Kam kráčí automatizace v hutnictví? Stačíme jí?

-- 29.06.10 00:53

Automatizace zrychluje a zkvalitňuje výrobní procesy, čímž samozřejmě dochází k vyšší efektivitě výroby, tedy vyšším úsporám či vyšším ziskům. Neoddiskutovatelným faktorem jsou neustále nové automatizační linky či výrobní celky. Nároky na kvalitu, rychlost a efektivitu technologického procesu stejně jako na komfort práce operátorů se neustále zvyšují. S tím rostou i požadavky na míru automatizace.

Trendy průmyslové automatizace Jedním z důležitých kroků týkajících se bezpečnosti a spolehlivosti je nasazování redundantních systémů. Používají se na „životně důležité“ části ocelárny, kde nesmí dojít k výpadku. Především se uplatňují v části nazývané WTP (Water treatment plant – chladicí voda). Při výpadku chladicí vody hrozí nedostatečné chlazení pecí i kontilití, které může mít za následek zničení obalu pece nebo krystalizátoru. Používá se sice systém havarijní vody, kdy voda proudí samospádem z nádrží na střeše haly, ale tato zásoba stačí jen na krátký čas.

Redundantní systémy téměř eliminují odstavení z důvodu poruchy řídicího systému. Zvyšují však cenu a složitost systému (všechny signály jsou zdvojené). Servisní činnosti operátorů či pracovníků údržby lze kvalitně a bezpečně realizovat pomocí mobilních operátorských panelů.Operátor má možnost ovládat zařízení přímo z místa opravy nebo z místa s nejlepším výhledem na opravovanou část. Tím zvyšuje bezpečnost práce, protože z velína nebývá vidět na všechny části zařízení, a je proto nutné zapojit více pracovníků.

Vizualizace

Velkými změnami také procházejí vizualizační a dohledové aplikace. V prehistorii automatizace se vlastně ani vizualizačními nazývat nedaly, neboť chybělo správné grafické prostředí. Také vlastní hardware byl poměrně primitivní. Do průmyslových závodů se umísťovaly kancelářské počítače, protože ty „jiné“ (sálové, serverové, …) byly cenově nedostupné. Data se uchovávala jen krátkou dobu, cena za jeden byte byla vysoká. Komunikace s řídicími systémy se prováděla převážně po sériové lince, velké množství komunikačních ovladačů museli psát programátoři automatizačních firem sami.

Změnu přinesl až nástup grafických operačních systémů, s jejichž plošným zaváděním dochází stále k vývoji nových verzí softwaru a hardwaru, ke zrychlování komunikace, snižování ceny za množství uchovávaných dat. Vizualizační systémy se v budoucnu po vzhledové stránce pravděpodobně příliš měnit nebudou. Kromě přehlednější grafiky, případně 3D grafiky není moc prostoru k inovacím. Určitě však dojde ke změně funkcí vizualizací. S pronikáním Internetu a mobilních technologií do průmyslové automatizace vznikají stále častější požadavky na interpretaci vizualizovaných dat pomocí webu, zasílání informací prostřednictvím e-mailů či SMS.

Další etapou vývoje, ke které budou vizualizační aplikace směřovat, bude jistě stále těsnější provázanost s dalšími informačními systémy podniku. Sdílení dat s nadřazenými systémy umožní tato data podrobně analyzovat, a to například z hlediska efektivity výroby, spotřeby energií, nákladů na výrobek, pracovníka atd. Tyto podklady by pak měly managementu a technikům sloužit k optimalizaci výroby.

Technologie = budoucnost

Automatizace bude pokračovat v nastoleném trendu zlepšování technologií a postupného odstranění největšího zdroje chyb z výrobního průmyslu, což je člověk. Otázku technologií je možno rozdělit do několika úrovní. Stále větší nároky na zlepšování hardwarových komponent prohlubují nyní už tak velkou propast mezi dvěma hlavními kritérii, jakými jsou rychlost a spotřeba energií. Jelikož vývoj čipů a řídicích jednotek na polovodičové bázi dosáhl dolní hranice vyrobitelnosti a spolehlivosti, rozlišovací schopnost – 5 atomových délek, není jak tyto parametry dále měnit. Tímto směrem tedy již není možno postupovat a přístroje, které se pro automatizovaný svět vyrábějí na základě definovaných hranic, nedoznají žádných významných změn.

Velkým průlomem by se mohla stát sériová výroba nově objevené, nicméně již století definované čtvrté pasivní součástky „Memristor“. Od této komponenty je možno očekávat kompletní změnu architektury nově vyráběných PC, panelů, řídicích systémů, které povedou k mnohem menším rozměrům a větší rychlosti či daleko menší spotřebě. Další třídou jsou softwarové prostředky. Systémový integrátor se nachází ve světě, kde je v současnosti definována velká spousta nadstandardních vizualizačních dvouletých cyklů dosahují mírných zlepšení. V těchto oblastech se však velké technologické změny nedají očekávat. Trendem v příštích několika letech, a to především z důvodu existence velkého množství automatizačních firem, bude tvorba vlastních sofistikovaných firemních „standardů“.

Tyto standardy povedou paradoxně k automatizaci na poli automatizačních prostředků. Firma, která nezahájí přípravu těchto generátorů - standardů a obdobných nízkonákladových prostředků, nebude na takto předimenzovaném bojovém poli řady konkurenčních firem konkurenceschopná. Tato firemní krátkozrakost v příštích několika letech povede k protřídění na několik silných a futuristicky uvažujících společností. Poslední třídou je automatizace procesu jako takového. Toto však bude v kompetencích jednotlivých závodů, nikoli automatizačních firem.

Úspory, úspory, úspory …

Z hlediska automatizace je velikost úspor neoddiskutovatelná. Prvotní náklady vycházejí vzhledem ke kapacitním propočtům a míře trendovosti odbytu výrobků zanedbatelně. Zisk je však také ovlivněn velkou konkurencí, kterou však míra automatizace ovlivňuje spíše sekundárně. Pro člověka nevýhodné (z hlediska pracovního nasazení), nicméně pro samotnou továrnu vedou přeautomatizované linky k velkým úsporám a ke snižování výdajů a tak posilování pozic na trhu. Obecně se dá říct, že automatizace v hutním průmyslu je poměrně konzervativní a nové trendy se prosazují jen ztěžka. Je to dáno tím, že se jedná o velice prašný a pro elektroniku nehostinný provoz s elektromagnetickým rušením, vysokými teplotami a častými nehodami (úniky chladicí vody, stříkající ocel). Proto se používají jen opravdu vysoce odolné komponenty.

Bohuslav Vránek je výkonný ředitel a jednatel standardních programovacích jazyků, vizuji začních prostředí, která povětšinou s periodou společnosti atx. Kontaktovat jej můžete na adrese bohuslav.vranek@atx.cz.

Autor: Bohuslav Vránek, atx – technická kancelář pro komplexní automatizaci, s.