Průmyslová výroba a infrastruktura mají rozhodující roli ve vývoji lidstva a v uspokojování
životních potřeb. Ve všech odvětvích lze vysledovat obecné principy a trendy i odlišnosti
charakterizující jednotlivá odvětví.
Jedním z rozhodujících příkazů
současnosti je energetická úspornost.
V roce 2025 bude Zemi obývat 8 mld.
lidí a světová spotřeba proudu se proti
dnešku téměř zdvojnásobí na více
než 30 000 terawatthodin ročně při
omezených surovinových zásobách
a stoupajících cenách. Pro orientaci
to odpovídá roční produkci cca 4000
velkých elektráren třídy 1000 MW.
Čína a Indie se považují za trhy
budoucnosti a zdroj společenských
megatrendů pro nadcházející desetiletí.
Rozvojové země a relativně vyspělé
země (Brazílie, Mexiko, Jižní Korea,
Tchaj-wan, Singapur) budou důsledně
pokračovat v hospodářském vývoji
s oprávněným požadavkem dopřávat
si vše jako ve vyspělém světě.
Velké naděje jsou vkládány do
synchronizace výrobních a zbožně
hospodářských systémů i do zpětné
vysledovatelnosti výroby. Od spotřebitelů
se očekává spoluplánování a od
inteligentních modulárních mechatronických
systémů budou vyžadovány
rychlé a pružné změny probíhající
výroby. Cílem je vytváření podmínek
kvalitního života pro stále více lidí.
Konkurenční předností divizí Siemens
je intenzivní odvětvová orientace
a široké portfolio integrovatelných,
standardizovaných produktů
a systémů. Siemens tak může trendy
ve výrobě nejen pozorovat, ale i světově
udávat. Rozhodující význam má
integrovaná automatizace. Tato společnost
již déle než 10 let uplatňuje
základnu plně integrované automatizace
(TIA), plně integrovaného napájení
(TIP) a průmyslové informační
technologie MES s vazbou až do ERP
úrovně. Problematika automatizace je
u koncernu Siemens soustředěna převážně
do dvou divizí: A&D a I&S.
Divize Automatizace a pohony
(A&D) je vedoucím světovým výrobcem
automatizace a pohonné techniky.
Nabídka sahá od standardních produktů
pro výrobní a procesní automatizaci
i elektroinstalační techniky pro systémová
řešení, např. obráběcích strojů,
až po odvětvová řešení celé výroby
automobilů nebo chemických zařízení.
Nabídka je doplněna softwarem k propojení
výroby a podnikové ekonomiky
(horizontální a vertikální integrace
informačních technologií), stejně jako
pro optimalizaci výrobních procesů.
A&D dosáhla v obchodním roce 2005
(30. 9.) se 60 800 pracovníky výsledku
1,210 mld. eur při obratu 9,844
mld. eur a přijatých zakázkách v hodnotě
10,190 mld. eur. S 654 mil. eur
investovanými do výzkumu a vývoje
jsou podporovány inovace posilující
výkonnost.
Divize Průmyslová řešení a služby
(I&S) je systémovým integrátorem
a dodavatelem řešení pro průmyslová
zařízení a infrastrukturu i dodavatelem
služeb souvisejících s plánováním,
projektováním, zřizováním
a provozem po dobu celé životnosti.
I&S využívá produkty ostatních divizí.
S obratem 5,390 mld. eur zaměstnávala
divize I&S v obchodním roce
2005 celosvětově 31 700 pracovníků.
Kromě vlastního vývoje rozšiřují obě
divize výrobkové portfolio strategickými
akvizicemi.
ENERGETICKÁ ÚČINNOST
Trvale se zvyšující ceny energií
vytvářejí z energetické účinnosti
základní konkurenční faktor. V energeticky
náročných odvětvích připadá
až 40 % celkových nákladů na energie.
Ceny energií se budou každoročně
zvyšovat, a to až s dvoumístnými
procentními nárůsty.
Kromě prostupnosti a komunikativnosti
HW hrají stále větší roli také SW
moduly.
Software Simaris design řeší rychle
a bezpečně rozvody elektrické energie
v budovách na PC. Simatic powercontrol
uskutečňuje rozsáhlý energetický
management v průmyslu i u staveb.
Kontroluje a měří energetické toky
a spotřebu. Umožňuje efektivní nasazení
a využití energie i cílevědomou
diagnostiku a údržbu.
ENERGETICKÁ EFEKTIVNOST POHONŮ
Elektrické pohony se podílejí
u výrobních zařízení až 70 % na spotřebě
energie. V Německu je odhadován
úsporný potenciál pohonů na
20 mil. MWh nebo na 1,5 mld. eur.
Úspory přinášejí energeticky úsporné
motory i zpětné napájení sítě.
Na americkém trhu se v únoru představila
nová řada motorů s tlakově
litými měděnými rotory. Při menším
konstrukčním objemu se dá značně
zvýšit účinnost motoru. Hodnoty
motorů výrazně překračují požadavky
standardů NEMA. Motory s hliníkovým
krytem GP jsou určeny pro
univerzální aplikace a v provedení ze
šedé litiny (SD) pro náročné podmínky.
Úspora nákladů na energii a doba
amortizace může být vypočtena programem
SinaSave 2.0. Patky GP provedení
jsou šroubovatelné a mohou
být umístěny po 90° krocích. Provedení
SD má centrickou svorkovnici, 8
otvorů pro upevnění patek a přestavbu:
hřídel vlevo-vpravo. To redukuje stavy
zásob, náklady na skladování a údržbu
a servis u výrobců strojů i u uživatelů.
U pohonů Sinamics se prezentuje
řada variant se zpětným napájením
sítě. Smart Infeed je standardní řešení
a Active Infeed je řešení pro vysokou
pohotovost a síťovou kvalitu. Zpětné
napájení šetří náklady na chlazení nebo
na odvod tepla a náklady na spotřebu
energie. Nasazením IGBT-techniky
jsou jednotky značně robustnější než
u zařízení s tyristorovou technikou.
Rychlá vektorová regulace zajišťuje
sinusový proud a integrovaný Clean-
Power-filtr téměř úplně eliminuje
zpětné nízkofrekvenční působení.
U aplikací s výlučně motorickým provozem
pohonů není zpětné napájení
potřebné a mohou být využívány přístroje
Basic Infeed.
Frekvenčním měničem Sinamics
G 120 doplňuje divize A&D rodinu
pohonů Sinamics ve výkonovém rozsahu
0,37 a 90 kW. Nový měnič je
dimenzován na napětí 380 až 480
V, nabízí vektorovou regulaci, frekvenční
řízení napětí a Flux Current
Control (FCC). Sinamics G 120
se vyznačuje moderní konstrukcí
a přizpůsobitelností různým aplikacím
(samostatná výkonová a řídicí
jednotka s různými I/O, rozhraními
a přípojkami motorového jištění).
Akvizicí firmy Robicon vytvořil
Siemens své vedoucí postavení na
americkém trhu pohonné techniky.
Dalším výhodným nákupem
z mechanické stránky byla společnost
Flender. Významným krokem pohonného
sektoru je založení Joint Venture
Siemens Standard Motor Ltd. (SSML)
v Číně. Kromě výroby tak byl posílen
rovněž výzkum a vývoj v Číně. Cílem
je dosáhnout vedoucí pozice na trhu nn
motorů ve středním cenovém segmentu.
Na přelomu roku byl představen
elektrický kombinovaný pohon.
Motor sjednocuje rotační a lineární
pohyby pod jedním krytem. Přitom je
rotor synchronního motoru uváděn do
axiálního pohybu lineárním motorem.
Zařízení bylo vyvinuto pro ofsetové
polygrafické stroje pro pohon tzv. roztíracích
válců při rozdělování barev.
Pohon lze využívat ve všech aplikacích,
kde rotační pohyb musí být spojen
s krátkými lineárními pohyby.
Frekvenční měniče Siplus Extreme
s krytím IP 65 jsou určeny do mokrého
prostředí v nápojovém a potravinářském
průmyslu. Podporují trojfázové
motory s výkonem 0,25 až 15
kW. Kryt z ušlechtilé oceli odolává
čisticím prostředkům, ředidlům i rozpouštědlům.
Může být instalován přímo
v prostoru plnění.
TRANSPARENTNÍ VÝROBA
znamená více vědět o produktech,
výrobě i logistice. Hlavním důvodem
jejího zavádění je efektivnost
výrobních procesů a zpětná vysledovatelnost
produktů včetně získávání
informací o chování spotřebitelů.
Základním prostředkem jsou senzory,
identifikační systémy, průmyslová
komunikace a MES-systémy.
SENZORIKA
Pozornost je soustředěna na nový
komunikační standard pro aktory
a senzory a na systémy zpracování
obrazu. Základní myšlenkou je IOLink,
umožňující lépe navazovat stále
výkonnější senzory na standardizovaném
základě na automatizační úrovně.
Siemens již řadu let dodává komunikující
senzory s rozhraním IQ-Sense.
Převzetím amerického podniku Acuity
CiMatrix byla posílena pozice čteček,
osvětlovacích komponentů a zejména
produktů pro zpracování obrazů i zkušenosti
s aplikacemi. Sídlo firmy by
se mělo stát globálním Competence
Center pro vizuální senzory ve výrobní
automatizaci. Novými produkty
senzoriky jsou např. ultrazvukové
přibližovací spínače pro výbušné prostředí
nebo optický přibližovací spínač
k rozpoznávání barev.
Příkladem inovací je barevný plošný
senzor Simatic MV 220, zdařilá syntéza
moderní technologie zpracování
obrazu a jednoduché senzoriky se 30
zkušebními procesy za sekundu.
NOVÉ SYSTÉMY SE MÍSTO
PROGRAMOVÁNÍ "ZACVIČUJÍ"
Bezdotykové ultrazvukové senzory
Simatic PXS 810 existují v kompaktní
konstrukci M18 a M30 K3 s pevnou
senzorovou hlavou. M18 jsou
dimenzovány pro rozsah 5-30 a 15-
100 cm. M 30 K3 pracují s rozsahem
6-30 a max. 60-600 cm. Mohou pracovat
jako reflexní snímače, reflexní
závora nebo jednosměrná závora. Pro
potravinářství jsou spínače vybaveny
pouzdrem z ušlechtilé oceli a teflonovou
fólií.
Optický přibližovací spínač Simatic
PXO 560 k rozpoznávání barev
je vybaven novou LED technologií
s bílým světlem. Ta umožňuje konstrukci
velmi malých senzorů s dlouhou
životností a s konstantním spínacím
chováním. Konstrukční velikost
(šxvxhl): 50 x 50 x 17 mm, pracovní
rozsah 12-32 mm. Spínač je značně
necitlivý vůči cizímu světlu a ostatním
vlivům. Vzhledem ke značné
hloubce ostrosti ±6 mm spolehlivě
rozpoznává také silně vibrující
objekty.
PRŮMYSLOVÁ KOMUNIKACE
S Profinetem se řeší prostupná
deterministická komunikace v reálném
čase až do polní úrovně. Průmyslový
Ethernet se osvědčuje i pro
přenos časově kritických dat. Pro
širokou dostupnost technologie spolupracuje
Siemens s NEC Electronics.
Rodina řídicích jednotek Ertec
(Enhanced Real Time Ethernet Controller)
vyvinutá Siemensem a vyráběná
NEC je šířena distribučními
kanály obou podniků. Výkonné Ertec
400 jsou již k dispozici, od května
bude produktové spektrum doplněno
levnými Ertec 200 pro rozvoj Profinet
zařízení.
Vyvinuty byly tři nové Simatic-S7-
400 výkonné řídicí jednotky s integrovaným
Profinet rozhraním. CPU
414-3 PN/DP a CPU 416-3 PN/DP
jsou vhodné pro náročné automatizační
úlohy, CPU 416F-3 PN/DP navíc i pro
bezpečnostní aplikace.Výkonná datová
komunikace se zakládá na Profinet
- ASIC Ertec 400. Kromě toho se nové
CPU vyznačují vysokým výkonem při
zpracování řídicích povelů.
Také pro procesní automatizaci je
průmyslový Ethernet stále zajímavý.
Aby byl Profinet připraven i pro tyto
úkoly, Siemens důsledně podporuje
integraci Profibus PA (Proces Automation)
a rozšiřuje ji.
BEZDRÁTOVĚ A BEZPEČNĚ
Průmyslové bezdrátové LAN (IWLAN)
se budou stále více rozšiřovat
vzhledem k mobilitě, spolehlivosti
a bezpečnosti. Umožňují řešení
v obtížně přístupných oblastech, při
překonávání překážek a postupně se
stávají řešením firemních (administrativních
i výrobních) sítí s možností
postupného začleňování IT-služeb,
jako je VoiceoverIP-telefonie a Seamloss
Roaming.
Novinkou je softwarový nástroj
Sinema E (Simatic Network Manager
Engineering) pro efektivní projektování,
konfigurování a simulování
průmyslových WLAN-aplikací. Automaticky
zjišťuje potřebné WLAN
komponenty, počet i místa instalace
radiomodulů z hlediska jejich optimální
dosažitelnosti apod.
Nová je rovněž nabídka pro optické
Profinet-struktury s plastovými
optickými vlákny. Optická vlákna se
využívají v prostředí s elmg zatížením
a nebo tam, kde toto zatížení není
žádoucí. Výhodou plastových optických
vláken-vodičů oproti skleněným
je jednodušší konektorová konfekce
přímo na místě použití. Na veletrhu
v Hannoveru Siemens poprvé představí
aktivní a pasivní síťové prvky
a decentralizované periferní přístroje
s integrovanými rozhraními plastových
optických vodičů.
Cesta od uniformity k flexibilní
sériové výrobě vede přes klíčové technologie
RFID a MES. Obě technologie
jsou vzájemně propojeny a jsou
nezbytné pro optimalizaci celého podnikového
zhodnocovacího procesu
(výroby a logistiky).
V automobilovém průmyslu umožňují
RFID hospodárnou výrobu
modelů s nejrůznějším vybavením
na stejných výrobních linkách. RFID
transpondery jsou v nosiči produktu
a doprovázejí ho po celé výrobní
lince. RFID-technologie musí být
integrovatelné automatizačních i ITsystémů.
Siemens nabízí nový software pro
integraci RFID do obchodních systémů.
Simatic RF.Manager spravuje
záznamové a snímací přístroje, snímá
a zahušťuje RFID-data a spolupracuje
se systémy konformními s EPCglobal
standardem.
RFID (Radio Frequency Identification)
a MES (Manufacturing Execution
System) poskytují velké datové
soubory v reálném čase, uchovávají
je a spravují. TRFID-data se tak mění
na důležité informace využitelné pro
řízení obchodních procesů.
Pro připojení RFID záznamových
a snímacích přístrojů na komunikační
síť Profinet vyvinula divize A&D dva
nové komunikační moduly. S modulem
Simatic RF 180C se přístroje přímo
spojují s Profinetem, se Simaticem
RF 170C jde spojení přes decentrální
periferní přístroj Simatic ET 200pro.
Využití se týká strojírenství, dopravní
techniky, montážních linek automobilního
a dodavatelského průmyslu
a malých montážních linek.
MES jsou prostředkem uvolňování
optimalizačního potenciálu, zeštíhlování
celých dodavatelských řetězců
a vylepšování informovanosti. Simatic
IT umožňuje efektivní integraci podél
celého výrobního řetězce, bezešvé
přechody k ERP (Enterprise Resource
Planning) a k automatizační úrovni při
optimální synchronizaci všech výrobních
procesů.
Další novinkou jsou čtyři varianty
multifunkčních přístrojů Sirius 3TK
2845, které pokrývají požadavky různých
aplikací a sledováním činnosti
strojů a jejich odpojováním snižují
technické náklady.
Speciálně pro trojfázové aplikace
byly vyvinuty třífázové polovodičové
spínače s malými prostorovými
nároky (konstrukční šířka 45 mm)
a jednoduchou montáží. Podle nasazených
chladičů mohou být používány
do 55 A.
Zlepšenou výkonnost, brilantní
grafiku a nový průmyslový design
má Simatic Panel 270. K 10" přístrojům
nyní přistupuje 8" varianta Multi
Panel a 8" dotykový displej pro mobilní
nasazení. Rozšířena byla rovněž
produktová paleta pro AS-rozhraní
o nové AS-i M12 odbočky, kompaktní
rozváděč a o zvláště malé kompaktní
moduly. Tím se dále zjednodušuje
instalace a provoz AS-i-sítí.
Signální sloupky Sirius (70 mm)
byly rozšířeny o funkci "radio" a "ASi-
adapter". Při poruše je aktivováno
signální světlo a GSM-radio prvek
vysílá varovné hlášení prostřednictvím
SMS na mobilní telefon uživatele.
Velmi významná je implementace
softwarové nabídky bez zastavování
nebo zpomalování procesních toků.
Rychlejší zavádění produktů na trh
podporuje digitální technika a rozsáhlá
simulace činnosti strojů.
Konkurenceschopnost podporují
mechatronika, virtuální prototyping
a automatické navrhování (Simatic
Automation Designer). Digitální
továrna představuje "ozubený převod"
mezi vývojem produktů a výrobním
plánováním.
DIVIZE PRŮMYSLOVÁ ŘEŠENÍ
A SLUŽBY (I&S)
Také divize I&S rozšířila svou nabídku
úspěšnými akvizicemi. Jednalo se
o převzetí Voest Alpine Industrieanlagen
a USFilter. I&S disponuje oborovými
znalostmi a technologickou procesní
technikou. Nabídka služeb I&S
počíná vývojem a sahá k modernizaci,
obsluze a ošetřování zařízení po celou
dobu jejich životnosti. Rozhodující
pro úspěch jsou dnes stále více oborové
kompetence a znalosti o výrobních
postupech.
Ke kompetencím I&S patří hornictví,
výroba železa a oceli, ropný průmysl,
vodárenství, logistika dopravy,
automatizace zpracování poštovních
zásilek a další služby.
Voest Alpine Industrieanlagen
(VAI) divize I&S společně
s rakouským výrobcem oceli Voestalpine
Stahl Linec vyvinuly automatizační
řešení VAiron. Snižuje
spotřebu paliva a náklady a optimalizuje
vsázky s ohledem na kvalitu
a náklady. Při teplotách vyšších
než 1400 °C nemůžeme procesy
ve vysokých pecích přímo sledovat
nebo měřit. VAiron k tomu využívá
řadu procesních modelů pro kontrolu,
regulaci a analýzu tavicího procesu.
Z procesních parametrů vypočítá procesní
podmínky a automaticky reguluje
spotřebu koksu, zásaditost nebo
vhánění páry.
Stejný obchodní úsek VAI divize
I&S vyvinula spolu s partnery také
metodu průmyslového zhodnocování
metalických a minerálních zbytkových
látek z výroby oceli namísto
jejich deponování.
ZEWA-metoda (Zero-Wastel) je
založena na vysokoteplotní tavicí
redukci v elektricky ohřívaném reaktoru
a umožňuje znovuzískávat kovy
do výroby oceli a minerální produkty
pro cementárny nebo pro stavbu
silnic. Pilotní zařízení je umístěno ve
Vítkovických ocelárnách.
Optimaliační softwarový balík
Simelt Simpax umožňuje během
redukčního procesu online kontrolovat
a optimalizovat kvalitu houbovitého
železa (Direct Reduced Iron,
DRI). To zabezpečuje rovnoměrnou
kvalitu produkce při redukované spotřebě
energie. Zařízení je zkoušeno
v Saúdské Arábii.
Vyvinuta byla rovněž metoda určování
časových a místních změn výšky
pěnové strusky na základě měření hluku
vznikajícího chvěním na stěnách
pece.
Hydro-Clear-Filter-systém divize
I&S umožňuje velké množství chladicí
vody z elektráren rychle filtrovat
a přivádět znovu do jejich chladicího
okruhu. Ušetří se tak velké množství
čerstvé vody, sníží se náklady i zatížení
životního prostředí. Tímto automatickým
systémem přípravy vody se např.
v elektrárně Linden a Bergen v New
Jersey (USA) ušetří 9000 litrů čerstvé
vody za minutu.
Nová suchá metoda čištění Meros
odstraňuje lépe než dosavadní metody
škodliviny z odpadních plynů slinovacích
zařízení. Meros (Maximized
Emission Reduction of Sintering
- maximální snižování emisí v procesu
slinování) byla vyvinuta VAI
divize I&S Siemens. V řadě po sobě
následujících krocích jsou ze slinovacích
spalin odstraňovány zdravotně
závadné kovové a organické součásti
a jemný prach. Demonstrační zařízení
pro 100 000 m3 odpadních plynů za
hodinu je v ověřovacím provozu.
Siemens buduje pilotní zařízení pro
získávání bitumenu z ropných písků
v Kanadě.
Dalším předmětem vývoje divize
I&S je nový kompenzační systém
výstřednosti válců (Roll Excentricity
Compensation, REC) pro válcování
zastudena. Kromě obvyklých řízených
veličin, jako je tloušťka pásu
a válcovací síla, využívá REC-systém
měření tlakového napětí před stolicí.
Tím mohou být redukovány odchylky
tloušťky zapříčiněné excentricitou
válců o cca 50 %.
Třídění listovních zásilek je náročným
úkolem řízení materiálových toků
a procesů. Obchodní úsek Poštovní
automatizace Siemens I&S nabízí
Produkční a plánovací systémy (PPS)
jako součást Sorting Center Suite pro
zpracování listovních zásilek.
Kompaktní dočasný letištní terminál
Capacity Plus obsahuje vše k odbavování
cestujících a zavazadel, bezpečnostní
systémy a zařízení pro zavazadlovou
logistiku. Tato zařízení mohou
být instalována do existujících budov
nebo do lehkých stavebních konstrukcí,
příp. nafukovacích hal. Specifická
je areálová logistika (vjezdy, výjezdy,
nakládání, vykládání, čekání, vedení
dodacích listů, stavů zásob, statistik
apod.).
Stálým ohniskem pozornosti je
pohonná technika s regulovatelnými
otáčkami, provozování velkých motorů
trvale v oblasti jejich optimální
účinnosti, práce čerpadel v optimálních
otáčkách a kombinacích, regulování
výkonu elektrofiltrů, moderní
procesní technika optimalizující nasazení
energie, ucelená řešení zaměřená
na energetické úspory, pohonné systémy
bez převodovek, kontejnerové lodě
a tankery s booster-pohony, využití
vysokoteplotních supravodivých
generátorů v elektropohonech s vysokou
účinností nebo hybridní pohony
se současným spalováním plynného
a kapalného paliva nebo využívající
"odpadní plyny". Tyto pohony jsou
ověřovány v loďařství.
Mimořádnou pozornost věnuje divize
I&S časově, ekonomicky a technicky
optimálně prováděné modernizaci.
Obecně lze konstatovat, že v malých
krocích se dostanete rychleji k cíli.
Rozsáhlé modernizace s dlouhým
časovým rozpětím zlepšují vzhledem
ke krátkým inovačním cyklům
a rychlým tržním změnám konkurenceschopnost
pouze krátkodobě. Navíc
je velká modernizace s komplexní
přestavbou spojena s výpadky výroby,
technickými riziky a značnými finančními
investicemi. /an/
