEE Transactions on Robotics”, 27(5), 2011, 1016–1023. 18. Pazderski D., Waśkowicz D.K., Kozłowski K., Motion Control of Vehicles with Trailers Using Transverse Function Approach, “Journal of Intelligent & Robotic Systems”, October 2013, DOI 10.1007/s10846-013-9882-y. 19. Pazderski D., Kozlowski K., Trajectory tracking of underactuated skid-steering robot, “Proc. of American Control Conference”, 2008, 3506–3511. 20. Pazderski D., Kozłowski K., Trajectory tracking control of Skid-Steering Robot-experimental validation, “IFAC World Congress”, 2008, 5377–5382. 21. Pazderski D., Kozłowski K., Waśkowicz D.K., Control of a unicycle-like robot with trailers using transverse function approach, “Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences”, 60(3), 2012, 537–546. 22. Zieliński C., Specification of behavioural embodied agents, “Proceedings of Robot Motion and Control RoMoCo’04”, 2004, 79–84.

Wheeled mobile platform for research purposes Abstract: The paper presents the assumptions and concepts solve the task titled “Control and Navigation” which is part of the project RobREx and gives a brief description of the construction of a wheeled mobile platform intended for research purposes. This platform has been built in the Chair of Control and Systems Engineering University of Technology. The article describes some aspects of implementing an algorithm of motion control that uses transversal functions. Keywords: mobile robot, embodied agent, transversal functions Artykuł recenzowany, nadesłany 02.12.2013 r., przyjęty do druku 15.04.2014 r.

126

prof. dr hab. inż. Krzysztof Kozłowski Jest kierownikiem Katedry Sterowania I Inżynierii Systemów w Politechnice Poznańskiej. Zajmuje się zagadnieniami sterowania robotów nieholonomicznych oraz systemów złożonych z wielu robotów mobilnych. Jest członkiem IEEE od 1983 r., natomiast od 1988 r. jest członkiem senior member. Jest przewodniczącym Oddziału Robotics and Automation Society, Sekcja Polska IEEE na lata 2014–2015. Jest autorem i współautorem licznych publikacji dotyczących sterowania robotów oraz monografii pt. Modelling and Identification in Robotics wydanej przez Springer Verlag w 1988 r. Jest organizatorem i przewodniczącym Komitetu Naukowego Międzynarodowych Warsztatów RoMoCo (Robot Motion and Control) organizowanych od 1999 r. co dwa lata. e-mail: krzysztof.kozlowski@put.poznan.pl dr inż. Dariusz Pazderski Adiunkt w Katedrze Sterowania i Inżynierii Systemów na Wydziale Informatyki Politechniki Poznańskiej. W 2007 r. obronił pracę doktorską w zakresie robotyki mobilnej. Główna działalność naukowa koncentruje się na zastosowaniach nieliniowej teorii sterowania w robotyce mobilnej (układy nieholonomiczne i układy z deficytem wymuszeń), technik sterowania odpornego oraz układach pomiarowych w robotyce. e-mail: dariusz.pazderski@put.poznan.pl mgr inż. Mateusz Michalski Pracownik Katedry Sterowania i Inżynierii Systemów na Wydziale Informatyki Politechniki Poznańskiej. Zainteresowania naukowe skupiają się wokół sterowania i planowania ruchu robotów, szczególnie kroczących, a także zagadnień związanych z systemami czasu rzeczywistego i systemami wbudowanymi. e-mail: mateusz.michalski@put.poznan.pl dr inż. Piotr Dutkiewicz Pracownik Katedry Sterowania i Inżynierii Systemów Politechniki Poznańskiej. Jego zainteresowania skupiają się wokół zagadnień dynamiki i sterowania robotów manipulacyjnych oraz zastosowania systemów wizyjnych w układach pomiarowych i sterowania. Jest członkiem Poznańskiego Towarzystwa Przyjaciół Nauk i jednocześnie pełni funkcję przewodniczącego Komisji Automatyki i Informatyki PTPN. Jest autorem i współautorem publikacji dotyczących modelowania dynamiki robotów oraz systemów kontrolno-pomiarowych w robotyce. e-mail: piotr.dutkiewicz@put.poznan.pl

NAUKA

Zezwala się na korzystanie z artykułu na warunkach licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 3.0

Obsługa asynchronicznego przepływu danych w komponentowych podsystemach percepcji robotów Tomasz Kornuta, Maciej Stefańczyk, Michał Laszkowski, Maksym Figat, Jan Figat, Cezary Zieliński Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej, Politechnika Warszawska

Streszczenie: Obsługa asynchronicznego przepływu danych w złożonych potokach obliczeniowych, jakie z reguły tworzą podsystemy sensoryczne robotów, wymaga wytworzenia odpowiednich narzędzi wspomagających ich implementację. W artykule zaproponowano rozwiązanie umożliwiające warunkowe działanie poszczególnych bloków obliczeniowych w zależności od dostępnych danych. Rozważania teoretyczne doprowadziły do implementacji tych mechanizmów w strukturze ramowej DisCODe. Działanie rozwiązania przedstawiono na dwóch prostych przykładach. Słowa kluczowe: robot, percepcja, komponent, struktura ramowa, DisCODe, asynchroniczny przepływ danych

tacji. Poza wyróżnieniem szeregu bloków obliczeniowych niezbędne jest również określenie połączeń między nimi. Proces percepcji może być więc przedstawiony w postaci grafu, gdzie węzły odpowiadają blokom obliczeniowym, natomiast przepływ danych reprezentowany jest łukami. Oznaczając zbiór bloków jako B (od ang. Computational Block), a połączenia między nimi jako C (od ang. Connection), zadanie percepcji T można zdefiniować jako graf: T = B, C , gdzie C ⊂ B × B.

(1)

Przykładowy potok zaprezentowano na rys. 1. Konkretne bloki i połączenia rozróżniane są indeksami.

DOI: 10.14313/PAR_207/127

by sprawnie działać wśród ludzi, roboty usługowe muszą być wyposażone w różnorodne czujniki oraz układy przetwarzające odbierane dane sensoryczne. Z jednej strony dane te mogą nadchodzić z wielu czujników, pracujących z różnymi częstotliwościami. Przykładami tego typu podsystemów sensorycznych jest np. pas czujników ultradźwiękowych wykorzystywanych do nawigacji robota SCOUT [1, 2] czy też podsystem dokonujący fuzji danych odbieranych z kamery dookólnej oraz skanera laserowego, zamontowanych na robocie Elektron [3]. Z drugiej strony w przypadku kamer, a w szczególności czujników RGB-D typu Microsoft Kinect czy Asus Xtion, agregacja danych pomiarowych do postaci użytecznej w sterowaniu może wymagać wykonania szeregu operacji, tworzących w istocie złożone potoki obliczeniowe. Dodatkowo, w celu przyśpieszenia obliczeń, często wskazane jest ich zrównoleglenie za pomocą wielu wątków. Odpowiednie mechanizmy synchronizacji danych nadchodzących w sposób asynchroniczny mogą ułatwić i przyspieszyć implementację złożonych podsystemów sensorycznych.

1. Przetwarzanie danych odbieranych asynchronicznie Agregacja danych pomiarowych wymaga przeprowadzenia szeregu, często złożonych obliczeń. Dlatego niezbędna jest dekompozycja procesu obliczeniowego, umożliwiająca wyróżnienie bloków prostych do zdefiniowania oraz implemen-

Pomiary Automatyka Robotyka n/2014

C1 C3

B3 C2

C4 C5

B4 C6

B6 C7

Rys. 1. Przykładowy potok obliczeniowy Fig. 1. Exemplary computational flow

W każdym j-tym bloku obliczeniowym Bj można wyróżnić dwa rodzaje buforów: wejściowe x Bj oraz wyjściowe y Bj . Dodatkowo blok ten może mieć również bufor wewnętrzny (pamięć) m Bj , w którym mogą być przechowywane wartości zmiennych tymczasowych. Działanie bloku obliczeniowego w i-tym kroku można opisać za pomocą funkcji przejścia fj , która na podstawie danych wejściowych oraz pamięci oblicza wartości buforów wyjściowych i dokonuje aktualizacji danych wewnętrznych (rys. 2):

i+1 , y Bji+1 m Bj

:= fj

i i m Bj , x Bj

(2)

Dodatkowo należy wziąć pod uwagę fakt, iż funkcja przejścia może działać na różne sposoby, zależnie od zawartości buforów wejściowych i buforu wewnętrznego. W szczególności, sposób jej działania może zmieniać się w zależności od dostępności danych w konkretnych buforach, co wynika bezpośrednio z faktu ich asynchronicznego nadchodzenia. Dekompozycja funkcji przejścia na zestaw funkcji cząstkowych może znacznie uprościć opis wariantów jej działania. Ze zbioru x Bj można wyróżnić podzbiór buforów x Bj,κ = [x Bj,k,1 . . . ,x Bj,k,l ], których zawartość niezbędna Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

127

NAUKA

Nauka

m Bj

x Bj,1

funkcji przejścia) danych w buforze. Powyższy warunek (4) jest niezbędny do przeprowadzenia obliczeń, natomiast nie określa kolejności wywołań funkcji, w przypadku gdy kilka warunków dla różnych funkcji jest spełnionych.

y Bj,1

x Bj,2

W dalszej części artykułu omówiono mechanizmy wspomagające programistę podczas implementacji bloków mogących działać warunkowo w wybranych robotycznych strukturach ramowych. W szczególności zaprezentowano strukturę ramową DisCODe oraz omówiono zaimplementowane w niej mechanizmy. Następnie uwagę skupiono na przykładowym komponencie tej struktury, realizującym przetwarzanie obrazów RGB-D do chmur punktów, działające warunkowo w zależności od obecności danych w poszczególnych buforach wejściowych. Zaprezentowano także dwa proste przykłady zadań percepcji wykorzystujące ten komponent.

y Bj,2

fj x Bj,n

y Bj,v

Rys. 2. Ogólna struktura j-tego bloku obliczeniowego Fig. 2. General structure of j-th computational block

jest do poprawnego przeprowadzenia obliczeń k-tej funkcji cząstkowej. y Bj,κ oznacza z kolei podzbiór buforów wyjściowych y Bj , których wartości obliczone zostaną przez daną funkcję cząstkową. Prowadzi to do definicji k-tej cząstkowej funkcji przejścia (rys. 3):

i+1 i+1 , y Bj,κ m Bj

:= fj,k

i i m Bj , x Bj,κ

(3)

gdzie k = 1, . . . , nfj jest numerem funkcji cząstkowej, a nfj jest liczbą funkcji cząstkowych j-tego bloku obliczeniowego. Po zdefiniowaniu kilku funkcji cząstkowych niezbędne jest określenie warunku ich aktywacji. Wychodząc z założenia, iż do przeprowadzenia obliczeń niezbędna jest znajomość danych w buforach wejściowych, można sformułować warunek aktywacji funkcji cząstkowej (3) w postaci predykatu: i Pj,k

i x Bj,κ

= ∃

i x Bj,k,1

∧ ... ∧ ∃

i x Bj,k,n

(4)

gdzie operator ∃ zwraca prawdę w przypadku obecności nowych (tzn. jeszcze nie wykorzystanych w obliczeniach

x Bj,1

y Bj,1 m Bj y Bj,k,1

fj,k

y Bj,κ

x Bj,κ

x Bj,k,1

x Bj,k,l

y Bj,k,u

x Bj,n

y Bj,v

Rys. 3. Struktura j-tego bloku obliczeniowego z zaznaczeniem elementów związanych z k-tą funkcją cząstkową Fig. 3. Structure of j-th computational block with k-th partial transition function elements highlighted

128

2. Robotyczne struktury ramowe Orocos W strukturze ramowej OROCOS (ang. Open RObot COntrol Software) [4] nie istnieją żadne wyspecjalizowane mechanizmy wspomagające wariantowe przetwarzanie danych, a zadanie zapewnienia odpowiedniego kolejkowania i wywoływania funkcji przejścia spoczywa na programiście. Stan portów wejściowych można sprawdzić za pomocą funkcji zwrotnych (ang. Callback) związanych z danymi portami, wywoływanymi w sytuacji, kiedy w porcie znajdują się nowe dane, lub za pomocą funkcji updateHook() wywoływanej w każdym przebiegu komponentu. Największym problemem, z którym należy się zmierzyć, jest rozpoznanie, czy dane w porcie są faktycznie ”stare”, zostały zmienione od czasu poprzedniego wywołania komponentu, czy też zostały odczytane przez poprzednie funkcje tego samego komponentu. Spowodowane jest to możliwością sprawdzenia jedynie tego, czy dane zostały już odczytane z portu czy nie, nie ma natomiast możliwości całkowitego wyczyszczenia zawartości portu.

Ecto Podstawową jednostką obliczeniową struktury ramowej Ecto [5] jest komórka (ang. Cell), wyposażona w zestaw buforów wejściowych i wyjściowych (ang. Tendrils) oraz w pojedynczą funkcję przejścia, która przyjmuje jako argument wszystkie bufory wejściowe oraz generuje wyniki zapisywane na wszystkich wyjściach komórki. Funkcja ta uruchamia się tylko i wyłącznie wtedy, kiedy wszystkie dane wejściowe będą przygotowane. Z tego powodu w systemie tym problem wariantowego przetwarzania danych nie występuje na poziomie komponentu, a dopiero na poziomie całego zadania, definiując wariantowe potoki obliczeń. To jednak wymaga wytworzenia kilku wariantów tego samego komponentu, dla każdej kombinacji buforów umożliwiających przeprowadzenie obliczeń. W tym miejscu należy podkreślić zaletę struktury Ecto, która związana jest z innym przyjętym w Ecto założeniem, a mianowicie z acyklicznością grafów skierowanych (ang. Plasm) opisujących połączenia między komórkami. Umożliwia to topologiczne posortowanie grafu, co w połączeniu z założeniem produkcji wszystkich danych na wszystkich wyjściach komórek

n/2014 Pomiary Automatyka Robotyka

NAUKA zapewnia stałą i deterministyczną kolejność wywoływania funkcji w systemie. ROS Struktura ramowa ROS (ang. Robot Operating System) [6] zawiera najbardziej rozbudowane mechanizmy synchronizacji wywoływania funkcji obsługi z danymi pojawiającymi się na wejściach kanałów komunikacyjnych zwanych tematami (ang. Topic) węzłów obliczeniowych (ang. Node). ROS oferuje mechanizm łączący funkcję z listą wejść, dzięki czemu zostanie ona automatycznie wywołana, gdy dane znajdujące się w zarejestrowanych buforach będą spełniały odpowiednią zależność. Zależność ta może być zdefiniowana przez programistę, dostępne są też dwie predefiniowane opcje: wywołanie funkcji w momencie, gdy wszystkie dane mają taką samą sygnaturę czasową bądź w momencie, gdy sygnatury te różnią się nie więcej niż o ustalony interwał. Kolejność wywołania funkcji w przypadku, gdy kilka z nich może być uruchomionych (np. pokrywają się ich zestawy wejść) jest nieokreślona, nie ma również możliwości sprawdzenia, czy konkretne dane zostały już wykorzystane w ramach bieżącego cyklu pracy komponentu.

3. DisCODe

Kolejność

Nazwa podzadania Nazwa egzekutora Nazwa k

Egzekutor Podzadanie

Typ komponentu

Strumień danych Port wejściowy

Strumień danych Port wyjściowy

Rys. 4. Graficzna reprezentacja głównych elementów zadania DisCODe Fig. 4. Graphical representation of the major elements of the DisCODe task

Podstawowymi elementami zadań percepcji są komponenty przekazujące sobie informacje za pomocą strumieni danych (rys. 4). Komponenty organizowane są w wątki

3.1. Aktywacja funkcji przejścia Każdy komponent ma zestaw portów wejściowych, przez które otrzymuje dane, oraz portów wyjściowych, do których zapisuje wyniki swoich obliczeń (rys. 5). Za przeprowadzanie tych obliczeń odpowiedzialne są funkcje, których argumentami są wybrane porty wejściowe, natomiast produkowane przez nie wartości zapisywane są do wybranych portów wyjściowych. Aktywacja funkcji zależy od dostępności argumentów oraz priorytetów funkcji. Priorytet funkcji

Kolejność

Trzon struktury ramowej DisCODe (ang. Distributed Component Oriented Data Processing) [7] został napisany w języku C++, a sama implementacja została oparta na trzech paradygmatach: programowania zorientowanego komponentowo [8], programowania refleksyjnego [9] oraz programowania generycznego [10]. Kombinacja tych paradygmatów dała podstawy do stworzenia mechanizmów pozwalających na dekompozycję dowolnego procesu percepcji na graf skierowany niezależnych, ale potrafiących ze sobą współpracować komponentów. Komponenty związane z różnymi etapami lub krokami percepcji przechowywane są w oddzielnych bibliotekach komponentów (zwanych DCL od ang. DisCODe Component Library), natomiast sama struktura dostarcza niezależnych od zadań mechanizmów ich wczytywania, uruchamiania, zarządzania ich konfiguracją, synchronizacją oraz wymianą danych między nimi.

Komponent

zarządzające ich pracą zwane egzekutorami. Umożliwia to przyspieszenie działania całego procesu percepcji przez zrównoleglenie obliczeń. W DisCODe założone zostało, iż to użytkownik odgórnie (tzn. w pliku konfiguracyjnym danego zadania) decyduje o kolejności obsługi komponentów pracujących w ramach danego egzekutora. Podzadania stanowią następne narzędzie do organizacji i zarządzania komponentami, nadrzędne w stosunku do egzekutorów. Podział na podzadania jest istotny z punktu widzenia pracy systemu jako podsystemu sensorycznego układu sterowania robota – dzięki niemu można zaplanować wiele różnych potoków przetwarzania, a w danym momencie uruchamiać tylko te, które są potrzebne.

Komponent

k Argument funkcji

Strumień danych Port wejściowy

Komponent Funkcja p

Funkcja przejścia Wartość funkcji

Strumień danych Port wyjściowy

Rys. 5. Główne elementy komponentu DisCODe Fig. 5. Major elements of the DisCODe component

Ponieważ może zaistnieć sytuacja, w której dane obecne w portach umożliwią aktywację kilku funkcji, wprowadzono priorytety, które ustalą kolejność ich wywołania. Przyjęto przy tym dwa założenia: – nie jest możliwe zdefiniowanie dwóch funkcji zależnych od tego samego podzbioru portów wejściowych, – priorytety związane są z licznością portów wejściowych, co oznacza, że wyższe priorytety zostają przyznane funkcjom zależącym od większej liczby portów. Przyjęcie tych założeń umożliwia automatyczne przyznawanie priorytetów w większości przypadków oraz wymaga interwencji jedynie w przypadku, gdy różne funkcje są zależne od tej samej liczby portów. Rozwiązaniem tego problemu jest umożliwienie użytkownikowi ustalenia priorytetów względnych, uwzględnianych przez system podczas obliczania właściwych priorytetów wszystkich funkcji. Mając funkcje posortowane po priorytetach, działanie każdego komponentu można zobrazować w postaci automatu, gdzie sprawdzane są warunki kolejnych funkcji aż do aktywacji pierwszej z nich. W większości wypadków funkcja wykorzysta dane z portów, od których zależy, co spowoduje ich wyłączenie z dalszego procesu poszukiwania aktywnych funkcji. Istnieje jednak możliwość zdefiniowania funkcji w taki sposób, aby uruchamiała się po pojawieniu się danych w którymś z portów, jednocześnie z tych danych Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

Pomiary Automatyka Robotyka n/2014

129

NAUKA

Nauka

Processing

DepthConverter in_camerainfo

process_depth()

SeqRGB

CvBasic:Sequence in_depth

process_depth_color()

process_depth_mask()

out_cloud_xyz

out_img

in_color

SeqDepth out_cloud_xyzrgb

Converter

CvBasic:Sequence out_img

process_depth_color_mask() 1

in_color

in_mask

SeqMask

3.2. Przykład: DepthConverter Jako przykład obrazujący działanie omawianego mechanizmu obsługi danych wybrano komponent DepthConverter, realizujący transformację między dwoma głównymi repre-

Processing 1

out_depth out_camera_info

Converter

PCL:DepthConverter in_depth in_camera_info out_cloud_xyz

Visualization in_cloud_xyz

Viewer

PCL:CloudViewer

Rys. 7. Zadanie wyświetlające chmury punktów pobrane z czujnika Kinect Fig. 7. Task responsible for display of point clouds acquired from the Kinect sensor

130

CamInfo

in_depth in_mask in_camera_info

out_img

fizycznie nie korzystając. W takiej sytuacji dane pozostające w porcie wejściowym mogą być wykorzystane do aktywacji kolejnej funkcji (o ile zajdzie taka potrzeba). Należy rozpatrzyć jeszcze aspekt związany z faktem, iż tak opisane działanie każdego z komponentów abstrahuje od przydziału czasu procesora poszczególnym komponentom danego egzekutora. Aby nie doszło do znanego z teorii systemów operacyjnych zagłodzenia założono, iż w jednym cyklu obliczeniowym dla danego komponentu następuje próba pojedynczego uruchomienia każdej funkcji, w kolejności wynikającej z priorytetów, po czym system przechodzi do kolejnego komponentu. Do wyboru następnego komponentu wykorzystano ustalaną odgórnie przez użytkownika (w pliku konfiguracyjnym zadania) kolejność wywoływania.

Kinect

CvBasic:Sequence

Rys. 6. Struktura komponentu DepthConverter Fig. 6. Structure of the DepthConverter component

CameraNUI:CameraNUI

PCL:DepthConverter

out_cloud_xyzrgb

CvCoreTypes:CameraInfoProvider

out_camera_info

Writing in_cloud_xyzrgb

Writer

PCL:JSONWriter

Rys. 8. Zadanie zapisujące chmurę punktów pojedynczego widoku obiektu do pliku Fig. 8. Task responsible for saving of point clouds of a single view of an object to a file

zentacjami głębi: obrazem RGB-D a chmurą punktów. Obraz RGB-D jest to czterokanałowy obraz, z czego pierwsze trzy kanały zawierają informacje dotyczące koloru (RGB), a czwarty mapę głębi. Z kolei chmura punktów przechowuje położenie punktów w przestrzeni kartezjańskiej. Na rys. 6 pokazano strukturę komponentu DepthConverter. Komponent oferuje cztery podstawowe metody transformacji: – generację chmury punktów obserwowanej sceny na podstawie samej mapy głębi: process depth(), – generację chmury kolorowych punktów obserwowanej sceny na podstawie mapy głębi oraz obrazu kolorowego: process depth color(), – generację chmury punktów obiektu na podstawie mapy głębi oraz znanej maski obiektu: process depth mask(), – generację chmury kolorowych punktów obiektu na podstawie mapy głębi, obrazu kolorowego oraz maski obiektu: process depth mask color(). Wykorzystywana w ostatnich dwóch przypadkach maska wyznaczana jest w procesie zewnętrznej segmentacji. Maska ta, podobnie jak obrazy kolorowe oraz mapa głębi, stanowią trzy porty wejściowe, odpowiednio in mask, in color oraz in depth. Do przechowywania powyższych trzech rodzajów danych wykorzystujemy strukturę Mat z biblioteki OpenCV

n/2014 Pomiary Automatyka Robotyka

NAUKA

(a)

(b)

(c)

Rys. 9. Przykładowe działanie pierwszego zadania: (a) obraz RGB (b) mapa głębi (c) wynikowa chmura punktów Fig. 9. Results of the work of the first task: (a) RGB image (b) depth map (c) the resulting poing cloud

(ang. Open Computer Vision Library) [11]. Ponieważ do wyznaczenia położeń punktów wynikowej chmury w układzie kartezjańskim związanym z kamerą niezbędna jest również znajomość jej parametrów wewnętrznych (długość ogniskowej, przesunięcie matrycy etc.), dane te odbierane są przez dodatkowy port wejściowy in camera info. Komponent ma dwa wyjścia: out cloud xyz oraz out cloud xyzrgb, w których zwracane są odpowiednio zwykłe oraz kolorowe chmury punktów. Chmury te są przechowywane w szablonowej strukturze PointCloud z biblioteki PCL (ang. Point Cloud Library) [12]. Priorytety związane z kolejnością sprawdzania możliwości wywoływania funkcji są wyznaczane przez liczbę portów wejściowych, od których funkcje te zależą. W pierwszej kolejności sprawdzana jest więc funkcja process depth mask color(), dalej process depth color(), process depth mask(), a ostatnią jest process depth(). Warto zwrócić uwagę na fakt, iż w przypadku funkcji process depth color() oraz process depth mask() priorytetyzacja względna nie gra żadnej roli, gdyż w przypadku obecności danych wymaganych przez zarówno jedną, jak i drugą funkcję, wywołana zostanie inna funkcja: process depth mask color(). Na rys. 7 pokazano strukturę realizującą pierwsze, przykładowe zadanie wykorzystujące powyżej omówiony komponent. W zadaniu tym obraz mapa głębi pochodząca z czujnika Kinect wraz z jego parametrami wewnętrznymi przekazywane są z komponentu typu CameraNUI do komponentu typu DepthConverter. Wygenerowana chmura punktów przekazywana jest do komponentu typu CloudViewer odpowiedzialnego za wyświetlenie wynikowej chmury na ekranie monitora. Na rys. 9 pokazano przykładowe obrazy otrzymane w wyniku działania powyższego zadania (punkt widzenia chmury pokazanej na rys. 9c jest inny od punktu widzenia czujnika Kinect podczas akwizycji). Struktura drugiego przykładowego zadania wykorzystującego komponent DepthConverter pokazana została na rys. 8. Zadanie to odpowiedzialne jest za generację chmury punktów należących do obiektu i stanowi fragment prowadzonych prac w zakresie rozpoznawania obiektów trójwymiarowych w obrazach RGB-D. W pracach tych wykorzystywany jest zbiór widoków 300 obiektów codziennego użytku stworzony na Uniwersytecie w Waszyngtonie, tzw. Washington RGB-D Object Dataset [13]. W zbiorze tym na każdy widok obiektu składają się trzy pliki: plik zawie-

Pomiary Automatyka Robotyka n/2014

(a)

(b)

(c)

(d)

Rys. 10. Przykładowe wyniki działania drugiego zadania: (a) obraz RGB (b) mapa głębi (c) maska obiektu (d) wynikowa chmura punktów Fig. 10. Exemplary results of the work of the second task: (a) RGB image (b) depth map (c) object mask (d) the resulting poing cloud

rający obraz RGB, plik zawierający mapę głębi oraz plik zawierający maskę binarną – obraz, w którym piksele zależące do obiektu zaznaczone są kolorem białym, a pozostałe (tło) kolorem czarnym. Obrazy te wczytywane są z plików za pomocą trzech komponentów typu Sequence. Dodatkowo wykorzystywany jest komponent typu CameraInfoProvider, który dostarcza parametrów czujnika Kinect. Dane te podawane są na wejście komponentu typu DepthConverter, który generuje kolorową chmurę punktów należących tylko i wyłącznie do obiektu. Chmura ta przesyłana jest do komponentu typu JSONWriter, która zapisuje ją do pliku. Przykładowe wyniki działania tego zadania pokazano na rys. 10.

4. Podsumowanie W artykule skupiono uwagę na przetwarzaniu danych w złożonych procesach obliczeniowych, jakie typowo tworzą podsystemy percepcji robotów. Zaprezentowano metodę dekomPomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

131

Nauka NAUKA pozycji tych potoków na bloki obliczeniowe oraz skupiono uwagę na problemie warunkowego przetwarzania asynchronicznie nadchodzących danych. Pokrótce omówiono mechanizmy realizowane w wybranych robotycznych programowych strukturach ramowych oraz zaprezentowano szczegóły rozwiązania zaimplementowanego w strukturze ramowej DisCODe. Działanie tego rozwiązania zaprezentowano na przykładach wykorzystujących komponent przetwarzający obrazy RGB-D do postaci chmur punktów. Należy wyjaśnić, iż przykładowy komponent oraz zadania zostały wybrane ze względu na ich prostotę, a w DisCODe dostępne są również inne komponenty wykorzystujące omówione mechanizmy, np. komponent realizujący wielomodalną segmentację obrazu [14]. Warto dodać, iż priorytetyzacja nie jest jedynym możliwym mechanizmem umożliwiającym selekcję funkcji ze zbioru funkcji w oparciu o obecność danych w buforach wejściowych. W szczególności rozważaliśmy rozwiązanie, w którym użytkownik musiałby zdefiniować pełen automat, określający jaka funkcja ma być wywoływana dla każdej kombinacji obecności/braku danych w buforach. Należy jednak zauważyć, że dla komponentu o pięciu wejściach należałoby ręcznie przyporządkować funkcje do każdej z 25 = 32 kombinacji. W przypadku mechanizmu automatycznej priorytetyzacji użytkownik ręcznie musi rozstrzygnąć co najwyżej kilka niejednoznaczności (ta sama liczba buforów).

5. 6.

9. 10.

11.

12.

13.

Podziękowania Praca finansowana ze środków Dziekana Wydziału Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej w ramach grantu nr 504M/1031/0016 oraz grantu nr 504M/1031/0044.

Bibliografia 1. Zieliński C., Kornuta T., Trojanek P., Winiarski T., Metoda projektowania układów sterowania autonomicznych robotów mobilnych. Część 1. Wprowadzenie teoretyczne, ”Pomiary Automatyka Robotyka” 9/2011, 84–87. 2. Zieliński C., Kornuta T., Trojanek P., Winiarski T., Metoda projektowania układów sterowania autonomicznych robotów mobilnych. Część 2. Przykład zastosowania, ”Pomiary Automatyka Robotyka” 10/2011, 84–91. 3. Olszewski M., Siemiątkowska B., Chojecki R., Marcinkiewicz P., Trojanek P., Majchrowski M., Mobile robot localization using laser range scanner and omni-camera, [in:] Zielińska T., Zieliński C. (eds.), CISM Courses and Lectures - 16th CISM–IFToMM Symposium on Robot Design, Dynamics and Control, RoManSy’06, Springer, Wien, New York, June 20–24, 2006, 229–236. 4. Bruyninckx H. (2003): The Real-Time Motion Control Core of the OROCOS Project, [in:] Proceedings of

14.

the IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2766–2771, IEEE. Willow Garage, Website of the Ecto framework for perception, http://ecto.willowgarage.com, 2011. Quigley M., Gerkey B., Conley K., Faust J., Foote T., Leibs J., Berger E., Wheeler R., Ng A., ROS: an opensource Robot Operating System, [in:] Proceedings of the Open-Source Software workshop at the International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 2009. Kornuta T., Stefańczyk M., DisCODe: komponentowa struktura ramowa do przetwarzania danych sensorycznych, ”Pomiary Automatyka Robotyka” 7-8/2012, 76–85. Szyperski C., Gruntz D., Murer S. (2002): Component Software: Beyond Object-Oriented Programming. Addison-Wesley Professional, 2nd edition. Sobel J. M., Friedman D. P., An Introduction to Reflection-Oriented Programming, 1996. Alexandrescu A. (2001): Modern C++ Design: Generic Programming and Design Patterns Applied. AddisonWesley Professional. Bradski G., Kaehler A. (2008): Learning OpenCV: Computer Vision with the OpenCV Library. O’Reilly, 1st edition. Rusu R. B., Cousins S., 3D is here: Point Cloud Library (PCL), [in:] International Conference on Robotics and Automation, Shanghai, China, 2011, 2011. Lai K., Bo L., Ren X., Fox D., A large-scale hierarchical multi-view rgb-d object dataset, [in:] Robotics and Automation (ICRA), 2011 IEEE International Conference on, IEEE, 2011, 1817–1824. Stefańczyk M., Kasprzak W., Multimodal segmentation of dense depth maps and associated color information, [in:] Bolc L., Tadeusiewicz R., Chmielewski L., Wojciechowski K. (eds.), Proceedings of the International Conference on Computer Vision and Graphics, Springer Berlin / Heidelberg, 2012, 626–632.

Artykuł recenzowany, nadesłany 05.12.2013 r., przyjęty do druku 09.04.2014 r.

Asynchronous data flow handling in component-based robot perception subsystems Abstract: Handling of asynchronous data flows in complex computational systems such as robot sensor subsystems requires appropriate tools facilitating their implementation. The article proposes a solution to the aforementioned problem. The solution enables the activation of a conditional behaviour of the individual computational blocks, depending on the presence of data in their input buffers. Theoretical considerations led to the implementation of these mechanisms in a component-oriented framework for development of diverse robot perception subsystems: DisCODe. Operation of the solution is illustrated in two simple exemplary tasks. Keywords: robot, perception, component, framework, DisCODe, asynchronous data flow

132

n/2014 Pomiary Automatyka Robotyka

dr inż. Tomasz Kornuta

mgr inż. Maksym Figat

Absolwent Wydziału Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej. W 2003 r. uzyskał tytuł inżyniera, w 2005 r. tytuł magistra inżyniera, a w 2013 r. stopień doktora nauk technicznych. Od 2008 r. pracuje w Instytucie Automatyki i Informatyki Stosowanej, a od 2009 r. pełni funkcję kierownika Laboratorium Podstaw Robotyki. Jego zainteresowania naukowe obejmują metody programowania robotów oraz wykorzystanie informacji wizyjnej w robotyce, a w szczególności aktywną wizję oraz rozpoznawanie obrazów RGB-D. Autor/współautor ponad czterdziestu publikacji dotyczących powyższych tematów. Recenzent krajowych oraz międzynarodowych konferencji robotycznych (KKR, IEEE MMAR, IEEE ICAR, IFAC SYROCO) oraz czasopism (Sensor Review, International Journal of Advanced Robotic Systems). Członek IEEE RAS.

Absolwent Wydziału Matematyki i Nauk Informacyjnych Politechniki Warszawskiej. Doktorant pierwszego roku na kierunku Automatyka i Robotyka na Wydziale Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej. W swoich badaniach skupia się na wykorzystaniu inżynierii oprogramowania w robotyce. W szczególności zajmuje się językami dziedzinowymi oraz inżynieria sterowana modelem w celu wytworzenia narzędzi ułatwiających tworzenie złożonych aplikacji robotycznych.

e-mail: tkornuta@ia.pw.edu.pl

mgr inż. Maciej Stefańczyk Absolwent Wydziału Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej. W 2010 r. uzyskał tytuł inżyniera, w 2011 r. tytuł magistra inżyniera, oba z wyróżnieniem. W 2011 r. rozpoczął pracę nad doktoratem dotyczącym zastosowania aktywnej wizji wraz z systemami opartymi na bazie wiedzy w systemie sterowania robotów. Główne zainteresowania naukowe obejmują zastosowanie informacji wizyjnej, zarówno w robotyce, jak i systemach rozrywki komputerowej. e-mail: stefanczyk.maciek@gmail.com

inż. Michał Laszkowski W lutym 2014 r. uzyskał tytuł inżyniera specjalności Informatyka na Wydziale Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej. W ramach pracy magisterskiej rozwija metody rozpoznawania trójwymiarowych obiektów w chmurach punktów z wykorzystaniem cech ekstrahowanych zarówno z informacji kolorowej, jak i z map głębi. Główny obszar jego zainteresowań naukowych stanowi percepcja robotów z wykorzystaniem czujników RGB-D. e-mail: mlaszkow@gmail.com

e-mail: maksym.figat44@gmail.com

mgr inż. Jan Figat Doktorant pierwszego roku na kierunku Automatyka i Robotyka na Wydziale Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej. Główny obszar jego zainteresowań naukowych stanowi percepcja robotów z wykorzystaniem czujników RGB-D typu Microsoft Kinect. Obecnie pracuje nad metodami łączenia wielu chmur punktów oraz ekstrakcją ich cech. e-mail: jan.figat@gmail.com

prof. dr hab. inż. Cezary Zieliński Profesor na Wydziale Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej. W latach 2002–2005 sprawował na tym wydziale funkcję prodziekana ds. nauki i współpracy międzynarodowej, w latach 2005–2008 był zastępcą dyrektora Instytutu Automatyki i Informatyki Stosowanej (IAiIS) ds. naukowych, a od 2008 r. pełni funkcję dyrektora tego instytutu. Od 1996 r. jest kierownikiem Zespołu Robotyki w IAiIS. Od 2007 r. jest członkiem Komitetu Automatyki i Robotyki Polskiej Akademii Nauk. Od 2008 r. współpracuje z Przemysłowym Instytutem Automatyki i Pomiarów PIAP. Jego zainteresowania badawcze koncentrują się na zagadnieniach związanych z programowaniem i sterowaniem robotów. e-mail: c.zielinski@ia.pw.edu.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

133

Nauka

Zezwala się na korzystanie z artykułu na warunkach licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 3.0

Teleoperated multi-robot group for technical inspections Wojciech Moczulski, Marcin Januszka, Wawrzyniec Panfil, Piotr Przystałka, Mirosław Targosz, Wojciech Skarka Institute of Fundamentals of Machinery Design, Silesian University of Technology, Gliwice

Abstract: In this paper, the authors discuss results of the research concerning a group of multitasking mobile robots that use advanced technologies. The main goal of the paper is to illustrate functionality of the robot group, wireless communication and control system based on Wi-Fi standard as well as architectures of the selected subsystems. The developed robots allow aiding humans in accomplishing tasks in an environment that may be dangerous. The group consists of teleoperated robots: a transporting robot, an exploring robot, and small monitoring robots. Teleoperated robots can be used most often as moving sensor devices. The group of robots is capable of monitoring and carrying out measurements of selected physical quantities, which can occur within the territory of any object, and then transmitting the data to the user. Additionally, elaborated exploring robot can survey an area of terrain with visual inspection and take samples of soil. Keywords: teleoperated robots, inspection mobile robot, control system, Wi-Fi DOI: 10.14313/PAR_207/134

ics. One of the earliest examples of teleoperation was in 1951 when Goertz [3] developed a mechanical master-slave manipulator arm for work with radioactive material. Nowadays, despite the rapid development of autonomous robots, a robot teleoperation is still widely used in mobile robotics. Examples of robot teleoperation in different environments are presented in [1, 2]. In the recent years many mobile robot platforms use wireless technology to communicate with controlling operators or other robots [12]. Many mobile robots have been equipped with wireless technology such as Wi-Fi, Bluetooth, Wireless LAN etc [5]. Generally, there is a great interest in multi-robot systems [9–11]. The paper briefly presents the results (earlier stages of implementation are presented in [6, 7]) of the research project on a group of teleoperated mobile robots for technical inspections. As a part of the research described in this paper (compared to [6, 7]) has been the implementation of robotic executive systems and improved operators’ interface to support these real systems. The validation tests were carried out with the use of an improved version of the robots.

1. Introduction

2. A group of robots

Nowadays, there are many attempts to develop mobile robots assisting in the implementation of human dangerous tasks (e.g. inspection in hazardous areas). In Poland a largest manufacturer of mobile robots is the Industrial Research Institute for Automation and Measurements PIAP, which produces, among others: commercial pyrotechnics robots Expert and Inspector, inspection robot Scout and reconnaissance-pyrotechnics robot IBIS [8]. The world’s leading manufacturer of mobile robots is the Remotec company, producing little small inspection robot MiniAndros and large Wheelbarrow robot [8]. Commercial versions of inspection or intervention robots [8]: Cybernetix RM35 and Castor, PW Allen-Vanguard HOBO and Defender, ABP Bison and Cyclops can be found on the European market Most of these mobile robots are teleoperated. Teleoperation indicates control of robots from a distance and is one of the first domains of the robot-

The goal of the project has been the research, development, and implementation of a team of teleoperated multitasking mobile robots that use advanced technologies. The developed robots allow aiding humans in accomplishing tasks in an environment that may be dangerous. The group (Fig. 1) consists of remote controlled robots: a transporting robot (called Transporter), an exploring robot (called Explorer), and small monitoring robots (called Pathfinders). The team is able to supervise large objects by wireless transmitting data collected by sensors and video streams. The group of robots is capable of monitoring and carrying out measurements of selected physical quantities that can occur within the territory of any object and then transmitting the data to the user. Teleoperated robots can be used most often as moving sensor devices. Both Transporter and Explorer share the same tracked chassis that allows them to move across uneven terrain

134

Fig. 1. A teleoperated multi-robot group: a) concept of a collaboration, b) the physical realisation of the multi-robot group Rys. 1. Grupa zdalnie sterowanych robotów: a) koncepcja współdziałania, b) fizyczna realizacja grupy robotów

including staircases. The robots are capable of operating up to 5 hours using their own batteries. Transporter is equipped with a robotic arm and a compartment that can house up to four Pathfinders or a dangerous item of up to 5 kg mass. Elaborated Explorer robot can survey an area of terrain with visual inspection and take samples of soil. Additionally, Explorer is equipped with a special system for sensor mounting that allows attaching several sensors including gas and smoke detectors, and many others, depending on the kind of mission the robot is taking part in. The last robot called Pathfinder plays the role of a small inspecting robot. It is equipped with a digital camera, a microphone and a loudspeaker, and also with a temperature sensor. The main idea implemented in this robot was to develop a low-cost remote controlled robotic system capable of inspecting inaccessible areas and of allowing voice contact with a human remaining in this area. Such robots can be operated in dangerous environment, because the cost is relatively low. Software for controlling all the teleoperated robots has been developed, with two-level architecture which is composed of low-level software (physical layer), upper-level software and user interface. The system allows assigning tasks to the robots operating in the group, especially in the case of rescue operations where the operator works under stress conditions and needs support in deci-

ding which robots can undertake activities required to accomplish the complete operation.

3. Control and communication system This section presents a teleoperation system to control mobile robots remotely. In elaborated teleoperation system it is able to control all robots independently by a group of operators or to control each robot only by one operator by switching between them. The quality of robots’

teleoperation system greatly depends on its control and communication systems. Navigation of Explorer and Transporter robots is supported by GPS-based units, that allow the robot to return to the last position where wireless communication with the operator was possible.

3.1 Control system

In this subsection the software development platform, main idea and architecture of the control system are presented. 3.1.1. Software platform After a comprehensive study of the available software platforms intended for development of the mobile robots’ control systems it was decided to apply the Microsoft Robotics Developer Studio (MRDS) [4]. This software package consists of a few tools especially useful for developing robotic applications (also distributed), i.e.: Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

135

Nauka

Fig. 2. Example of UI running on the operator’s PC allowing to control Transporter and Explorer robots Rys. 2. Przykład graficznego interfejsu użytkownika uruchomionego na komputerze PC operatora pozwalającego na sterowanie robotami Transporter i Explorer

–– Concurrency and Coordination Runtime (CCR) – ensures controlled asynchronous communication between MRDS services and nodes, –– Decentralized Software Services (DSS) – allows for easy distribution of the software modules (MRDS services) among many nodes of the control system. Moreover, MRDS contains a very sophisticated simulator, which allowed the software developers to perform preliminary tests of the control system including: robots’ behavior in simulated environment conditions similar to the real conditions, control algorithm tests, and also control system architecture of initial tests. 3.1.2. Control system of the robots’ group – main idea In general the group of robots consists of the two Pathfinders, one Explorer and one Transporter. Each of the above-mentioned robots is remotely controlled by an operator using UI application running on an individual computer. The control system of the mobile robots group is distributed in both hardware and software layers. It uses wireless communication standard 802.11 b/g/n (section 3.2) employing TCP/IP protocol on which MRDS is based. Every existing node (device) in control system net has its own unique and predefined IP address – it allows for easy searching for nodes in the net. The control system, developed according to the proposed architecture (subsection 3.1.3), is modular, scalable and extensible. The base functionality of the control system can be easily extended, the control system allows to control almost unlimited number of robots. All of the robots can operate individually and in group. At the beginning (after the system starts individual robot) the control system of the robot works regardless of the others. At any time the control system of the robot can be included in the control system of the group – the other members

136

(their operators) of the group are informed about its status (on/off) and (if possible) its localization. There have not been taken into account the group behaviour (e.g. moving in formation) – the robots are just teleoperated. 3.1.3. Control system architecture The architecture of the high-level control system of every robot was divided into three layers: –– User application layer – consists of user interface panels (example of the UI is presented in Fig. 2), communicates with peripheral devices (LCD, keyboard, mouse, joystick) and controls logic layer, –– Control logic layer – contains MRDS services responsible for control logic of the control system, e.g. robots’ movement control, streaming and recording video and audio signals, control robots’ peripheral devices (manipulator, soil probe, gas sensors), etc. Contents of this layer (package of the MRDS services) is dependent mainly on functionality of the robots and the whole system. This layer communicates with user interface and control logic layer – there is no direct communication between the above mentioned layers, –– Intermediate layer – communicates with control logic layer and main equipment of the robots (video cameras, internal robot state sensors, environment detection sensors, lights, main and auxiliary drives. For these purposes control system of Pathfinder uses FoxBoard control unit, Transporter and Explorer apply PC communicating with the above-mentioned devices using CAN and USB interfaces. In the case of Transporter/Explorer robots this layer contains mainly MRDS services responsible for direct control of the PC with robots’ equipment. User interface and control logic layers of the individual robot control system are present on the operator control unit (PC), whereas intermediate layer is placed on the

topology is a classic point-to-point connection (Fig. 3c). Such data transmission is involved for high-speed communication between a single operator and a mobile robot.

operator control unit (Pathfinder) or robot control unit (Transporter, Explorer).

3.2 Communication system

4. Validation

The communication system proposed in this paper enables wireless remote control of a group of robots by operators in real time simultaneously. For such systems, it is required that the transmission of control and audio-video signals must be realized with the minimum latency. Moreover, in the case of audio and video data streaming, it is necessary to achieve the maximum raw data rate. An additional challenge is to guarantee the appropriate transmission range between communicating nodes, especially for missions accomplished in indoor environments. Due to these assumptions, it is settled that the architecture of a communication system is based on IEEE 802.11n standard (150 Mbit/s, 2.4 GHz). The hardware layer of the communication system of each robot is designed using BulletM2 device (2.4 GHz 802.11b/g/n, max. 28 dBm TX-Power, –40 °C to +80 °C). Three basic wireless network topologies are developed, as shown in Fig. 3a–c. The first way of communication is based on a star topology (Fig. 3a). The communication between the operators and robots is followed by the access point. This solution is recommended for the mission which does not require the significant dispersion of robots and operators. The second solution is based on a repeater bridge (Fig. 3b). This method of communication is required when the longdistance data transmission between robots and operators is needed or when there is a large attenuation of the communication signal within the inspection area. The last

A validation process included tests of mobility and test of all the systems. Laboratory and field tests of the team under differing environmental and climate circumstances have proven high mobility of the robots. Typical duration of the mission is 3–5 hours for the Explorer or Transporter robot and 2 hours for inspecting robots, depending on the ambient temperature and humidity. Moreover, most of the achieved values of communication system parameters exceeded the assumed ones. Typical communication and teleoperation range for the group of robots which operate in buildings is up to 50 m (see Fig. 4) and in open areas up to 500 m.

5. Conclusions and future work Nowadays global trends in the field of mobile robotics outline the need for the development of mobile robots that can work in a group and can be wirelessly controlled by the operators. The paper deals with a brief description of a team of teleoperated mobile robots for inspecting large-area technical objects such as large open-air stores, closed areas of factories, airfields, military objects, and many others. The main conclusions of the authors are formulated as follows:

c) Fig. 3. Schemes of three basic wireless network topologies used for communication purposes Rys. 3. Schematy trzech podstawowych topologii sieci bezprzewodowej użytych do celów komunikacji Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

137

Nauka

Bibliography

Fig. 4. Results of communication and teleoperation tests in indoor and out-door scenarios Rys. 4. Wyniki testów systemów komunikacji i zdalnego sterowania robotów w budynku i na terenie otwartym

–– the use of Wi-Fi allows to achieve satisfactory communication ranges with low cost of the system; –– the validation tests confirmed the large functionality of presented teleoperated robots; –– the presented team of robots is currently complete and provides functionality equivalent to other commercial robots; –– robot teleoperation commonly requires an operator‘s full attention to achieve task goals. There is no doubt that the field of teleoperated robotics provides a rich area for future developments. The authors are going to continue the work with special attention paid to industrial implementation of the group of robots.

Acknowledgements This project has been carried out in the framework of Strategic Programme “Innovative Systems of Technical Support for Sustainable Development of Economy” (Innovative Economy Operational Programme) coordinated by Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute (ITeE-PIB). The authors wish to express their gratitude to the staff of ITeE-PIB for their collaboration at all stages of the project.

138

1. Dong-So K., Jee-Hwa R., Pan-Mook L., Suk-Won H., Design of a Teleoperation Controller for an Underwater Manipulator, IEEE International Conference on Robotics & Automation, San Francisco, California, 3114–3119, April 2000, DOI: 10.1109/ROBOT.2000.845142. 2. Ermolov I.L., Levenkov A.V., Poduraev J.V., Choi S.J., Internet Control of Mobile Robots for Pipe Inspection/Repair, Proceedings of the 4th International Workshop on Computer Science and Information Technologies, 18–20 September, 2002. 3. Goertz R., Thompson R., Electronically controlled manipulator, Nucleonics, vol. 12 (11): 46–47, 1954. 4. Johns K., Taylor T., Professional Microsoft Robotics Developer Studio, Wiley Publishing, Inc. Indianapolis, Indiana 2008. 5. Kahar S., Sulaiman R., Prabuwono A.S., Ahmad N.A., Ashri Abu Hassan M., A Review of Wireless Technology Usage for Mobile Robot Controller, PCSIT vol. 34: 7–12, 2012. 6. Moczulski W., Skarka W., Targosz M., Panfil W., Przystałka P., Wyleżoł M., Januszka M., Pająk D., Wielozadaniowe mobilne roboty do inspekcji obiektów technicznych, Advance in Robotics. T. 1. Electronics vol. 182: 199–206, K. Tchoń, C. Zieliński (Eds.), Publishing House of the Warsaw University of Technology, Warsaw 2012. 7. Moczulski W., Skarka W., Januszka M., Giesko T., Mężyk J., Mizak W., Pająk D., Panfil W., Przystałka P., Targosz M., Wiględa R., Wyleżoł M., Projekt grupy wielozadaniowych robotów mobilnych wykorzystujących zaawansowane technologie, Maintenance Problems, 3(82), 123–129, Radom 2011. 8. Trojnacki M., Szynkarczyk P., Andrzejuk A., Tendencje rozwoju mobilnych robotów lądowych, Pomiary Automatyka Robotyka, 6: 11–14, 2008. 9. Turek W., Cetnarowicz K., Zaborowski W., Software Agent Systems for Improving Performance of Multi-Robot Groups, [in:] Fundamenta Informaticae, vol. 112, 103–117, IOS Press, Amsterdam 2011, DOI: 10.3233/FI-2011-581. 10. Cetnarowicz K., Agenci softwere’owi w systemach wielorobotowych, [in:] Inteligencja wokół nas: współdziałanie agentów softwarowych, robotów, inteligentnych urządzeń, praca zbiorowa/pod red. Stanisława Ambroszkiewicza [et al.], Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2010. 11. Skrzypczyński P., Multi-agent software architecture for autonomous robots: a practical approach, Management and Production Engineering Review, vol. 1, no. 4, 2010, 55–66. 12. Kasiński A., Skrzypczyński P., Communication mechanism in a distributed system of mobile robots, [in:] Distributed Autonomous Robotic Systems 5 (H. Asama et al., eds.), Tokyo, Springer 2002, 51–60. DOI: 10.1007/978-4-431-65941-9_6.

Grupa teleoperowanych inspekcyjnych robotów mobilnych Streszczenie: W artykule przedstawiono badania dotyczące opracowania grupy inspekcyjnych robotów mobilnych stosujących zaawansowane technologie. Głównym celem pracy jest zaprezentowanie funkcjonalności systemu wielorobotowego (wraz z podsystemami), a także jego architektury, systemu komunikacji opartego na technologii Wi-Fi. Podstawowym zadaniem opracowanej grupy robotów mobilnych jest wspomaganie ludzi w prowadzeniu działań inspekcyjnych oraz eksploracyjnych w warunkach, które są dla nich niebezpieczne, tj. zagrażają ich zdrowiu lub życiu. W skład grupy robotów wchodzą: robot

Wojciech Moczulski, Prof. PhD DSc. He is a professor in the Institute of Fundamentals of Machinery Design at Silesian University of Technology at Gliwice. His researches are focused on: design and operation of the machines, computer science, particularly in machinery diagnostics and application of methods and means of Artificial Intelligence. He is author and co-author of over 200 publications. He is the holder of scholarship of Humboldt’s Foundation at University in Paderborn (Germany). He managed researches at Wichita State University and University of North Carolina in Charlotte (USA) and many others. Since 2005 he has been Associated Editor of ’Engineering Applications of Artificial Intelligence’. Since 2002 he has been serving as Organizing Committee Chair of the International Symposium on Methods of Artificial Intelligence (AI-METH). He is founder and member of the Central Board of the Polish Society of Technical Diagnostics. e-mail: wojciech.moczulski@polsl.pl Marcin Januszka, PhD Eng. He is assistant professor in Institute of Fundamentals of Machinery Design, Silesian University of Technology. His research interests include augmented reality, virtual reality, CAD, mobile robotics. His current research topic is application of augmented reality in designing, diagnostics and maintenance of mobile robots. Author or coauthor of over 30 peer-reviewed publications. He is member of Polish Association of Disseminating Computer Engineering Systems (ProCAx). e-mail: marcin.januszka@polsl.pl Wawrzyniec Panfil, PhD Eng. He is an assistant professor in Institute of Fundamentals of Machinery Design, Silesian University of Technology. He deals with designing and operation of machines, autonomous mobile robots systems and applications of augmented reality in machinery diagnostics and maintenance. e-mail: wawrzyniec.panfil@polsl.pl

transportowy, robot eksploracyjny oraz kilka mniejszych robotów inspekcyjnych. Roboty te mogą być postrzegane jako mobilne urządzenia pomiarowe. Grupa takich robotów umożliwia dokonywanie pomiarów wybranych wielkości fizycznych (np. stężenie szkodliwych gazów, pomiar temperatury, detekcja ruchu) w zadanym obszarze, a następnie na przesyłanie użytkownikowi (operatorowi) wyników tych pomiarów. Dodatkowo, robot eksploracyjny – poza inspekcją wizyjną – może pobierać próbki gleby. Słowa kluczowe: roboty teleoperowane, roboty inspekcyjne, systemy sterowania, sieci Wi-Fi Artykuł recenzowany, nadesłany 17.01.2014 r., przyjęty do druku 25.03.2014 r.

Piotr Przystałka, PhD Eng. He is an assistant professor in Institute of Fundamentals of Machinery Design at Silesian University of Technology. He received his PhD from the Faculty of Mechanical Engineering in 2009 with his dissertation on the methodology of neural modeling in fault diagnosis with the use of the chaos theory. His research focus is on fault diagnosis and fault-tolerant control, rapid prototyping of control systems and mobile robotics. e-mail: piotr.przystalka@polsl.pl

Mirosław Targosz, MSc Eng. PhD student in Institute of Fundamentals of Machinery Design, Silesian University of Technology. He deals with designing of machines, optimization of powertrain units for mobile robots and electric vehicles. e-mail: mirosław.targosz@polsl.pl

Wojciech Skarka, PhD DSc Eng. He is associate professor in the Institute of Fundamentals of Machinery Design at Silesian University of Technology at Gliwice. He is the Head of the Division of Mobile Systems in the Institute. His research is focused on: design and operation of machines, computer aided design and knowledge basedengineering, particularly in mining machinery and aviation industry. He deals with mobile systems such as mobile robots, electric cars, unmanned aerial system. Author or co-author of over 100 publications. He is a member of the Board of Polish Association of CAx systems users. He is the winner of electric cars race in Silverstone – Greenpower Corporate Challenge and takes part in energy efficient cars race – Shell Eco-marathon in Rotterdam. e-mail: wojciech.skarka@polsl.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

139

Nauka

Zezwala się na korzystanie z artykułu na warunkach licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 3.0

Możliwości prognozowania wpływu strumienia binarnego na wskaźnik PSNR w procesie wytwarzania płyt Blu-ray i DVD-Video Rafał Kłoda*, Sabina Żebrowska-Łucyk** *Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP ** Instytut Metrologii i Inżynierii Biomedycznej, Politechnika Warszawska

Streszczenie: W procesie produkcyjnym płyt DVD-Video i Blu-ray zakodowany automatycznie materiał filmowy podlega oglądowi przez operatora systemu kodującego w celu wykrycia miejsc wymagających poprawienia. Decyzja o tym, czy należy wykonać powtórne kodowanie oraz dobranie nowych parametrów kodowania pozostają w gestii operatora kodera. Współczesne systemy kodujące mają wbudowane narzędzie umożliwiające automatyczne wskazywanie fragmentów, które prawdopodobnie wymagają powtórnego zakodowania, jednak brakuje ciągle narzędzi wspierających operatora w kwestii doboru parametrów kodowania. Przedstawiona w artykule metoda prognozowania wpływu strumienia binarnego S na wartość wskaźnika PSNR pozwala operatorowi systemu, kodującego materiał filmowy w trybie wieloprzebiegowym na przewidywanie wartości, jaką osiągnie wskaźnik PSNR po powtórnym kodowaniu przy innej wartości strumienia binarnego. Przeprowadzony eksperyment potwierdził praktyczną użyteczność metody. Słowa kluczowe: prognozowanie, PSNR, Blu-ray, DVD-Video, proces wytwarzania płyt DOI: 10.14313/PAR_207/140

1. Wprowadzenie Wytwarzanie płyt DVD-Video oraz Blu-ray jest wieloetapowym procesem produkcyjnym [3, 11, 12], a jednym z jego etapów jest kodowanie materiału filmowego. W fazie kodowania obraz źródłowy jest poddawany procesowi kompresji stratnej z parametrami ustalonymi wstępnie podczas sporządzenia budżetu bitów [3, 10–12]. Jest to ważny element procesu przygotowania płyt, gdyż informacja wizualna zajmuje największą część przestrzeni dyskowej nośnika a jakość obrazu jest istotnym elementem oceny produktu finalnego. Zaawansowane kodery – wymagane w takim procesie – wykorzystują złożone automatyczne techniki doboru parametrów kompresji [3, 10], a ponadto system kodujący pozwala operatorowi modyfikować parametry kodowania wybranych fragmentów materiału i kodować je powtórne (ang. segment-based re-encoding) [2, 3, 10]. Etap kodowania materiału filmowego jest sprzężony z weryfikowaniem jakości materiału uzyskanego po kompresji. Z tego powodu istotną rolę odgrywa operator

140

systemu kodującego, którym jest wykwalifikowany specjalista w zakresie kodowania materiałów multimedialnych [14]. Operator systemu, w razie stwierdzenia niezadowalającej jakości fragmentów materiału, poddaje je zabiegom wstępnym (np. filtrowaniu) oraz tak modyfikuje automatycznie dobrane wartości parametrów kodowania, aby uzyskać lepszą jakość materiałów po ich ponownym zakodowaniu [2]. Wiedza i doświadczenie eksperckie operatora systemu kodującego mają znaczący wpływ na końcową jakość płyty. Producenci współczesnych systemów kodujących, dostrzegając potrzebę ułatwienia pracy operatora, wprowadzają dodatkowe narzędzia do kontroli jakości procesu kodowania (ang. Quality Control). Umożliwiają one automatyczne wskazywanie fragmentów, które prawdopodobnie wymagają powtórnego zakodowania. Takie rozwiązanie zostało zastosowane m.in. w programowym koderze TotalCode Professional firmy Rovi [2], znanym też pod wcześniejszą nazwą Sonic CineVision. Koder umożliwia przygotowanie strumieni zgodnych z DVD-Video i Blu-ray w trzech standardach: MPEG-2 oraz H.264/MPEG-4 (AVC) i SMPTE 421M (VC-1). Proces kodowania rozpoczyna się od wczytania nieskompresowanej materiału filmowego w postaci pliku w formacie AVI, QuickTime lub Planar YUV (możliwe jest również wczytanie sekwencji obrazów w formacie DPX) oraz ustawienia parametrów kodowania obliczonych na podstawie budżetu bitów. Opcjonalnie materiał źródłowy można poddać procesom filtracji. Uruchomienie procesu kodowania rozpoczyna się przez wywołanie polecenia systemowego [2]. Głównymi czynnikami wpływającymi na końcową jakość obrazu w omawianym koderze są parametry Target Bit Rate oraz Max Quantization. Ustawiona wartość średnia strumienia binarnego (parametr Target Bit Rate) ma zawsze pierwszeństwo przed parametrem Max Quantization. Ten dodatkowy parametr (Max Quantization) pozwala na ustalenie maksymalnego poziomu kwantyzacji, który będzie używany przy kodowaniu. Jego niższe wartości zapewniają uzyskanie lepszej jakości obrazu lecz w większości przypadków ustawia się wartość tego parametru na 100 %, aby umożliwić koderowi używanie pełnej skali kwantyzacji [2]. Skutkiem kompresji stratnej obrazu są różnice między materiałem źródłowym a materiałem zdekodowanym [8].

Niektóre kodery, wśród nich TotalCode Professional, automatycznie obliczają wskaźnik PSNR (ang. Peak Signal to Noise Ratio), który jest miarą tych różnic. Wprawdzie jego wartość nie przekłada się jednoznacznie na stopień zniekształceń postrzeganych przez człowieka, lecz wiadomo, że jest on dodatnio skorelowany z percepcyjnym poziomem jakości [1, 6, 13, 15] i dlatego stanowi dla operatora wskazówkę przy wyszukiwaniu segmentów o niskiej jakości. Fragmenty te są poddawane powtórnemu kodowania po ustawieniu przez operatora innych parametrów kodowania, na ogół większej wartości strumienia binarnego. Źródła bibliograficzne informują o kierunku zmian wskaźnika PSNR w funkcji strumienia binarnego [4, 5, 7] (wzrost strumienia skutkuje wzrostem PSNR), jednak brakuje doniesień na temat możliwości przewidywania jak bardzo zmieni się wskaźnik PSNR po ustawieniu nowej wartości strumienia binarnego w zastosowaniu do tego typu procesu. W Instytucie Metrologii i Inżynierii Biomedycznej przeprowadzono eksperymenty, które miały na celu zbadanie czy taka możliwość istnieje. Doprowadziły one do znalezienia prostej formuły matematycznej wiążącej zmianę strumienia ze spodziewaną zmianą wartości wskaźnika PSNR.

2. Eksperyment Do przeprowadzenia eksperymentu wykorzystano fragment pełnometrażowego materiału filmowego w formacie PAL, który poddano procesowi kodowania na koderze TotalCode Professional w trybie zmiennego strumienia bitowego VBR (ang. Variable Bit Rate) ustalonego na średnim poziomie S = 3,5 Mb/s. Zastosowano grupę obrazową GOP (ang. Group of Pictures) o długości 12 obrazów z dwiema ramkami typu B. Zaimplementowany w koderze algorytm identyfikacji segmentów o najgorszej jakości wykorzystuje wskaźnik PSNR, którego dolna wartość progowa jest ustawiana przez operatora systemu. Zgodnie z definicją [9], wskaźnik ten jest stosunkiem maksymalnej możliwej mocy sygnału do mocy szumu zakłócającego wierność odwzorowania tego sygnału i wyznacza się go według wzoru:

 (2b − 1)2  PSNR = 10 ⋅ log10   MSE 

[dB ]

(1)

w którym b oznacza liczbę bitów wykorzystywaną do reprezentacji składowej sygnału (b = 8), a MSE (ang. Mean Squared Error) to miara błędu średniokwadratowego wyznaczona na podstawie różnic pikseli w ramkach obrazu materiału po procesie kodowania i ramkach źródłowych.

Rys. 1. Interfejs graficzny kodera TotalCode Professional. Widoczna z lewej strony zakładka ExpressQC umożliwia identyfikację segmentów o najgorszej jakości. Są one wyróżnione kolorem zielonym na wykresie w dolnej części ekranu Fig. 1. TotalCode Professional encoder GUI. On the left side ExpressQC tab for finding segments that require improvement. They are marked in green on the bottom part of the image above

Wartości wskaźnika PSNR dla badanego materiału filmowego uzyskane po procesie kodowania zawierały się od 39,8 dB do 58,2 dB. Wykorzystano wbudowane narzędzie ExpressQC do kontroli efektów kodowania (rys. 1) i dokonano za jego pomocą detekcji fragmentów o najgorszej jakości. Założono progową wartość wskaźnika PSNRthreshold = 45 dB oraz minimalną długość segmentu wynoszącą trzy długości GOP. Wartości te wprowadzono do odpowiednich komórek interfejsu programu kodującego (rys. 1). W efekcie działania algorytmu otrzymano zbiór siedmiu segmentów o różnym czasie trwania, dla których spełniona była nierówność PSNRbase encode £ PSNRthreshold. Na rys. 1 fragmenty te są oznaczone kolorem zielonym. Segment o najkrótszym czas trwania wynosi nieco powyżej 2 s, a najdłuższy nieco ponad 22 s. Sumarycznie czas segmentów stanowił ponad 41 % długości całego badanego materiału. Wprowadzenie w dużej części materiału nowych wartości strumienia (często ustalanych przez operatora na maksimum) stwarza niebezpieczeństwo przekroczenia dopuszczalnych wartości wynikających z budżetu bitów i pojemności nośnika, dlatego jest celowe podjęcie badań nad opracowaniem formuły prognozującej skutki modyfikowania strumienia. W celu pozyskania danych do analizy statystycznej każdy z segmentów kodowano 9-krotnie, każdorazowo ustawiając inną wartość średniego strumienia binarnego S z zakresu od 4,0 Mb/s do 8,7 Mb/s. Parametr kwantyzacji Max Quantization był, oprócz kilku przypadków, ustawiony na wartość domyślną 100 %. Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

141

Nauka

Rys. 2. Wykresy średnich wartości wskaźnika PSNR dla segmentów kodowanych na dziewięciu poziomach strumienia binarnego S. Punkty obwiedzione kółkiem odpowiadają wariantom kodowania, w których dodatkowo zmieniono parametr Max Quantization Fig. 2. Plots of average values of PSNR for segments coded on nine levels of bitrate S. The encircled points correspond to the coding with various value of the Max Quantization parameter

tów są względem siebie wyraźnie przesunięte, ale współczynnik kierunkowy jest zbliżony. Zbadano czy podobne prawidłowości można zaobserwować wewnątrz segmentów. W tym celu sporządzono analogiczny wykres, ale dla wycinków o długości tylko jednej grupy obrazowej. Wybrano segment nr 7 o długości ok. 8 s, który zawiera 19 GOP. Rezultaty zamieszczono na wykresie (rys. 3). Są one podobne do wyników otrzymanych przy analizie całych segmentów (rys. 2). Przedstawione wykresy pozwalają zaproponować zależność, która umożliwia na podstawie wyników pierwszego kodowania wyznaczyć teoretyczną (prognozowaną) wartość wskaźnika PSNRteoretyczny odpowiadającą zmienionej wartości strumienia S, a mianowicie:

(

gdzie: Sbase encode – strumień binarny zastosowany do pierwszego kodowania (bazowy), PSNRbase encode – wskaźnik PSNR otrzymany podczas pierwszego kodowania, k – współczynnik kierunkowy wyznaczony eksperymentalnie. Na podstawie wyników uzyskanych z pierwszego doświadczenia wyznaczono wartość współczynnika k jako średnią arytmetyczną ze współczynników kierunkowych równań regresji dla każdego z siedmiu zbiorów punktów. Otrzymano wartość k = 1,02. Przy budowie modelu pominięto punkty odpowiadające wariantom kodowania, w których dodatkowo zmieniono parametr Max Quantization (na rys. 2 są to punkty obwiedzione kółkiem). Dokładność predykcji wskaźnika PSNR wyznaczono poprzez wyliczenie według wzoru (2) wartości PSNRteoretyczny dla rzeczywistych średnich wartości strumienia binarnego S i wartości strumienia binarnego bazowego Sbase encode, które następnie porównano ze znanymi wartościami wskaźnika PSNR dla powtórnie zakodowanych segmentów, wyznaczając różnice:

Rys. 3. Wykresy średnich wartości PSNR w funkcji strumienia binarnego S dla kolejnych grup obrazowych w segmencie 7. Numerami oznaczono kolejne GOP Fig. 3. Plots of average PSNR as a function of a bitrate S for individual GOPs in the segment 7. Numbers denote consecutive GOPs in the segment

3. Analiza wyników W pierwszym etapie analizy danych sporządzono wykresy ilustrujące powiązanie średnich wartości PSNR ze średnimi wartościami strumienia binarnego S dla każdego z siedmiu segmentów (rys. 2). Jak widać, zwiększenie wartości strumienia bitowego S powoduje zwiększenie wartości wskaźnika PSNR a układ punktów dla poszczególnych segmentów ma charakter prawie liniowy. Wykresy wyznaczone dla poszczególnych segmen-

142

)

PSNRteoretyczny = PSNRbase encode + k ⋅ S − Sbase encode [dB] (2)

∆PSNR = PSNR − PSNRteoretyczny

(3)

Przeciętna wartość |DPSNR| w grupie wszystkich segmentów DPSNR nie przekroczyła 0,1 dB, a maksymalna wartość |DPSNR| wyniosła 0,48 dB.

4. Podsumowanie W procesie produkcyjnym płyt DVD-Video i Blu-ray zakodowany automatycznie film podlega oglądowi przez operatora systemu kodującego, w celu wykrycia miejsc wymagających poprawienia. Decyzja o tym czy należy wykonać powtórne kodowanie oraz dobranie nowych parametrów kodowania pozostają w gestii operatora kodera. Niektóre kodery, w tym TotalCode Professional stosowany do opisanych w artykule badań, mają wbudowane narzędzie umożliwiające automatyczne wskazywanie fragmentów, które prawdopodobnie wymagają powtórnego zakodowania, jednak brakuje ciągle narzędzi wspierających operatora w kwestii doboru parametrów kodowania. Badania nad ustaleniem zależności między wartością wskaźnika PSNR a strumieniem binarnym prowadzą liczne

ośrodki. Niektóre doniesienia wskazują na liniowy charakter takiego związku, jednak nie było dotychczas publikacji przedstawiających model, który mógłby znaleźć zastosowanie w procesie wytwarzania płyt cyfrowych. Istotną nowością w przedstawionym podejściu jest prognozowanie wpływu strumienia binarnego S na wartość wskaźnika PSNR bez konieczności uwzględnienia wielu parametrów związanych z obrazem, a bazowanie jedynie na efektach pierwszego etapu kodowania oraz wartości współczynnika k charakteryzującego koder i ustawione w nim parametry. Przedstawiona metoda pozwala operatorowi systemu kodującego materiał filmowy w trybie wieloprzebiegowym na przewidywanie wartości, jaką osiągnie wskaźnik PSNR po powtórnym kodowaniu przy innej wartości strumienia binarnego. Zastosowanie podanej w artykule zależności (2) daje więc operatorowi narzędzie do szybkiego ustalenia czy jest możliwe takie zwiększenie strumienia binarnego aby wartość wskaźnika PSNR przekroczyła ustaloną wartość progową. Przedstawiony sposób postępowania umożliwia bardzo łatwe obliczenie spodziewanych wartości PSNR. Podany model matematyczny cechują prostota i uniwersalność. Przeprowadzony eksperyment potwierdził praktyczną użyteczność modelu. Wartość współczynnika k można wyznaczyć empirycznie dla dowolnego systemu kodującego i zakresów strumienia binarnego stosowanych w danym procesie kodowania.

Bibliografia 1. Avcibas I., Sankur B., Sayood K., Statistical evaluation of image quality measures, Journal of Electronic Imaging, 11(2), 2002, 206–223. 2. CineVision User Guide, Sonic Solutions, 2011. 3. Ely M., Block D., Publishing in the Age of DVD, Sonic Solutions, 1998. 4. HDTV Contribution Codecs technology evaluation, EBU Technical Report 008, 2010. 5. Huynh-Thu Q., Ghanbari M., The accuracy of PSNR in predicting video quality for different video scenes and frame rates, Telecommunication Systems, vol. 49, 2012, 35–48. 6. Le Callet P., Viard-Gaudin C., Pechard S., Caillault E., No reference and reduced reference video quality metrics for end to end QoS monitoring, IEICE Trans. Commun., vol. E89-B, no. 2, 2006. 7. Maćkowiak S., Domański M., Badania eksperymentalne kodeka MPEG cyfrowego sygnału telewizyjnego, Krajowe Sympozjum Telekomunikacji, 1998, 190–198. 8. Ostaszewska A. Żebrowska-Łucyk S., Filtracja sygnału w metodach ciągłej oceny błędów kompresji materiału filmowego na rzecz automatyzacji procesu monitorowania jakości, „Pomiary Automatyka Robotyka”, nr 1, 2009, 10–13. 9. Przelaskowski A., Kompresja danych, [www.ire.pw. edu.pl/~arturp/Dydaktyka/koda/skrypt.html], 2002. 10. Sonic DVD Creator User Guide, Sonic Solutions, 1999. 11. Taylor J., Johnson M.R., Crawford C.G., DVD Demystified, Third Edition, McGraw-Hill, 2006.

12. Taylor J., Zink M., Crawford C.G., Armbrust C.M., Blu-ray Disc Demystified, McGraw-Hill, 2008. 13. Wang Z., Sheikh H.R., Bovik A.C., No-reference perceptual quality assessment of JPEG compressed images, Proc. IEEE Int. Conf. Image Proc, 2002. 14. Westwater R., Talisman M., Subjective quality monitoring, Conf. HPA Technology Retreat, 2004. 15. Winkler S., Mohandas P., The evolution of video quality measurement: from PSNR to hybrid metrics, IEEE Transactions on Broadcasting 54 (3), 2008, 660–668.

The possibility of forecasting the impact of the bitrate on the PSNR value in the production of Blu-ray and DVD-Video discs Abstract: During the DVD-Video and Blu-ray discs production process, the film encoded automatically is always inspected by the human operator, in order to detect fragments that require improvement. The decision of whether to perform a re-encoding as well as selection of new encoding parameters are up to the operator. Although modern encoding systems have built-in tool for automatically identifying fragments that are likely to require re-encoding, but still lacks tools to support the operator with setting new encoding parameters. The method presented in the paper allows the operator of the video encoding system to predict the value that the PSNR quality metric will reach after re-encoding video material with a chosen bit rate. Experiments confirmed the utility of the method. Keywords: video quality forecasting, PSNR, Blu-ray, DVD-Video, premastering, bit Artykuł recenzowany; nadesłany 14.01.2014 r., przyjęty do druku 17.03.2014 r.

mgr inż. Rafał Kłoda Specjalista w zakresie premasteringu płyt Blu-ray oraz DVD-Video. Zajmuje się badaniami nad oceną jakości obrazu oraz uczestniczy w wielu projektach związanych z nowymi technologiami w dziedzinie multimediów. e-mail: kloda@mchtr.pw.edu.pl

dr hab. Sabina Żebrowska-Łucyk, prof. PW Prowadzi badania naukowe i kieruje projektami z zakresu metrologii oraz inżynierii jakości z uwzględnieniem technik multimedialnych. Zajmuje się też zastosowaniami metod statystycznych w badaniach naukowych i praktyce laboratoryjnej. e-mail: szl@mchtr.pw.edu.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

143

Nauka

Zezwala się na korzystanie z artykułu na warunkach licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 3.0

Upowszechnianie i wspieranie wdrażania nowoczesnych rozwiązań z obszaru automatyki i robotyki z zastosowaniem innowacyjnych metod szkoleniowych Marcin Słowikowski, Jacek Zieliński Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP

Streszczenie: Postęp technologiczny i rynek wymuszają stosowanie coraz bardziej zaawansowanych rozwiązań w obszarze automatyki i robotyki. Firmy oferujące takie rozwiązania muszą także dostarczyć przyszłym użytkownikom wiedzę niezbędną do obsługi urządzeń. W wielu przypadkach tradycyjne metody przekazywania wiedzy nie dają zadowalających efektów ze względu na skalę zagadnień i charakter pracy urządzeń. W artykule przedstawiono rozwiązania umożliwiające przekazywanie wiedzy na temat obsługi urządzeń automatyki i robotyki oraz narzędzia informatyczne wspierające ten proces. Wymienione w artykule metody umożliwiają także skuteczne upowszechnianie rozwiązań z obszaru automatyki i robotyki. Słowa kluczowe: szkolenia zawodowe, e-learning, automatyzacja, robotyzacja DOI: 10.14313/PAR_207/144

1. Wprowadzenie Wzrost konkurencji w światowej gospodarce powoduje, że przedsiębiorstwa wciąż szukają sposobów na zwiększenie produktywności, obniżenie kosztów i poprawę jakości wyrobów. Jedną z metod służących osiągnięciu tych celów, która zyskuje na świecie coraz większą popularność, jest robotyzacja produkcji przemysłowej. Europejskim liderem pod względem robotyzacji są Niemcy, gdzie wskaźnik gęstości robotyzacji wynosił w 2011 r. ponad 250, przy średniej europejskiej na poziomie 77. Tymczasem w Polsce, na 10 tys. pracujących w przemyśle, zainstalowanych jest jedynie 14 robotów. Pod względem robotyzacji przemysłu zdecydowanie wyprzedzają Polskę Czechy, Słowacja oraz Węgry, a spośród krajów unijnych mniej robotów w stosunku do liczby pracujących jest jedynie w Bułgarii, Rumunii i Grecji. Wyniki badania przeprowadzonego przez Instytut Badań nad Gospodarką Rynkową [1] wskazują, że zdecydowana większość firm, w których zainstalowane są roboty przemysłowe, odnosi wymierne korzyści. Wzrost produkcji zadeklarowało 84 proc. badanych, spadek kosztów produkcji

144

79 proc., a wzrost rentowności prawie 60 proc. Ponadto 100 proc. badanych uznało, że wprowadzenie robotów podniosło konkurencyjność firmy, 84 proc., że wzrosła jakość wyrobów, a 47 proc. dzięki robotyzacji poprawiło zaawansowanie technologiczne swoich produktów. O tym, że robotyzacja przynosi firmom korzyści, świadczy też fakt, że spośród przedsiębiorstw, które zdecydowały się na zainstalowanie robota, prawie trzy czwarte planuje zakup kolejnych takich urządzeń. Postęp robotyzacji polskiego przemysłu jest w najbliższych latach nieunikniony, ponieważ wymusi go presja konkurencyjna. Innymi słowy, wobec rosnącej liczby robotów w Europie, krajowi producenci, którzy nie zdecydują się na robotyzację, będą coraz wyraźniej odczuwali swoją słabszą pozycję konkurencyjną i związane z tym negatywne efekty ekonomiczne. Dotyczy to przede wszystkim sektorów, w których liczba robotów jest największa i rośnie obecnie najszybciej, a więc przemysłu motoryzacyjnego, elektronicznego, metalowego, gumowego czy spożywczego. W przyspieszeniu robotyzacji w Polsce powinno także pomóc szerzenie wiedzy na ten temat wśród krajowych przedsiębiorców. Jak pokazało badanie Instytutu Badań nad Gospodarką Rynkową [1], wiedza ta jest zdecydowanie niewystarczająca .

2. Edukacja i szkolenia Niezwykle istotne dla rozwoju automatyzacji i robotyzacji są kwestie odpowiedniego kształcenia i doboru szkoleń zawodowych. Obecnie obserwuje się niedobór wykwalifikowanych ekspertów, szczególnie w zakresie robotyki. Jeżeli mówi się o zwiększeniu tempa automatyzacji i robotyzacji, to w niedalekiej przyszłości zdecydowanie wzrośnie zapotrzebowanie na informatyków, programistów, inżynierów produkcji a także wykwalifikowanych techników. Ocenia się, że w przyszłości potrzeba będzie zdecydowanie więcej siły roboczej wykształconej w kierunkach technologicznych. Może to zostać zrealizowane w różny sposób, w zależności od potrzeb poszczególnych grup docelowych. Ogromną rolę odgrywa potrzeba samodoskonalenia się pracowników oraz doszkalanie pracowników na zlecenie

pracodawców. Jednym z celów polityki Unii Europejskiej według Organizacji Współpracy Gospodarczej i Rozwoju jest budowa gospodarki opartej na wiedzy, czyli dystrybucji i praktycznego wykorzystywania wiedzy. Ogromne znaczenie ma tutaj kapitał intelektualny przedsiębiorstwa, którego fundamenty stanowią wiedza oraz doświadczenie pracowników. W celu rozwijania kapitału intelektualnego własnego pracownicy mogą sami sygnalizować potrzeby szkoleniowe, natomiast rozwój kapitału intelektualnego firmy mogą inicjować pracodawcy, dbający o konkurencyjność swojej firmy względem konkurentów w branży. Wytworzenie przewagi konkurencyjnej jest możliwe m.in. dzięki sprawnemu gospodarowaniu wiedzą w prowadzonym przedsiębiorstwie. Poprawa lub zdobycie nowych umiejętności mogą stanowić sposób powiększania kapitału intelektualnego pracowników oraz przedsiębiorstwa. Samodoskonalenie pracowników spowodować może większą konkurencyjność na rynku pracy, co pociągnie za sobą konieczność doskonalenia się pozostałych, gorzej wyedukowanych pracowników. Pracownicy, którzy zdobędą wiedzę na temat komputerów i systemów automatyki na odpowiednim poziomie, zarówno w zakresie mechaniki, jak i elektryki, będą mogli nadzorować oraz w pewnym stopniu serwisować zrobotyzowane i zautomatyzowane stanowiska produkcyjne. Ponadto mniejsze jest prawdopodobieństwo, że będą niechętni wprowadzaniu nowoczesnych rozwiązań i technologii w ich zakładach pracy. Aby w pełni wykorzystać zalety automatyzacji i robotyzacji, konieczne jest opracowanie i stosowanie programów przekwalifikowania pracowników. Konieczność ciągłego dokształcania się spowodowana jest szeregiem czynników społecznych, infrastrukturalnych oraz gospodarczych. Szkolenia zawodowe w opisywanym zakresie mogą wypełnić lukę szkoleniową, jaką stanowi brak tego typu szkoleń dostępnych na odległość. Luka ta została zidentyfikowana przez badanie rynkowe [2]. Szybki rozwój automatyzacji i robotyzacji, szybsze wprowadzanie innowacyjnych produktów, krótszy czas życia produktu, większy udział elastycznych systemów produkcji umożliwiających szybkie dostosowanie produktów do potrzeb rynku oraz produkcje krótkoseryjne, powodują wzrost wymagań dotyczących kwalifikacji pracowników. Obecnie wymagana jest nie tylko znajomość wiedzy, lecz także posiadanie kompetencji umożliwiających szybkie wprowadzanie zmian, często związanych z radykalną zmianą procesu produkcji. W takim przypadku jest konieczny dostęp do niezbędnych informacji/wiedzy, zasadniczym problemem obecnie jest identyfikacja informacji istotnej i odpowiedni/ zrozumiały sposób jej przedstawienia, oraz jej dostarczenie do odpowiednich osób.

3. Szkolenia tradycyjne Nauczanie tradycyjne odbywa się w klasach, w określonych godzinach, pod kierunkiem obecnego w klasie nauczyciela. Bezsporną zaletą nauczania tradycyjnego jest bezpośredni kontakt uczniów z nauczycielem i, co jest równie ważne, uczniów między sobą. Nauczyciel w klasie może zwrócić uwagę na osoby, które mają trudności, zanim zostanie o nich poinformowany. W trakcie lekcji uczniowie mogą

zadawać pytania nauczycielowi i wymieniać spostrzeżenia między sobą. Do wad nauczania tradycyjnego zalicza się zmuszanie uczniów do przebywania w klasach w określonych godzinach, nawet wtedy, gdy są zmęczeni i mają trudności z przyswajaniem wiedzy. Tempo przekazywania wiedzy jest arbitralnie narzucane przez nauczyciela. Uczniowie, zadając pytania nauczycielowi i kontaktując się ze sobą, powodują spowalnianie procesu nauczania. Dlatego też nauczanie tradycyjne, zorganizowane w klasach, nigdy nie było dobrym sposobem przekazywania wiedzy w szkoleniach zawodowych. Ich organizatorzy i uczestnicy zwracają uwagę na chroniczne problemy związane ze szkoleniami przeprowadzanymi w klasie. Należą do nich trudności ze zgromadzeniem ludzi i wyposażenia w określonym miejscu i czasie, kosztami „wynajęcia” wykładowcy, kosztami przejazdów i zakwaterowania uczestników szkolenia, przystosowaniem tempa nauki do średniego poziomu słuchaczy, utrwaleniem wiedzy i brakiem okazji do indywidualnego kontaktu z nauczycielem lub ze zróżnicowanym podejściem do nauki. Jedyną bezsporną zaletą tradycyjnego nauczania w klasie jest możliwość umacniania więzi uczestników kształcenia w grupie.

4. E-learning i szkolenia mieszane E–learning to nauczanie z wykorzystaniem sieci komputerowych i Internetu. Oznacza wspomaganie dydaktyki za pomocą komputerów osobistych i Internetu. Pozwala na ukończenie kursu, szkolenia, a nawet studiów bez konieczności fizycznej obecności w sali wykładowej. Doskonale uzupełnia również tradycyjny proces nauczania. E-learning, w porównaniu do szkoleń tradycyjnych, ma szereg zalet. Korzystanie z tego typu rozwiązań przynosi szereg oszczędności, ponieważ nie ponosi się kosztów związanych z tradycyjnymi szkoleniami, np. wynajęciem sali, transportem, zakwaterowaniem czy honorarium szkolącego. Poza tym pracownicy szkolą się w czasie, który jest dla nich najwygodniejszy i nie spowoduje zaniedbania obowiązków zawodowych. Zaletą jest także brak dezorganizacji pracy, co często zdarza się podczas szkoleń tradycyjnych, a także możliwością przeszkolenia w jednym czasie dowolnej liczby osób. Uczestniczenie w szkoleniach e-learningowych daje pracownikom szkolonym praktycznie nieograniczony dostęp do wiedzy, a pracownik w dogodnym dla siebie czasie może powrócić do informacji zawartych w szkoleniach, aby zweryfikować nabyte wiadomości. Z punktu widzenia pracodawcy istotna jest łatwość monitorowania postępów w nauce pracowników i sprawdzenia stopnia przyswojenia wiedzy. Poza tym każdy program szkoleniowy, dostępny jako kurs e-learningowy, może być modyfikowany odpowiednio do rozwoju potrzeb firmy i wymagań rynkowych. Blended learning [3] – to tzw. mieszana (zintegrowana) metoda kształcenia, łącząca tradycyjne metody nauki (bezpośredni kontakt z prowadzącym) z nauką prowadzoną zdalnie przy pomocy komputera (e-learning). Stosunek poszczególnych elementów dobiera się w zależności od treści kursu, potrzeb słuchaczy i preferencji prowadzącego. Metoda ta cechuje się dużą skutecznością, szczególnie przy dużych grupach osób uczących się jednocześnie, ponieważ pozwala Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

145

Nauka

Rys. 1. Architektura wirtualnego laboratorium VITRALAB Fig. 1. Architecture of VITRALAB virtual laboratory

na elastyczny sposób budowania szkolenia, z uwzględnieniem celów, tematyki i specyfiki branży oraz grupy uczestników. Metoda ta łączy zalety szkoleń e-learningowych z bezpośrednim kontaktem z trenerem czy grupą warsztatową, co stwarza możliwość omówienia dodatkowych zagadnień lub zadawania dodatkowych pytań. Opisane dwie nowoczesne metody dostarczania treści szkoleniowych zostały zastosowane przy realizacji projektów związanych z przygotowaniem i dostarczaniem szkoleń zawodowych z zakresu automatyzacji i robotyzacji i, z uwzględnieniem aspektów bezpieczeństwa, jakości oraz szeroko pojętej innowacyjności.

5. Wykorzystanie nowoczesnych metod w szkoleniach zawodowych dla przedsiębiorstw produkcyjnych Podczas realizacji projektu ISAR [4], na podstawie analizy potrzeb użytkowników, zdecydowano się na wykorzystanie koncepcji nauczania mieszanego (ang. blended learning) [3]. Pierwsza część opracowanego szkolenia składała się z tradycyjnych zajęć wprowadzających, mających na celu ułatwienie obsługi i poruszania się w systemie oraz efektywnego wykorzystania możliwości oferowanych przez ten system i była wstępem do właściwego szkolenia e-learningowego. Zajęcia wprowadzające umożliwiały poznanie poziomu wiedzy uczestników na temat szkolenia i ich umiejętności stosowania narzędzi informatycznych (np. poruszanie się w sieci Internet, obsługa programu MS Excel itp.) oraz różnych potrzeb uczestników. Większość opracowanych na potrzeby projektu jednostek lekcyjnych dotyczyło kwestii technicznych z zakresu automatyki i robotyki, jednak były także jednostki poruszające tematy związane z zarządzaniem przedsiębiorstwem oraz finansowaniem inwestycji wyposażanych w systemy zautomatyzowane. Lekcje zostały starannie opracowane w taki sposób, aby w jak największym stopniu zaspokajały potrzeby uczestników ze zidentyfikowanych grup użytkowników docelowych

146

i różnych docelowych sektorów rynku. Projekt był realizowany w Przemysłowym Instytucie Automatyki i Pomiarów PIAP w latach 2005–2007. Kolejnym projektem zrealizowanym przez międzynarodowe konsorcjum w latach 2009–2011 był VITRALAB [5]. Celem projektu było opracowanie zintegrowanego zestawu rozwiązań kształcenia zawodowego w zakresie systemów zautomatyzowanych oraz zrobotyzowanego wytwarzania, przeznaczonych dla nauczycieli technicznych w szkołach zawodowych oraz pracowników małych i średnich przedsiębiorstw produkcyjnych. Opracowany system łączył tradycyjne kształcenie zawodowe z wykorzystaniem nowoczesnych materiałów multimedialnych (zdjęcia, filmy, animacje, rzeczywistość wirtualna, symulacje) i modułów e-learningowych (z dostępem na odległość). Koncepcja opracowana na potrzeby projektu zakładała podzielenie szkolenia na cztery podstawowe etapy: –– e-learningowy system szkoleń, –– ćwiczenia w wirtualnym laboratorium, –– ćwiczenia w prawdziwym laboratorium, –– tradycyjne, stacjonarne szkolenie z elementami samokształcenia, z wykorzystaniem materiałów off-line. Modułowa budowa szkolenia, umożliwiająca jego dostosowaną do potrzeb odbiorców rekonfigurację, sprawiają, że zaproponowane rozwiązanie można dopasować do potrzeb użytkownika końcowego. Nieco inne podejście zastosowano w projekcie Q4SME (Quality for Small and Medium Enterprises – Jakość dla MŚP), w ramach którego opracowane zostały szkolenia, omawiające poprawę jakości produkcji i wybrane aspekty kontroli jakości. Zrezygnowano ze szkoleń wprowadzających i innych aspektów podejścia mieszanego i skupiono się na opracowaniu kursu czysto e-learningowego. Opracowane materiały szkoleniowe przeznaczone były głównie dla menadżerów i pracowników małych i średnich przedsiębiorstw, a ponadto wspierane były przez nowoczesne rozwiązania techniczne i informacyjno-komunikacyjne, jak technologia AmI (ang. Ambient Intelligence). Opracowane rozwiązanie oferowało uczestnikom szereg możliwości, w tym dostęp do

Rys. 2. Strona główna systemu Q4SME Fig. 2. Main page of the Q4SME system

forów, słowników, zasobów sieciowych, czatów itp. Słuchacze mogli kontaktować się z nauczycielami lub innymi słuchaczami on-line i off-line, a tego rodzaju współpraca jest doskonałym sposobem efektywnej nauki i dzielenia się wiedzą. Obecnie w Przemysłowym Instytucie Automatyki i Pomiarów PIAP realizowany jest projekt INNOVATRAIN TRANSFER [7]. Wykonawcą projektu jest konsorcjum międzynarodowe, a głównym jego celem jest opracowanie nowych rozwiązań szkoleniowych dla małych i średnich przedsiębiorstw produkcyjnych oraz firm wspierających ich działalność. Głównym celem szkolenia będzie zwiększenie innowacyjności MŚP przez wdrożenie praktyk wpierających proces tworzenia innowacji w firmie. Szkolenie będzie obejmować treści związane z pozyskiwaniem innowacyjnych pomysłów i wiedzy, poprawą działania przedsiębiorstwa, rozwojem jego produktów, stymulacją innowacji przemysłowych, interakcji z klientem, wspólnym korzystaniem z wiedzy oraz metody zarządzania innowacyjnymi procesami.

6. Podsumowanie Obecnie coraz częściej stosuje się rozwiązania odchodzące od jednostronnego przekazywania wiedzy typu nauczyciel ® uczeń. Nowoczesne rozwiązania informatyczne umożliwiają wielostronną wymianę wiedzy między uczniami oraz przekazywanie wiedzy użytkowników systemów automatyki i robotyki nauczycielom i konstruktorom tego typu urządzeń. Wymaga to jednak zmian w podejściu do procesu przekazywania wiedzy na poziomie firm i stosowania systemów zachęt/korzyści. Obecnie promowane są inicjatywy związane z uczeniem się przez całe życie [8] oraz uznawaniem kwalifikacji zdobytych metodami nieformalnymi. Prezentowane w artykule techniki wpisują się bezpośrednio w ten trend. Projekty ISAR, VITRALAB, Q4SME oraz INNOVATRAIN TRANSFER są/były realizowane przy wsparciu finansowym Komisji Europejskiej w ramach programu „Uczenie się przez całe życie”. Publikacja odzwierciedla jedynie stanowisko autorów. Komisja Europejska oraz Narodowa Agencja nie ponoszą odpowiedzialności za umieszczoną w niej zawartość merytoryczną oraz za sposób wykorzystania zawartych w niej informacji.

Bibliografia 1. Łapiński K, Paterlik M., Wyżnikiewicz B., Wpływ robotyzacji na konkurencyjność polskich przedsiębiorstw, Warszawa 2013. 2. Raport “End of financial support – przyszłość rynku szkoleń w Polsce” – HRP Group 2011. 3. Bielawski L., Metcalf D., Blended eLearning. HRD Press Inc. Amherst Massachusetts 2005. 4. Klimasara W., Pilat Z., Sawwa R., Słowikowski M., Zieliński J., „e-Learning” – nowoczesna metoda kształcenia i szkolenia zawodowego w zastosowaniu do automatyki i robotyki. Materiały konferencyjne X Konfe-

7. 8.

rencja Naukowo-Techniczna: Automatyzacja – nowości i perspektywy, 2006. Balaz V., VITRALAB – e-learningowy kurs programowania robotów. Conference proceedings – 10th International Conference Robtep 2010. Pilat Z., Słowikowski M., Zieliński J., Smater M., Puchalski S., Adaptation of a Learning Content for e-Learning Vocational Courses in Quality. Conference proceedings – 10th International Conference ROBTEP 2010. www.innovatrain-transfer.piap.pl/index.php/pl/. Uczenie się przez całe życie (Lifelong Learning Programme), www.llp.org.pl/.

Dissemination and support the implementation of innovative solutions in automation and robotics through the application of innovative solutions and training methods Abstract: Technological progress and market forces the use of more advanced solutions in the field of automation. Companies offering such solutions must also provide future users with the knowledge necessary to operate the equipment. In many cases, traditional methods of knowledge transfer that are not possible due to the scale of the issues and the nature of the work equipment. The article presents solutions for the transfer of knowledge related to the operation of automation equipment and robotics, and information technology solutions to support this process. Mentioned in the article methods allow the effective dissemination of solutions in automation and robotics. Keywords: vocational training, e-learning, automation, robotics

Artykuł recenzowany, nadesłany 02.12.2013 r., przyjęty do druku 28.03.2014 r.

mgr inż. Jacek Zieliński Absolwent Wydziału Elektrycznego Politechniki Warszawskiej. Obecnie jest pracownikiem Przemysłowego Instytutu Automatyki i Pomiarów PIAP. Zainteresowania naukowe – wykorzystanie e-learningu oraz nowoczesnych środków wymiany informacji w edukacji zawodowej oraz zdalna diagnostyka urządzeń i instalacji przemysłowych. e-mail: jzielinski@piap.pl

mgr inż. Marcin Słowikowski Absolwent Wydziału Elektrycznego Politechniki Warszawskiej. Jest pracownikiem Przemysłowego Instytutu Automatyki i Pomiarów PIAP. Koordynator projektu Leonardo da Vinci. Zainteresowania – e-learning, ICT, diagnostyka. e-mail: mslowikowski@piap.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

147

Indeks firm zestawienie reklam i materiałów promocyjnych

AEA Technique

tel. 32 775 65 24 www.aea-technique.pl

Astor Sp. z o.o.

tel. 12 428 63 00 www.astor.com.pl

AutomatykaOnLine

tel. 22 874 00 66 www.automatykaonline.pl

Automatyka-Pomiary-Sterowanie SA

tel. 85 74 83 400, 85 74 83 403 www.aps.pl

B&R Automatyka Przemysłowa Sp. z o.o.

tel. 61 846 05 00 www.br-automation.com

Balluff Sp. z o.o.

tel. 71 787 68 30 www.balluff.pl, www.leuze.pl

Belden, Lukram s.r.o.

tel. +42 0 412 315 777 www.beldensolutions.com

Danfoss Poland Sp. z o.o.

tel. 22 755 06 68 www.danfoss.pl/napedy

Eaton Electric Sp. z o.o.

tel. 58 554 79 00 www.eaton.com, www.moeller.pl

PPUH Eldar

148

tel. 77 442 04 04 www.eldar.biz

37, 40–41

13, 61–63

17, 48–50

52–53

I okł., 95–97

98–101

Elesa+Ganter Polska Sp. z o.o.

tel. 22 737 70 47 www.elesa-ganter.pl

Elmark Automatyka Sp. z o.o.

tel. 22 541 84 65 www.elmark.com.pl

12, 16, 45

Emerson Process Management Sp. z o.o.

tel. 22 458 92 00 www.emersonprocess.com

Festo Sp. z o.o.

tel. 22 711 42 71 www.festo.pl

72–74

HARTING Polska Sp. z o.o.

tel. 71 352 81 71 www.HARTING.pl

ifm electronic Sp. z o.o.

tel. 32 608 74 58 www.ifm.com

Jumo Sp. z o.o.

tel. 71 339 82 39 www.jumo.com.pl

116

Limatherm Sensor Sp. z o.o.

tel. 18 337 99 00 www.limathermsensor.pl

112–113

Lumel SA

tel. 68 45 75 100 www.lumel.com.pl

102–104

Międzynarodowe Targi Łódzkie Spółka Targowa Sp. z o.o.

tel. 42 674 15 00 www.targi.lodz.pl

110–111

Omron Electronics Sp. z o.o.

tel. 22 458 66 66 www.omron.pl

70–71

PELTRON TPH Sp. z o.o

tel. 22 615 63 56 fax 22 615 70 78

Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP

tel. 22 874 00 00 www.piap.pl

II okł.

Poltraf Sp. z o.o.

tel. 58 557 52 07 www.poltraf.com.pl

8, 91, insert

Radwag Wagi Elektroniczne

tel. 48 384 88 00 www.radwag.pl

42–44, IV okł.

Rittal Sp. z .o.o.

tel. 22 310 06 00 www.rittal.pl

14–15, 92

RS Components GmbH

tel. +49 (0) 610 540 18 03 www.rs-components.com

SABUR Sp. z o.o.

tel. 22 549 43 53 www.sabur.com.pl

39, 46–47

SCHUNK Intec Sp. z o.o.

tel. 22 726 25 00 www.schunk.com

III okł., 66–67

SEW-Eurodrive Polska Sp. z o.o.

tel. 42 676 53 00 www.sew-eurodrive.pl

SIBA Polska Sp. z o.o.

tel. 22 832 14 77 www.siba-bezpieczniki.pl

Siemens Sp. z o.o.

tel. 22 870 82 00 www.siemens.pl/automatyka

Skamer-ACM Sp. z o.o.

tel. 14 63 23 400 www.skamer.pl

Technokabel SA

tel. 22 516 97 77 www.technokabel.com.pl

TEL-STER Sp. z o.o.

tel. 61 842 57 50 www.tel-ster.com.pl

64–65

Turck Sp. z o.o.

tel. 77 443 48 00 www.turck.com

106, 107

WIKA Polska spółka z ograniczoną odpowiedzialnością sp.k.

tel. 54 23 01 100 www.wikapolska.pl

114–115

PPH WObit E.K.J. Ober s.c.

tel. 61 222 74 22 www.wobit.com.pl

19, 90

ZIAD Bielsko-Biała SA

tel. 33 813 82 00 www.ziad.bielsko.pl

Złote Runo Sp. z o.o.

tel. 22 622 69 43 www.zloteruno.pl

54–56

68–69

9, 51

87–89

108–109

105

Pomiary Automatyka Robotyka nr 5/2014

149

REDAKCJA

PRENUMERATA miesięcznika „Pomiary Automatyka Robotyka” Rok 18 (2014) nr 5 (207) ISSN 1427-9126, Indeks 339512 Redakcja Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa tel. 22 874 00 66, 22 874 02 02, 22 874 01 91 fax 22 874 02 02 e-mail: redakcja@par.pl www.par.pl Rada programowa dr inż. Mariusz Andrzejczak, Bumar Sp. z o.o. prof. dr hab. inż. Jan Awrejcewicz, Katedra Automatyki, Mechatroniki i Biomechaniki, Politechnika Łódzka dr inż. Janusz Berdowski, Polskie Centrum Badań i Certyfikacji SA prof. dr hab. inż. Tadeusz Glinka, Instytut Elektrotechniki i Informatyki, Politechnika Śląska dr inż. Stanisław Kaczanowski, prof. PIAP, Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP dr Aleksandra Kolano-Burian, Instytut Metali Nieżelaznych prof. dr hab. inż. Andrzej Masłowski, Wydział Inżynierii Produkcji, Politechnika Warszawska prof. dr inż. Tadeusz Missala, Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP prof. dr hab. inż. Zdzisław Mrugalski, Instytut Mechanizacji, Budownictwa i Górnictwa Skalnego prof. dr hab. inż. Joanicjusz Nazarko, Wydział Zarządzania, Politechnika Bałostocka prof. dr inż. Eugeniusz Ratajczyk, Wydział Zarządzania, Wyższa Szkoła Ekologii i Zarządzania w Warszawie dr hab. inż. Waldemar Skomudek, prof. PO, Wydział Inżynierii Produkcji i Logistyki, Politechnika Opolska dr hab. inż. Roman Szewczyk, prof. PW, Instytut Metrologii i Inżynierii Biomedycznej, Politechnika Warszawska dr hab. inż. Andrzej Szosland, prof. PŁ, Katedra Pojazdów i Podstaw Budowy Maszyn, Politechnika Łódzka prof. dr hab. inż. Eugeniusz Świtoński, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Politechnika Śląska prof. dr hab. inż. Krzysztof Tchoń, Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki, Politechnika Wrocławska doc. dr inż. Jan Tomasik, Instytut Metrologii i Inżynierii Biomedycznej, Politechnika Warszawska

Prenumeratę można zamówić pod następującymi adresami: Redakcja PAR Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa tel. 22 874 03 51 fax 22 874 02 02 na stronie www.par.pl/prenumerata Koszt prenumeraty STANDARD (dla firm, instytucji i osób fizycznych): yy roczna – 99,00 zł, yy dwuletnia – 176,00 zł. Koszt prenumeraty EDU (dla uczniów, studentów, nauczycieli i pracowników naukowych): yy roczna – 69,99 zł, yy dwuletnia – 120,00 zł. Prenumeratę pod ww. adresami rozpocząć można od dowolnego numeru, na dowolny okres. Koszt przesyłki pokrywa dostawca. Prenumeratę można także zamówić u następujących kolporterów: Zakład Kolportażu Wydawnictwa SIGMA-NOT ul. Ku Wiśle, 00-707 Warszawa tel. 22 840 30 86 lub 22 840 35 89 kolportaz@sigma-not.pl www.sigma-not.pl RUCH SA

Redaktor naczelny dr inż. Jan Jabłkowski

Oddział Krajowej Dystrybucji Prasy

Zastępca redaktora naczelnego mgr Seweryn Ścibior, sscibior@par.pl

infolinia: 801 443 122

Sekretarz redakcji mgr Urszula Chojnacka

www.prenumerata.ruch.com.pl

Zespół redakcyjny dr inż. Jan Barczyk – robotyka dr inż. Jerzy Borzymiński prof. dr hab inż. Wojciech Grega – automatyka prof. dr hab. inż. Krzysztof Janiszowski dr inż. Małgorzata Kaliczyńska – redaktor merytoryczny/statystyczny mgr Anna Ładan – redaktor językowy prof. nzw. dr hab. inż. Mateusz Turkowski – metrologia mgr inż. Jolanta Górska-Szkaradek mgr inż. Elżbieta Walczak

KOLPORTER Spółka z o.o. S.K.A.

Marketing mgr inż. Jolanta Górska-Szkaradek, jgorska@par.pl Paulina Siódmak, psiodmak@par.pl

tel./fax 22 817 20 12

Skład i redakcja techniczna Ewa Markowska, emarkowska@par.pl EDIT Sp. z o.o.

ul. Annopol 17a, 03-236 Warszawa prenumerata@ruch.com.pl

Centralny Dział Prenumeraty ul. Bakaliowa 3, 05-080 Izabelin-Mościska infolinia: 801 404 044 prenumerata.warszawa@kolporter.com.pl GARMOND PRESS SA ul. Nakielska 3, 01-106 Warszawa prenumerata.warszawa@garmondpress.pl www.garmondpress.pl Ceny prenumeraty przyjmowanej przez kolporterów wynoszą: yy roczna – 99,00 zł,

Wydawca Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa Miesięcznik PAR jest indeksowany w bazach BAZTECH oraz INDEX COPERNICUS (2,93). Punktacja MNiSW za publikacje naukowe w miesięczniku PAR wynosi 4 pkt (poz. 1643).

yy I półrocze – 54,00 zł, II półrocze – 45,00 zł, yy I, II i IV kwartał – 27,00 zł, III kwartał – 18,00 zł. Uwaga: Garmond Press SA przyjmuje prenumeratę tylko na okres roczny lub półroczny.

Wersją pierwotną (referencyjną) jest wersja papierowa. Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za treść publikacji o charakterze reklamowym oraz zastrzega sobie prawo skracania i adiustacji tekstów. © Wszelkie prawa zastrzeżone

150

Wszystkie ceny są kwotami brutto.

0,01

Moduł liniowy HLM

Powtarzalność mm

Moment obrotowy do

1,15

SRU-mini

Moduł obrotowy

MPG-plus

Chwytak miniaturowy

25 %

wyższa siła chwytania

Państwa zautomatyzowany system załadunkowy. Czas wykorzystać cały potencjał. www.pl.schunk.com/wykorzystujemy-potencjaly Jens Lehmann, Ambasador Marki rodzinnej firmy SCHUNK

AnzSynergie_MPGplus_SRUmini_HLM_PL_0413_205x295.indd 1

07.02.14 07:49