SPOLEČNOST B&R AUTOMATIZACE NASADILA NEJVĚTŠÍ APLIKACI DCS SYSTÉMU APROL V ČESKÉ REPUBLICE
Bez uhlí se v současné době neobejdeme. Většina vytěženého hnědého paliva se spotřebuje na výrobu tepla. Na tomto koloběhu jsou závislé více než 2 miliony domácností. Než se však dostane uhlí z povrchového lomu ke konečnému spotřebiteli, čeká ho dlouhá cesta. Nyní ho na ní doprovází nejmodernější technika.
STRUČNÝ ÚVOD DO PROBLEMATIKY
Největším producentem hnědého uhlí je skupina Sev.en Energy, jež těží v lokalitě Vršany a ČSA. Je určeno pro elektroenergetiku a teplárenství. Z obou lokalit se v roce 2015 vytěžilo 10,2 mil. tun mosteckého uhlí. Lom Vršany v centrální části Severočeské hnědouhelné pánve disponuje uhelnými zásobami s nejdelší životností v České republice v rámci stávajících územních limitů. V roce 2013 společnost uzavřela smlouvu o dodávkách uhlí do elektrárny Počerady s energetickou společností ČEZ až do vyuhlení lomu, tzn. s potenciální více než 50letou možností těžby a využívání hnědého uhlí. 
„Společnost Severní energetická, a. s., spravuje těžební lokalitu Československá armáda (ČSA) včetně homogenizační drtírny a Úpravny uhlí Komořany, dále společnost Důl Kohinoor, a. s., která provozuje hlubinnou těžbu v bočních svazích lomu ČSA,“ říká nám Ing. Petr Procházka, člen představenstva skupiny Sev.en Energy. Ten obsahuje zásoby nejkvalitnějšího hnědého uhlí v ČR, a to až na sto let. Jeho dobývání je však omezeno usnesením vlády z roku 1991 o územních limitech těžby. V rámci těchto limitů je možné v lokalitě ČSA těžit uhlí přibližně do roku 2024. Těžba skrývky na hlavní porubní frontě byla ukončena v závěru roku 2016.
AUTOMATIZACE JÁDREM MODERNIZACE
Obrovská korečková rypadla v povrchových dolech udivují laické diváky televizního zpravodajství jako kráčející monstra, ale i odborníci žasnou nad možnostmi moderní techniky. Dnes s těmito giganty operují zkušení řidiči samozřejmě za pomocí nejnovějších řídicích systémů. Vytěžené hnědé uhlí z lomu dovezou pásové dopravníky do nakládací stanice a odtud se ve vagonech převáží na technologii „rošty“ v úpravně uhlí. Takzvaná uhelná vsázka se vyklopí do jednotlivých částí hlubinného zásobníku a z nich již samotné uhlí přepravují pásové dopravníky do třídírny. Dále se uhlí drtí a na třídičích se rozděluje podle zrnitosti.
„Na úpravně byl nasazen řídicí systém už v roce 1990, ale od té doby morálně i fyzicky zastaral a neodpovídal už nárokům na současnou úroveň úpravy a třídění uhlí,“ řekl nám Ing. Petr Vágner, hlavní energetik Severočeské energetické. „Bylo zřejmé, že je zapotřebí modernizace celé úpravny včetně automatizace. Základním požadavkem na dodávku nového řídicího systému bylo zajištění bezporuchového provozu.“
Manažerům společnosti bylo jasné, že jádrem modernizace se musí stát změna řízení celého provozu úpravny uhlí v Komořanech, která zahrnuje drtírnu a třídírnu – od vsázky až po výsledný produkt.
„Nejprve jsme museli přesně definovat zadání,“ přibližuje nám začátek celého procesu Bc. Michael Macků, technik Coal Services, která zajišťuje sdílené služby technického charakteru ve skupině Sev.en Energy. „Úpravna uhlí představuje malou továrnu s 350 zaměstnanci. Celé zařízení obsahuje zhruba 650 pohonů, tedy pásové dopravníky, třídiče, drtiče, klapky atd. Za rok úpravnou projde asi 6,5 milionů tun uhlí. Vytěžené uhlí prochází tříděním podle zrnitosti, podle výhřevnosti a podle přání zákazníka. Kvalita je základním kritériem a dodávaný produkt musí mít stanovenou výhřevnost.“
První vzorky se odebírají hned při těžbě, takže se ví, jakou kvalitu těžené uhlí má. Měří se dvakrát denně, což je dostatečné, protože struktura uhlí se nemění každý metr sloje. Při vstupu do třídírny prochází vsázka popeloměry, které zjistí, kolik popela zůstane po jejím spálení. Rozpětí je značné – od 46 % do 12 %. Toto je jedno z velmi důležitých hledisek pro stanovení kvality. Dispečer má tyto údaje kontinuálně k dispozici a podle nich míchá požadovanou kvalitu.
„Na vybraných místech se z proudu uhlí vybere vzorek a zkoumá se kvalita,“ říká Ing. Petr Vágner. „Vzorkovače jsou automatické jednotky, jež byly nasazeny v posledních 15 letech. Dispečer rozhodne, zda uhlí je vhodné pro přesně definovaný produkt a půjde tzv. na auto, nebo jestli se rozemele na mour, smíchá s lepším či horším uhlím a výsledkem bude pak tzv. topná směs, jež se dodává do tepláren po celé republice.“
Přesně definovaná kvalita je nyní alfou i omegou dodávek. Tak tomu samozřejmě vždycky nebylo, ale nyní je energie drahá a každý se musí chovat ekonomicky. Navíc je každá elektrárna nastavena na jinou výhřevnost, na jiné složení topné směsi. Kdyby dodaná směs neodpovídala předepsaným podmínkám, mohl by se kotel zničit. Jinými slovy, kdyby dodávka měla jinou výhřevnost, než je stanoveno, následoval by ekonomický postih.
Z třídírny pak putují celé vlaky s předem stanoveným složením topné směsi. Například jeden vlak do Strakonic, jiný do Chvaletic a třetí třeba do Otrokovic. Možná už se tu dá hovořit o personifikaci dodávek, což je jeden z prvků digitalizace známé jako Průmysl 4.0.
ÚKOL ZNĚL: BEZPORUCHOVÝ STAV
Základními body veřejné soutěže na modernizaci úpravny bylo jednak zajištění bezporuchového provozu, jednak zvýšení kvality a snížení energetické náročnosti. Důležitou podmínkou byla také zkušenost s podobnými implementacemi, aby dodavatel byl vybaven dostatkem zkušených projektantů a programátorů.
Úvodního kola se v roce 2016 zúčastnilo devět firem, druhého kola pět uchazečů. „Vyhrála společnost PAS Procesní Automatizační Systémy, kterou jsme již znali, dodávala nám různé subsystémy a měli jsme s ní dobré zkušenosti,“ vzpomíná Ing. Vágner.
„Celková investice byla původně stanovena na 55 milionů, ale díky soutěži se nám cenu podařilo podstatně snížit, takže jsme ušetřili asi 15 milionů,“ připomíná Michael Macků.
Generálním dodavatelem se stala společnost PAS Procesní Automatizační Systémy, s. r. o. Firmu založili před 28 lety někteří zaměstnanci bývalého Chemopetrolu. „Zprvu jsme se logicky zaměřili na chemický průmysl, později na hornictví,“ uvádí jeden ze zakladatelů firmy PAS, technický ředitel Ing. Pavel Kohout. „Začali jsme dodávat například bezpečnostní a monitorovací systémy pro hlubinné doly a potom i povrchové lomy, systémy měření kvality vod a řídicí dopravní systémy, programy pro dobývací stroje a zakladače, které skrývku rozptylují, a dodali jsme také mnoho systémů pro ropovody na Ukrajině a v Rusku.“ 
Otcem koncepce celkové modernizace se stal Ing. Libor Tajovský, vedoucí projektant firmy PAS. Výsledkem není prostá náhrada stávajícího systému modernější technologií, ale implementace systémů nadstavby.
„Byla to obrovská výzva,“ vzpomíná Ing. Tajovský. „Nevím, co bylo nejtěžší. Zda kompletace jednotlivých automatizačních prvků, nebo podmínka, že jsme řídicí systémy museli vkládat do původního, stále dobře funkčního zařízení rozvodny. Náročný byl i termín. Vyhráli jsme v březnu 2017 a do roka se postupně začal instalovat nový systém. A provoz úpravny se nesměl zastavit. Rozhodli jsme se proto o spolupráci se společností B&R automatizace. Jsme asi nejstarším integrátorem jejich systémů v ČR a máme s nimi nejlepší zkušenosti.“
Na otázku „Jaké byly přednosti produktů B&R?“ Ing. Tajovský odpovídá:
„Máme dlouholeté dobré zkušenosti se společností B&R, oceňujeme jejich rychlou a odbornou pomoc, a to jak ze strany českého zastoupení, tak i ze strany mateřské rakouské firmy. Dále musím zmínit i velmi široké portfolio vyráběných modulů pro připojení vstupních a výstupních signálů. Prakticky neexistuje signál, který by se nedal připojit přímo na řídicí systém. U tohoto projektu se navíc projevila i maximální otevřenost celého systému, kdy bylo možno i v průběhu vlastní realizace upravovat původní konfigurace, a to doplňováním dalších modulů nebo jejich přemísťováním z jedné části systému do druhé bez vlivu na ty části, které již byly v provozu. A v současné době, kdy jde u mnoha akcí o peníze ‚až v první řadě‘, nesmím zapomenout na velmi příznivou cenu celého systému.“
A jaké nároky kladla dodávka pro třídírnu na samotnou firmu B&R?
Na otázku odpovídá Ing. Pavel Jaroš, manažer produktu DCS APROL: „Tato aplikace APROLu, největší v České republice, je nasazena v těžkých provozních podmínkách hnědouhelných dolů. Obsahuje 8 500 fyzických vstupů/výstupů, které jsou připojeny do plně redundantního systému. Vzhledem k požadavkům zákazníka na vysokou dostupnost technologie nebyla jiná konfigurace možná. Naši aplikační inženýři prokázali svoji odbornost a našemu partnerovi jsme s konfigurací takto rozsáhlého systému s úspěchem vypomohli.“
Kde je APROL nasazen v českých provozech?
„První aplikace systému APROL jsme instalovali v Čechách na jižní větvi plynovodu, kde hlídá případné úniky plynu v okolí elektrárny Temelín,“ říká Ing. Václav Pravda, vedoucí pobočky Praha. „V neposlední řadě bych chtěl připomenout úspěšnou instalaci v lakovnách automobilky Škoda Auto v Mladé Boleslavi a Kvasinách, kde systém zastává funkci prediktivní údržby a kde v současné době sbírá údaje z více než 1 800 měřicích bodů. Kromě těchto nejzajímavějších aplikací existuje v současné době v České republice i další řada menších instalací, především v oblasti tovární automatizace – v rámci Průmyslu 4.0 je klíčové propojení linek, strojů i produktů, vícesměrný tok energetických, diagnostických a technologických dat. B&R nabízí řešení, které umožňuje integraci technologií z různých fází výstavby výroby do nadřazených systémů, samostatné moduly pro energetický, kondiční, údržbový a technologický monitoring s možností rozšíření do úrovní řízení typu DCS APROL.“
A jak to bude dál?
„Nevíme, jak překotně bude pokračovat technický vývoj, nevíme, co bude chtít zákazník za pár let. Ale víme, že se APROL vyznačuje velikou výhodou – je navržen jako otevřený systém s možností etapové výstavby,“ uzavřel naši besedu Ing. Tajovský. „Takže jsme schopni jej jak po stránce hardwaru, tak softwaru doplňovat podle potřeby a přání zákazníka.“