Účinné zacházení s energií má pro společnosti ve strojírenské výrobě velký význam. Pro optimalizaci spotřeby energie výrobních zařízení musí být veškeré údaje o spotřebě zaznamenávány a analyzovány. Ve výzkumném projektu ESIMA (Energy-autonomous Sensors and Interaction with Mobile Users - Energeticky nezávislé snímače a interakce s mobilními uživateli) společnost Festo ve spolupráci s průmyslovými a vědeckými partnery vytvořila koncepci řízení spotřeby energie vycházející ze snímačů s jednoduchou instalací. Kromě vývoje energeticky nezávislých snímačů byla hlavní součástí projektu vizualizace, která nabízí obsluze zařízení diferencovaný přehled vlastních procesů a přispívá tak k rozvoji výrobních zařízení Industry 4.0. Pomocí této koordinované koncepce, která jednoduchou instalaci snímačů, získávání údajů a rádiový přenos rozšiřuje o vizualizaci, může být vypočítána spotřeba energie, kupř. pro jednotlivé výrobky. Rozhodující předností je, že snímače lze snadno doplnit do stávajících výrobních zařízení. Během výrobního procesu jsou zaznamenávány veškeré příslušné údaje o spotřebě, včetně spotřeby elektrické energie (proud, napětí, výkon) a spotřeby stlačeného vzduchu (tlak, průtok). Bezdrátové systémy snímačů mohou rovněž zaznamenávat příslušné parametry prostředí, mj. teplotu, vlhkost a obsah CO2. Údaje měření jsou poté předběžně zpracovány a předávány rádiovým spojením základní jednotce. Snímač stlačeného vzduchu s rádiovým přenosem dat V průběhu projektu společnost Festo vyvinula snímač stlačeného vzduchu, který současně měří tlak a průtok vzduchu, a tyto údaje předává rádiovým spojením základní jednotce. Integrovaná jednotka s turbínovým generátorem ovládaná malým množstvím stlačeného vzduchu dodává elektrickou energii pro napájení elektrických součástí. Frekvenčně agilní proces zajišťuje spolehlivost bezdrátového přenosu dat: systém opakovaně mění vysílací a přijímací frekvenci, aby nedocházelo ke kolizi s ostatními rádiovými systémy, kupř. stávající sítí WLAN. Závěry projektu ESIMA jsou začleněny rovněž do vývoje „bezdrátového“ systému IO-Link. Vizualizace na mobilních zařízeních Získané údaje lze pomocí internetové aplikace vyvinuté v rámci projektu zobrazovat na mobilních zařízeních, jako jsou chytré telefony nebo tablety. Vzhled lze upravit podle požadavků uživatele. Obsluha může kupř. sledovat snímané údaje a podmínky strojního zařízení, zatímco vedoucí skupiny může mít větší zájem o spotřebu energie a výrobní statistiky. Řízení údajů o spotřebě energie pro Industry 4.0 „Výsledky projektu ESIMA nám ukazují, jak lze energetické údaje zaznamenávat úsporněji a přizpůsobivěji,“ řekl Bernd Kärcher, vedoucí projektu ESIMA ve společnosti Festo. „Získávání údajů, jejich rádiový přenos a vizualizace na mobilních terminálech ve webové aplikaci zajišťují efektivní řízení spotřeby energie v kontextu Industry 4.0.“ Kromě optimalizace spotřeby energie je další výhodou poskytování služeb. Protože snímače automaticky zaznamenávají i nejmenší odchylky od normálních hodnot, lze do zařízení zasáhnout včas a zabránit tak nákladným prostojům ve výrobě. Projektoví partneři z oblasti průmyslu a vědy » Společnost VARTA Microbattery, která vede mezinárodní trh přímého prodeje baterií zákazníkům i automobilovému průmyslu a dodává je do celého světa, poskytla potřebné komponenty pro akumulaci elektrické energie v bezdrátových snímačích. » Společnost Hahn-Schickard Society má rozsáhlé zkušenosti s návrhem systémů a získáváním energie. V projektu ESIMA byly kromě snímačů podmínek prostředí vyvinuty snímače pro záznam spotřeby elektrické energie (tzv. e-meters). » Společnost EnOcean přispěla k projektu svými zkušenostmi v oblasti energetické konverze a rádiových systémů s nízkou spotřebou. » Potřebné rádiové součásti a základní jednotka byly vyvinuty v oddělení elektrické měřicí technologie (EMT) univerzity Helmuta Schmidta. » Firma C4C Engineering GmbH vytvořila a naprogramovala webovou aplikaci pro zobrazení a vyhodnocování naměřených hodnot. » Institut obráběcích strojů a výrobní technologie (IWF) technické univerzity Braunschweig vyvinul inovativní metody pro automatizovanou analýzu dat a poskytl zkušební zařízení pro realizaci prototypu. V další fázi bude systém ESIMA testován v reálném výrobním prostředí v podniku Mercedes-Benz Mannheim společnosti Daimler AG. Projekt spolupráce je podporován německým spolkovým ministerstvem vzdělání a výzkumu (BMBF), jako součást výzkumného programu IKT 2020 v rámci aktivity. /if/
