Siemens na Mezinárodním strojírenském veletrhu ve znamení významných výročí

Letošní účast společnosti Siemens na Mezinárodním strojírenském veletrhu se ponese ve znamení několika významných výročí. Jde totiž o jednu z mála firem, které se zúčastnily všech dosavadních 49 ročníků veletrhu, a společně tak letos oslaví 50. výročí brněnské veletržní tradice. Současně s tím si Siemens letos připomíná 50. výročí vzniku světoznámé značky Simatic, která se v průběhu svého vývoje stala synonymem pro automatizační techniku v oblasti průmyslové výroby. Historii vývoje automatizační techniky představí Siemens v pavilonu Z (stánek č. 088). V rámci přidruženého mezinárodního veletrhu obráběcích a tvářecích strojů IMT budou dále v pavilonu V (stánek č. 084) prezentovány řídicí systémy a pohony pro obráběcí stroje. Další expozici Siemense najdou návštěvníci veletrhu také v pavilonu D (stánek č. 033), kde budou vystaveny produkty z oblasti mechanických pohonů. Padesát let značky Simatic Automatizační technika Siemens, která po dobu 50 let jedinečným způsobem podněcovala i zrcadlila změny v průmyslové výrobě, se neustále vyvíjí a významně se podílí na určování standardů v oblasti produktivity a kvality výroby. Výročí značky Simatic je současně příležitostí ke zpětnému ohlédnutí na mnohdy vzrušující, více než padesátiletou historii rozvoje průmyslu a automatizační techniky – od hospodářského boomu v 50. letech minulého století po současný věk internetu, od prvních automatizovaných zařízení po digitální továrnu. Průmysl byl na začátku druhé poloviny minulého století ještě stále uprostřed věku mechanizace, když se, jako předzvěst revoluce ve výrobě, na scéně objevila první automatizovaná strojní zařízení. Tyto stroje prováděly sice jen jednoduché úlohy, jako například automatické děrování a otáčení, přesto představovaly ohromný skok vpřed v produktivitě práce. Tranzistory mění svět V polovině 50. let 20. století byly v řídicí technice obvyklým standardem stykače a relé. Odborníci v oblasti řídicí a komunikační techniky si ale již dokázali představit, k čemu všemu by bylo možné použít tehdy úplně novou součástku – tranzistor. Jako zesilovače signálu nabízely tranzistory významné přednosti. Společnost se tudíž chopila příležitosti a v roce 1955 vyvinula svoje první řídicí obvody s germaniovými tranzistory. Název Simatic byl jako obchodní značka zaregistrován 2. dubna 1958. Ačkoliv byl jeho repertoár zpočátku omezen jen na logické funkce, byl první germaniový Simatic G brzy používán i jako čítač. V roce 1964 došlo k důležité technické změně – řídicí a spínací obvody začaly být vyráběny s použitím křemíku, který je méně citlivý na teplotu. Tento vývoj přinesl řadu Simatic N a speciální systémy Simatic H a Simatic P. Požadovaných funkcí řídicích jednotek se stále ještě dosahovalo pevným zapojením modulů v sítích. Zapojování prováděl v té době obvykle výrobce řídicí techniky podle schémat zhotovených projektantem řídicího systému. Triumf programovatelných automatů Souběžně se změnami, k nimž docházelo v průmyslové výrobě, si v 70. letech minulého století velkou oblibu u konstruktérů řídicí techniky i jejich zákazníků vydobyl nový typ řídicí jednotky – programovatelný automat PLC (Programmable Logical Controller). O jeho činnosti totiž namísto uspořádání drátových propojek rozhodoval program uložený v paměti zařízení. První přenosné programovací jednotky pro programování PLC se začaly používat od poloviny 70. let. Pokud jde o jednoduchost obsluhy, hmotnost a odolnost, šlo ovšem o poměrně primitivní zařízení na hony vzdálené příručním přístrojům s pohodlným ovládáním používaným v současné době. Úspěšný příběh programovatelných automatů značky Simatic se začal psát na strojírenském veletrhu v Hannoveru v roce 1979. Prezentace na veletrhu odstartovala dodávky programovatelných automatů řady Simatic S5, které si brzy našly pevné místo v téměř všech odvětvích průmyslu. Zároveň také rostly požadavky zákazníků na funkční schopnosti i provozní vlastnosti systému. Pokrok směrem k jednoduššímu programování systémů přinesla 80. léta, kdy byly do oboru řídicí techniky zavedeny grafické displeje a grafické programovací metody. Záhy byly také vzneseny požadavky na decentralizaci činností. Požadavkem bylo zmenšení nutného objemu kabeláže svedením signálů dohromady na úrovni stroje a přenášením údajů do programovatelného automatu v ucelených blocích. V reakci na tyto požadavky vznikly distribuované vstupy/výstupy (Input/Output – I/O) a objevila se technika průmyslových komunikačních sběrnic. V roce 1993 se stala uznávaným standardem komunikační sběrnice Profibus a význam sítí jako důležitého aspektu automatizace od té doby neustále roste. Plně integrovaná automatizace V roce 1996 představila společnost Siemens na tiskové konferenci v Rotterdamu svůj koncept Plně integrované automatizace TIA (Totally Integrated Automation). Automatizační prostředky vytvořené podle konceptu TIA v současné době zajišťují integraci jak horizontálně, tak vertikálně. Horizontálně jsou integrovány logistické operace od dodávek materiálů a komponent pro výrobní řetězec, až po expedici hotových výrobků; vertikálně pak všechny úrovně automatizační pyramidy v podniku. Společnost současně oznámila integraci svých automatizačních prostředků pro řízení spojitých i nespojitých procesů a standardní komponenty řady Simatic použila jako základ systému Simatic PCS 7 pro řízení spojitých technologických procesů. Šlo o průkopnický čin, kterým koncern rázem překlenul dosavadní mezeru mezi technikou pro řízení spojité výroby a programovatelnými automaty. Koncept TIA znamenal definitivní vstup do „věku decentralizace“. Pokračující miniaturizace elektroniky umožnila vměstnávat do čím dál menších zařízení čím dál větší počet funkcí. Distribuované vstupy/ výstupy byly vybavovány svojí vlastní inteligencí a přebírali na sebe nejdříve úlohy předzpracování dat a posléze i úlohy řízení v otevřené smyčce. Zařízení bylo možno konstruovat v natolik odolné formě, že mohla pracovat v prašném či vlhkém, popřípadě i venkovním prostředí. Pozadu za tímto vývojem nezůstávala ani bezpečnostní technika. Koncept integrované bezpečnosti - Safety Integrated - umožňuje kombinovat v jednom automatizačním systému standardní řídicí úlohy s úlohami bezpečnostními. Pružná výroba Se vstupem do nového tisíciletí se v průmyslu jako zcela běžná záležitost definitivně prosadila výroba po „dávkách“ o velikosti jednoho kusu. Automatizovaným způsobem lze nyní vytvářet i složité produkty, jako jsou auta nebo počítače, a to podle individuálních specifikací zadaných zákazníky. Vyrábět v současném globalizovaném světě znamená především koordinovat výrobní závody jak v národním, tak i v mezinárodním měřítku. Aby výrobci dále zkrátili dobu potřebnou k uvedení výrobku na trh, mohou nové výrobní linky ještě předtím, než je začnou uvádět do provozu, testovat na virtuálních modelech. Současně s tím neustále rostou požadavky zákazníků i vládních regulatorních orgánů na bezpečnost, spolehlivost a kvalitu průmyslových výrobků. Výsledkem je nebývalý důraz kladený na naprostou transparentnost výrobních procesů, protože odpovědnost výrobců za jejich produkty dnes již nekončí na nakládacích rampách továren. Integrace informační techniky Informační systémy používané administrativními útvary společnosti dlouho nahlížely na výrobu jako na „černou skříňku“. Má-li být výroba efektivní, je ovšem třeba stroje, pracovníky i procesy koordinovat a synchronizovat. Přesně to dělají systémy pro řízení výroby MES (Manufacturing Execution Systems). Siemens uvedl v roce 2002 na trh svůj systém typu MES s názvem Simatic IT - jediný svého druhu, který důsledně vychází ze standardu ISA-95 platného pro tuto oblast činnosti. Simatic IT překlenuje mezeru mezi výrobou na jedné a systémy pro řízení podniku na druhé straně. Středem zájmu při vývoji nových standardů pro oblast přenosů dat byly v poslední době bezdrátové komunikační protokoly umožňující přenášet informace spjaté s funkční bezpečností. Výsledkem jsou výkonné simulační nástroje umožňující zákazníkům podle jejich požadavků vytvářet virtuální modely celých továren a továrny na těchto modelech virtuálně ověřovat a uvádět do chodu. Tím vývoj dospěl do další důležité etapy v historii automatizace - k tzv. digitální továrně (digital factory). Digitální továrna Automobilky byly v roce 2004 opět první, kdož zavedl nové metody výroby. Používají koncept digitální továrny, který jim umožňuje mode lovat a simulovat všechny procesy - od dodávek materiálu, až po konkrétní výrobní operace. V praxi to znamená, že mohou ověřovat kvalitu nových koncepcí výroby na počítači a sladit spolu všechny v úvahu připadající systémy ještě dříve, než továrna vůbec stojí. A naopak je také možné virtuálně optimalizovat a modifikovat existující komplexní výrobní závody, např. za účelem ověření možnosti přechodu na nový výrobek. Následně jsou pak ve „skutečném“ výrobním prostředí zavedeny úpravy ověřené na modelu pomocí simulace, aniž je nutné jednotlivá pracoviště vyjímat, urychleně přebudovávat a opětně zapojovat do konvertovaných linek. Na letošním strojírenském veletrhu v Hannoveru společnost prezentovala inovace systému Simatic zahrnující komunikační síť Profinet, koncept vestavné automatizace a funkční bezpečnosti (Embedded Automation and Safety) i novou verzi 3.0 softwarového produktu Automation Designer - vývojového prostředí pro návrh digitální továrny. Vše bylo předvedeno v kontextu s ultramoderním zařízením na výrobu automobilů vybaveným automatizační technikou, pohony a rozvody elektrické energie značky Siemens. Bez nadsázky lze říci, že se jednalo o další příklad toho, jak společnost Siemens, 50 let po vzniku značky Simatic, nepřestává udávat trendy v oblasti technického rozvoje. Simatic v ČR Dovoz a prodej systémů Simatic byl na území ČR zahájen až po roce 1989. Již předtím však byly systémy obsaženy v řadě dovážených technologií. Lze odhadnout, že v ČR dnes pracuje několik desítek tisíc systémů Simatic různých typů a konfigurací. Navzdory mimořádné spolehlivosti starších produktů značky je o novinky v oblasti automatizačních systémů stále velký zájem. Důkazem je i fakt, že objem jejich prodeje na území ČR se od roku 1993 přibližně zdvacetinásobil. Řídicí systémy a p ohony pro obráběcí stroje Těžištěm expozice společnosti v pavilonu V bude jako vždy prezentace špičkových technologií pro obráběcí stroje, které jsou vybaveny řídicími systémy Sinumerik a pohony Sinamics. V minulých letech se stalo tak trochu tradicí, že součástí expozice byly obráběcí stroje předních českých výrobců. V tomto roce bude tato tradice změněna. Důvodem je skutečnost, že expozice bude plně věnována produktům značky Siemens. Pod heslem „Sinumerik 840D sl – budoucnost začíná právě dnes“ budou všechny exponáty na stánku zaměřeny na tento nový řídicí systém doplněný pohony Sinamics 120. Celá expozice bude provedena v edukativním duchu, aby si návštěvníci mohli nejen produkty prohlédnout, ale v případě zájmu a pod dohledem odborníků se sami přesvědčit, že řídicí systémy Sinumerik jsou i přes vysokou sofistikovanost uživatelsky příjemné jak při oživování, tak při praktickém používání u koncových zákazníků. Na stánku bude k vidění celé portfolio nové produktové skupiny řídicích systémů řady Solution Line. Pro low-end řadu obráběcích strojů je určen systém Sinumerik 802D sl, jenž se používá především pro technologie soustružení a frézování. Lze jej však nasadit i u jednodušších brusek. Systém umí řídit až 5 os, z toho až dvě vřetena. Pro vytváření technologických programů je možno využít grafickou podporu konturového programování nebo bohatý instrukční soubor ISO. Vlajkovou lodí mezi systémy značky Siemens pro obráběcí stroje je Sinumerik 840D sl, který uživatelům nabízí velké množství špičkových vlastností. Patří mezi ně například až 31 řízených os nebo vřeten; až 10 kanálů, tj. 10 řízených procesů (technologických programů) v reálném čase; až 40 GB paměti pro programy na pevném disku (popř. 512 MB na paměť typu CFFlash); otevřená architektura v oblasti obsluhy jak na úrovni operačního systému Windows XP, tak i Linux; otevřená architektura v oblasti NC-real time softwaru či 5, 6 a 7osá kinematická transformace pro využití při výrobě forem, nástrojů i v oblasti aerospace. Uživatelé jistě ocení také novou, vysoce výkonnou digitální sběrnici DriveCliq pro připojení pohonů Sinamics; otevřenost v komunikační oblasti (možnost použití protokolů Ethernet, Profinet, Profibus); integrovanou bezpečnostní filozofii Safety Integrated pro ochranu osob i strojů; jedinečný produkt mezi výrobci řídicích systémů v podobě volumetrické kompenzace chyb strojů a oblíbené dílenské programovací systémy ShopMill, ShopTurn či Manuall Machine. Mezi vystavenými produkty bude také Sinumerik 840Di sl - řídicí systém založený na PC, který nachází svoje místo zejména v oblasti retrofitu obráběcích strojů a také při řízení manipulátorů a robotů. Významným tématem současnosti je rovněž bezpečnost osob a strojů. Společnost Siemens má na toto téma odpověď v podobě softwarového řešení Safety Integrated, které v této oblasti způsobilo revoluci a o řadu let předběhlo ostatní výrobce. Základní filozofie řešení Safety Integrated bude demonstrována na modelovém zařízení v expozici. Dílenské programování v teorii a praxi Návštěvníci budou mít možnost shlédnout nové pokrokové funkce dílenských programovacích systémů Shopmill a Shopturn. Výrazné zvýšení produktivity při frézování přináší např. funkce „trochoidního frézování“ a „plunging-frézování“. I zde Siemens přináší novou kvalitu v již oblíbených a hojně rozšířených softwarech. Výuka a vzdělávání Nezanedbatelnou součástí prodejní filozofie společnosti je vzdělávání jak výrobců obráběcích strojů, tak koncových uživatelů. Jedině informovaní lidé mohou správně a účelně aplikovat a používat komponenty značky Siemens. Součástí expozice bude ukázka výukového pracoviště se simulačním softwarem Sinutrain v nejnovější verzi pro systémy Solution line. Počítače budou propojeny didaktickou sítí umožňující online kontakt mezi vyučujícím a žáky. Virtuální realita - VN CK sl Jde o virtuální simulaci činnosti obráběcího stroje. Snahou při obrábění je samozřejmě optimalizace výrobního procesu. Vedle vlastního obrábění se stále více uživatelé orientují při vyhodnocování využití stroje také na dobu potřebnou pro programování, seřízení a testovací provoz stroje. Důvodem je skutečnost, že zejména při výrobě složitých obrobků je stroj až několik dnů blokován, což má negativní vliv na celkovou produktivitu výroby. Zlepšení v této oblasti výrobci nacházejí v použití „virtuálního stroje“. Další předností je také to, že programy pro obrábění jsou testovány v prostředí, v němž nehrozí poškození stroje ani nástrojů. Dosavadní řešení simulace obrábění měla jednu velkou nevýhodu - chybělo v ní zobrazení reálného prostředí. Aby byla simulace lépe prakticky použitelná, je třeba, aby programátor a seřizovač stroje měli k dispozici zobrazení prostředí stroje s odpovídající geometrií a kinematikou. Pro „virtuální stroj“ je základem ovládací software pro obsluhu a model reálného stroje, takže lze v tomto virtuálním prostředí exaktně programovat, seřizovat stroj s virtuálními nástroji a zobrazovat vlastní proces obrábění. Významnou roli v tomto prostředí hraje implementace originálního NC-jádra (VNCK) řídicího systému Sinumerik 840D sl do CAD-CAM softwaru. Programátor má na počítači dvě okna, na kterých vidí on-line originální ovládací plochu řídicího systému Sinumerik a ve druhém okně potom model pracovního prostoru „virtuálního stroje“. Činnost technologického programu časově i geometricky přesně odpovídá reálné situaci. Pro implementovaný systém Sinumerik 840D sl - VNCK sl není důležité, že řídí pouze model stroje v prostředí PC a nikoli stroj reálný. Po zadání dat z reálného stroje (rychlost, zrychlení, pojezdové dráhy) a také pomocí integrovaného nástrojového editoru zadaných dat nástrojů pro obrábění je obráběcí proces verifikován mimo vlastní reálný stroj, který tak není blokován přípravou výroby. Mechanické pohony V pavilonu D budou představeny mechanické pohony značky Siemens- Flender, které patří mezi špičku v oblasti mechanických a elektrických komponent. Produktové portfolio je zaměřeno zejména na technologii převodovek a zahrnuje spojky, průmyslové převodovky, elektropřevodovky a velké převodovky pro jednotlivé průmyslové aplikace. Nabízené spojky a převodovky jsou přitom schopny přenášet krouticí moment od několika Nm až po několik milionů Nm. V expozici budou vystaveny průmyslové převodovky z výrobního závodu v Penigu a různé druhy spojek (elastické, vysoce elastické, zubové či lamelové) z výrobního závodu Bocholt-Mussum. Mezi zajímavosti bude patřit kompletní pohon pásového dopravníku, který je složený z elektromotoru, hydrodynamické rozběhové spojky kombinované s brzdovým bubnem, bubnovou brzdou a kuželočelní převodovky. Kuželočelní převodovka typu B3HH 7 je v provedení s dutou výstupní hřídelí a je vybavena zpětnou válečkovou brzdou, která zabraňuje samovolnému zpětnému chodu pásového dopravníku při vypnutí motoru. Použitá hydrodynamická spojka typu FNDB s brzdovým bubnem slouží k zajištění plynulého a pozvolného rozběhu pásového dopravníku a omezení délky proudové špičky na elektromotoru. Tento model ukáže velké možnosti nabídek komplexních řešení pohonů - počínaje elektromotorem, přes nabídku různých druhů spojek, až po prakticky neomezenou nabídku převodovek. Obdobné typy pohonů společnost Siemens nabízí ve výkonovém rozsahu od několika kilowatů až po několik megawat. Další zajímavostí expozice bude funkční model ergometru (rotopedu). Výkon vyvinutý na rotopedu lidskou silou bude přenášen na rozběhovou spojku Fludex, která bude přes celokovovou spojku Arpex pohánět vodní čerpadlo. To bude vhánět vodu do průhledné dvoumetrové trubice a výška vodního sloupce ukáže, jakého výkonu bylo dosaženo. Další informace na adrese: www.siemens.cz/ad. Projekty a služby pro průmysl Pracovníci společnosti Siemens návštěvníkům veletrhu představí rovněž systémy a řešení pro komplexní řízení technologických procesů. Jde hlavně o aplikace pro papírny, výrobu stavebních hmot, zpracování dřeva, výrobu a zpracování železa a oceli, úpravny a čistírny vod a pro řadu odvětví lehkého průmyslu. Další informace na adrese: www.siemens.cz/is. Výroba energie V oblasti parních turbín se bude Siemens prezentovat jako dodavatel komplexních služeb pro výrobu elektrické energie (případně se současnou dodávkou tepla) až do výkonu 150 MW elektrických pro veškerá průmyslová odvětví a kombinované cykly. Výrobní závod Siemens Industrial Turbomachinery se sídlem v Brně zajišťuje podporu zákazníků ve všech fázích projektu - počínaje studií proveditelnosti, přes optimalizovaný návrh, dodávku a uvedení do provozu až po záruční a pozáruční servis. Součástí prezentace bude představení celého portfolia parních turbín, technicky pokrývajících jak turbíny kondenzační, tak i protitlakové s rozsáhlou variabilitou regulovaných i neregulovaných odběrů. Turbíny jsou určeny jak pro výrobu elektrické energie a tepla, tak i pro pohony kompresorů a čerpadel. Dále bude představena široká škála úspěšných referencí. Tyto reference prokazují použitelnost, spolehlivost a životnost dodávaného zařízení v průmyslových, papírenských a chemických procesech, rafineriích a spalovnách, elektrárnách spalujících biomasu, kombinovaných cyklech a dalších aplikacích. Další informace na adrese: www.siemens.cz/turbines.