Přečtěte si:  Elektromobilitu je třeba rozvíjet a propagovat s rozmyslem: Zpráva z konference Chytrá elektrická doprava v praxi

Rozhovor pro informační portál Proelektrotechniky.cz

Inteligentní řídicí jednotky pro automatizaci: technologie smývá rozdíly mezi odvětvími

14.1.2016 Na našem portále již nějaký čas sledujeme trend, kdy se až donedávna izolované, či spíše mimoběžné světy automatizace v průmyslu, v budovách, v energetice a v dopravě začínají prolínat a navzájem na sebe navazovat. Automobil, budova, výrobní zařízení nebo rozvodna v elektroenergetické síti mají své „palubní počítače“, tedy inteligentní řídicí jednotky, které produkují množství dat. Jakmile tato data dokážeme sdílet, kombinovat a využívat, nabízí se řada příležitostí ke snižování nákladů a zlepšení životního prostředí. Na současný stav a perspektivy v oblasti inteligentních řídicích jednotek jsme se zeptali Ing. Jaroslava Klabana, obchodního ředitele společnosti Teco a.s. Je to totiž česká firma, která se svými řídicími systémy začala u průmyslové automatizace a postupně expanduje do odvětví inteligentních budov, energetiky a dopravy.

Pane řediteli, mohl byste nám nejprve přehledně shrnout hlavní používané technologie pro řízení a komunikaci při automatizaci? Co mají společného a v čem se liší?

V automatizaci převládají tři hlavní směry. Prvním z nich je platforma PLC – Programmable Logic Controller pro tradiční průmysl, která vychází z automatizace automobilového průmyslu v 60. letech minulého století a je standardizována v IEC 61131. Dále je to platforma IPC – Industrial Personal Computer, která vznikla v 90. letech jako odnož postavená na raketovém růstu oboru IT, na růstu výkonu těch nejvýkonnějších procesorů pro kancelářské počítače, na diskových operačních systémech a na vyspělé grafice kancelářských displejů. Třetí platformou jsou „Embedded systémy“ v překladu „vestavěné“. Jsou založeny na dříve méně výkonných procesorech orientovaných na nízkou spotřebu a na integraci paměti komunikačních portů a vstupů/výstupů často na jednom čipu, někdy na malé desce s konektory pro přímé připojení čidel a akčních členů. Často jsou to jednodeskové systémy, které se do stroje nebo zařízení vejdou kamkoliv pod kryt.

Komunikace v automatizaci začala paralelními sběrnicemi uvnitř systémů v osmdesátých letech. V 90. letech vznikla pro integraci mezi systémy a vzdálenými periferiemi řada průmyslových sériových sběrnic většinově založených na asynchronních protokolech. (Poznámka redakce: Paralelní sběrnicí rozumíme desítky signálových vodičů dále členěných na skupiny řídicích, adresových a datových vodičů, zajišťujících přenos dat a řídicích povelů mezi dvěma a více elektronickými zařízeními na krátké vzdálenosti. Sériová sběrnice naproti tomu i na velké vzdálenosti přenáší všechna data, adresy a povely na jednom nebo více párech vodičů.) Po roce 2000 se dříve pro automatizaci nevhodný kancelářský Ethernet stal základem hned pro několik definic tzv. průmyslového Ethernetu. Ten je dnes považován za samozřejmé vybavení každého, i toho nejmenšího řídicího systému. V Německu vyhlášená čtvrtá průmyslová revoluce – Industrie 4.0, stojí a padá s komunikací po Ethernetu a především Internetu a webovými službami pro stroje. Pro automatizaci v domech vznikly specializované instalační sběrnice.

Komunikace mají společné to, že jsou určeny k přenášení dat. Liší se tím, že každá je určená pro jiné přenosové médium, pro jiný protokol, pro jiný objem datových toků. Každá má svůj standard. Buď mezinárodní, nebo firemní. Některé jsou skutečně otevřené, některé se tváří jako otevřené, ale de facto jsou uzavřené do exkluzivních placených aliancí nebo svázané certifikačními procesy k udržení vzájemné kompatibility. V poslední době se zdá, že důležitější než samotná technická podstata každého typu komunikace je její „business model“. Tedy kdo a za jakých podmínek ji může používat a kdo komu za co platí.

V současnosti všechny vzájemně koexistují díky převodníkům mezi jednotlivými standardy. To je také docela velký segment trhu a důvod existence mnoha slušně prosperujících firem. Některé systémy se snaží mít takové převodníky a protokoly integrované ve vlastní struktuře. Je to vlastně i jediný způsob jak se na konkrétním projektu vyrovnat s konkrétní sestavou zařízení od různých výrobců a s technickými požadavky na rychlost, charakter a objem přenášených dat.         

Jak vnímáte postupný proces automatizace v jednotlivých odvětvích a jeho sbližování?

Roste výpočetní výkon nasazovaných řídicích systémů, klesá jejich cena, přinejmenším na jednotku výkonu nebo kapacity paměti. Tudíž se nasazují tam, kde to bylo dříve nemyslitelné nebo neekonomické nebo to zkrátka nikoho nenapadlo. Každé odvětví má jiné nároky na množství vlastních řídicích algoritmů a na množství komunikací s okolím nebo na dálku. Nejvyšší podíl interních a sofistikovaných řídicích algoritmů bych hledal v řízení strojů především obráběcích, v letadlech, v energetice a v chemických procesech. Tedy tam, kde je automatizace doma již dávno, protože to bez ní nešlo už od začátku. Naopak nejméně algoritmizace bude v senzorech pro vznikající tzv. internet věcí, kde hlavní bude komunikace do cloudu, kde budou přenášená data dále zpracována. Ale i na takových jednoduchých senzorech poroste časem podíl předzpracování dat před jejich odesláním.

Směr a způsob sbližování všech odvětví a oborů dnes určuje internet doplněný o mobilní komunikace. Především svojí univerzálností, rychlostí, dostupností a penetrací do posledního geografického koutu zeměkoule. Právě propojením dříve oddělených strojů, senzorů, infrastruktur a serverových kapacit v cloudu vzniknou nové příležitosti a nové přidané hodnoty pro koncové uživatele.

Další nosný trend je zdánlivě opačný. Bude růst samostatnost i těch nejmenších zařízení díky integrované elektronice. Porostou totiž požadavky na schopnost fungovat i v případě, kdy síťové komunikace a rozvod energie přestanou na nějakou dobu fungovat. Pak je cílem přechod na ostrovní funkce, na soběstačné entity a menší celky s distribuovanými funkcemi zajišťující bezpečnost a základní životní funkce v lokalitě. Trendy rozvoje funkčnosti a automatizace zařízení v síti i bez sítě jsou nedílnými stranami téže mince.

Jaké postavení má mezi řídicími technologiemi Váš systém Foxtrot co do konstrukce, možnosti uplatnění a pronikání na trh?

Předchozími odpověďmi jsem si takříkajíc nahrál. Konstrukčně je to systém vycházející z průmyslové kategorie PLC (Programmable Logic Controller, český též programovatelný logický automat; pozn. red.). Je tedy modulární s širokou škálou periferních modulů pro přímé připojení všech typů senzorů a aktorů. Pro budovy má připravenu specializovanou dvouvodičovou instalační sběrnici i bezdrátovou síť. Je to volně programovatelný PLC na jakoukoliv automatizační úlohu. Je to PLC s vysokým a dále rostoucím výkonem, postavený na procesorech běžných v kategorii výše zmíněných embedded systémů. A má integrované prvky přicházející z IT a tedy od systémů založených na PC. Je to především integrovaný Ethernet port pro přístup na internet, souborový systém pro organizaci archivních i provozních dat a velkokapacitní paměť odpovídající klasickému hard disku. Je připraven samostatně řídit stroj nebo jakýkoliv jiný objekt. Více těchto Foxtortů lze zároveň propojit mezi sebou přes LAN, ale i přes internet do větších celků a sítí. Integrovaný Ethernet port lze také připojit do internetu jako server nebo jako klient. Má vlastní volně programovatelné webové stránky pro tvorbu technicky stručných servisních potřeb nebo s luxusní grafikou pro ovládání přes telefon v rukou paní domu nebo i jejího dítěte.

Na trh s touto koncepcí Foxtrot již pronikl v klasických strojích, v teplárenství do výměníkových stanic, do kotelen, do tepelných čerpadel či kotlů na tuhá paliva. Kromě toho se osvědčil v dopravě, například při řízení dálničního tunelu u Plzně nebo proměnných značek a informačních tabulí pro řidiče v Praze. Najdete ho na kamionech hasičů v největším evropském přístavu Rotterdam nebo i jinde v Nizozemí, v luxusních kamionech pro přepravu závodních koní. Najdete ho i trvale na moři v závodním katamaranu. Náš zákazník jej z Holandska programoval na dálku v loděnici v Jižní Africe a detaily ještě dolaďoval při první cestě katamaranu přes Atlantik. Taky na dálku. Prý 5000 mílí.

Foxtrot řídí dálniční tunel Valík u Plzně

V městské dopravě v Praze i na železnici v ČR se Foxtrot stará o připojení elektřiny do trolejí, v telekomunikacích o monitoring a správu základnových stanic drážního GSM-R. Ve vodárenství mu v Larnace a Nicosii na Kypru svěřili monitoring sítě a vodojemů. V podobné funkci si ho nasadili v Iránu na 110km potrubí s vodou. A v Havířově na čističku odpadních vod. V plynárenství na Slovensku se nasazuje na síť regulačních stanic. Najdete ho v Gruzii na Černém moři na překladišti ázerbajdžánské ropy z železnice na tankery.

Foxtrot řídí efektové osvětlení obchodního centra Chodov či ropný terminál v Poti (Gruzie)

Najdete ho na Karlštejně v zázemí klimatizace zlaté Kaple Sv. Kříže nebo v osvětlení památkově chráněného Obecního domu v Praze. Najdete ho v tisících rodinných nebo bytových domech buď pod značkou Foxtrot, nebo v některém z OEM provedení pod jinými značkami. Připravuje se otevření zámku v Ratměřicích zrekonstruovaném na hotel kompletně řízený několika Foxtroty. Po pěti letech provozu jsme ho našli v infrastruktuře zábavního parku Permonium v Oslavanech. Řídí tam interaktivní hru Magic Permon. Mám pokračovat?

Děkuji, je vidět, že Foxtrot je systém skutečně univerzální. Foxtrot tedy nabízí mimo jiné uplatnění u inteligentních budov, systémů smart grid, inteligentních dopravních systémů, ale také například u řízení stanic městské dopravy s napojením na jeho sdělovací a zabezpečovací zařízení. To vše jsou oblasti, které spadají do koncepce tzv. inteligentních měst – smart city. Umíte si představit, že se tyto systémy propojí? Jaké to nabízí městům příležitosti a jaká rizika?

Propojení všech subsystémů ve městě si dnes dovedu představit technicky. Horší je to organizačně, respektive legislativně. Dosud si automatizaci pořizoval jeden vlastník, jeden právní subjekt, který má vlastní cíle a investuje vlastní prostředky. Spojit systémy ve městě je o spojení cílů a prostředků více subjektů. A jak demokratické volby ukazují, nejdou všichni obyvatelé a jejich zastupitelé za stejnými cíli. Nadějí pro smart city je, že se naleznou takové funkce a takové výhody, které budou praktickým přínosem pro všechny obyvatele.  

Foxtrot řídí systém vzduchotechniky v administrativním centru Ramat Gan – Tel Aviv (Izrael)

Jaký směrem se podle Vás bude ubírat vývoj v řídicích technologiích pro automatizaci? Co jej požene kupředu a co jej bude omezovat?

Nevidím, co by mělo omezovat vývoj řídicích technologií. Dopředu je požene hledání nových trhů a nových obchodních příležitostí pro velké firmy, které potřebují stále růst a uspokojovat akcionáře.

Poradenské firmy si nechávají zaplatit za předpovědi trhů. Zaznamenaly, že přes internet se přirozeným vývojem začaly přenášet informace, které již nečtou jenom lidi, ale stroje, zařízení a jiné počítače. Objevují se na internetu automaticky snímané veličiny. Poradenské firmy tento trend zobecnily a přišly s odhady rostoucího trhu tzv. Internetu věcí – IoT. Jsme svědky vyhlášení umělé pobídky tzv. čtvrté průmyslové revoluce Industrie 4.0. Smart grid je vlastně také pobídka vzniklá z politického rozhodnutí upřednostnění energetiky obnovitelných zdrojů. Ty přinášejí spoustu nových technických problémů, které je třeba řešit. Smart city vnímám též jako název pobídky k hledání a využití smysluplného sjednocení většího množství dosud v městech samostatně instalovaných automatizovaných celků – dopravních, energetických, informačních.

Vývoj poženou dopředu i originální nápady nekonvenčně přemýšlejících inovátorů, kteří přijdou s aplikacemi nové senzoriky, nových přenosových médií a nových souvislostí. Vznikají nové aliance, platformy, komunikační standardy nové přenosové sítě.  

Jakou šanci na tomto procesu mají české firmy vedle nadnárodních gigantů?

Myslím, že stejnou jako firmy německé, francouzské či jiné. Jestli jste mínil slovem „české“ národnost, pak v národnosti dnes žádný hendikep nevidím. Jestli jste mínil slovem „české firmy“ malé firmy, pak ani ve velikosti problém nevidím. Menší a malé firmy mohou jít cestou flexibility vůči individuálním požadavkům a zakázkám s menším rozsahem. Giganti budou hledat velká, unifikovaná, opakovatelná a globální řešení. Obrovskou kouli celkového trhu budou zaplňovat svými velkými koulemi. Mezi nimi ale je ještě mnoho místa pro koule menší a ještě menší. Takže šance jak pro české firmy, tak i pro malé firmy jsou vždycky a za každých okolností. Je to hlavně o konkrétním produktu, službě, obchodním modelu, o technickém řešení a především o lidech. České lidi a jejich stopy najdete na nejvyšších vrcholech světa i v největších světových firmách. České firmy a jejich stopy najdete jak na nejvyšších budovách světa, tak kdekoliv po světě. Proč tedy ne v automatizaci. Šance jsou a budou. Stačí jediné: Nebát se a makat.   

Děkuji za rozhovor.

Jakub Slavík

Foto © TECO

Řídící systém NS905, který již od roku 1986  řídí zpívající fontánu v Mariánských Lázních, je pradědečkem dnes populárního systému Tecomat Foxtrot (foto © archiv redakce Proelektrotechniky.cz)

Přečtěte si také:

SmartHouse na moři = Gunboat + Foxtrot

7.1.2016 Jeden z desetitisíců již vyrobených systémů Tecomat Foxtrot se v roce 2013 stal základním vybavením katamaranu třídy Gunboat 66 pojmenovaným SLIM. Stalo se tak v loděnicích v Kapském Městě v Jižní Africe. Odtud pak přeplul přes Atlantik do Karibské oblasti a od té doby se pohybuje na východním pobřeží Spojených států. 

Tecomat Foxtrot řídí 15 konferenčních místností v hotelu Van Der Valk

17.4.2015 Od prosince 2014 je v provozu nový kongresový hotel řetězce Van Der Valk u města Veenendaalen v Holandsku. Holandský partner společnosti Teco a.s., firma B&R Design, zrealizoval zakázku, kde Foxtroty řídí a koordinují distribuci audia a videa do všech sálů, ovládají spouštění projektorů, pláten a velkoplošných obrazovek s rozlišením 4K, řídí stínění roletami i žaluziemi, ovládají osvětlení, větrání a samozřejmě i teplotu v každém sále podle potřeby. 

Další aplikace Foxtrot v inteligentní administrativní budově

8.4.2015 V březnu 2015, během veletrhu AMPER, byla naše redakce pozvána na prohlídku nové administrativní budovy brněnské firmy WOMBAT s.r.o., kde komplexní řízení technologií obstarává řídicí systém Tecomat Foxtrot od společnosti TECO a.s. Pojďme se tedy podívat, jak si Foxtrot poradil s řízením mnoha různých technologií v budově s 58 místnostmi a garážovou halou. 

Tecomat Foxtrot – „inteligentní dům“ jako chytrý uzel v síti Smart Grid

4.11.2014 V chytré síti SmartGrid se musí propojit chytré uzly. Zatím v pilotních projektech jsou osazovány chytré elektroměry realizující Smart Metering. Každých 15 minut změří spotřebu odběrního místa a průběh předají do „centra“. Naopak z centra elektroměr obdrží informaci kdy a jaký z předpokládaných čtyřech tarifů má nastavit na svých výstupech v následujícím období. 

Copyright © 2012 – 2025 Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services