Náskok díky technice

Heijunka – vyhlazená výroba bez extrémních zatížení
7.12.2010
Plánování výroby s pokročilým APS systémem ASPROVA
7.12.2010

Společnost AUDI AG klade velký důraz na úspory energie a ochranu životního prostředí. Proto za poslední roky dosáhla v továrně v Ingolstadtu výrazného snížení spotřeby energie na výrobu jednoho vozidla. K tomuto úspěchu podstatně přispěla technologie řízení procesů a výroby od společnosti B&R. Do roku 2020 chce společnost AUDI AG snížit emise CO2 ze své továrny a společnosti o 30 % oproti roku 1990. Proto je velmi důležitá energetická efektivita výrobních systémů a rozvodných sítí.

Již přibližně 20 let poskytují systémy řízení procesů (PCS) a programovatelné automaty (PLC) firmy B&R výrobcům prémiových automobilů podporu pro monitorování a řízení rozvodných sítí i pro optimalizaci zdrojů a snižování nákladů. Pomáhají jim tak dosáhnout ambiciózních cílů v oblasti životního prostředí.

Vedení společnosti v Ingolstadtu, kde je také největší továrna na vozy Audi, instalovalo první řídicí systémy B&R již v roce 1990. Nejprve byly použity jen pro větrací systémy, nyní však technologie B&R zajišťují spolehlivé řízení s otevřenou i uzavřenou smyčkou pro téměř všechny typy rozvodných sítí. Přibližně 1 400 systémů B&R zaručuje, že je do všech budov na více než dvou milionech metrů čtverečních závodu Audi zajištěn například přívod elektřiny, plynu, užitkové vody, pitné vody, větrání a klimatizace. „Rozvodné sítě představují složité systémy jako je například rozvod stlačeného vzduchu, chladicí a otopné systémy či oblastní otopné systémy. Mnohé z těchto systémů mají nepřímý vliv na výrobu“, dodává Anton Hagl, který je v Audi zodpovědný za rozvod elektřiny a ústřední technologii PLS.

„Mnohá technická opatření pro snížení potřebného množství energie vycházejí z optimalizace práce těchto systémů. Proto je třeba najít řešení umožňující implementaci principů přizpůsobeného řízení“, vysvětluje Siegfried Weitkunat. Spolu s kolegou Thomasem Pitzlem dohlíží na řídicí systémy budov obsluhující více než 160 000 datových bodů. Tento obtížný úkol je mnohem snazší díky využívání řídicího systému procesů APROL od firmy B&R, který v závodě Audi v Ingolstadtu pracuje od roku 1997.

Cíle úspor byly překročeny

Jádrem systému je ústřední server shromažďující všechny informace. Vizualizační aplikace pro všechny systémy jsou implementovány formou obslužných stanic B&R. Tyto přístroje zajišťují i zpracování upozornění a další zpracování dat. „Jednou z výhod tohoto řídicího systému je fakt, že máme přístup k nejméně 98 % rozvodných technologií z jediného systému a můžeme tedy zaznamenávat a analyzovat složité vztahy všech systémů. Kromě toho můžeme cíleně snižovat nároky na energie, například vypínat nepotřebná zařízení“, vysvětluje Siegfried Weitkunat.

Především u stlačeného vzduchu znamenalo zavedení přípravy stlačeného vzduchu podle potřeby významné energetické úspory. V tomto systému pomáhají technologie PCS a PLC firmy B&R. Společnost Audi si dala za cíl uspořit nasazením řídicí jednotky stlačeného vzduchu 12,5 % energie. Jednotka obsluhuje 25 kompresorů umístěných na ploše 20 km do 6barové a 12barové sítě s celkovým instalovaným objemem vzduchu 95 000 m³ a 24 000 m³. V rámci projektu APROL byl tento náročný úkol realizován pomocí samostatných řídicích jednotek pro každé z 10 středisek stlačeného vzduchu. Hlavní řídicí jednotka podle aktuálních tlaků a průtoků zjistí, které kompresory jsou potřeba, a podle definovaného profilu předá požadavky do příslušných středisek. Současně podle rozložení zatížení upraví tlaky pro odpovídající stanice a minimalizuje tak ztráty. Průběžné úpravy nastavených hodnot zajišťují optimální efektivitu práce turbokompresorů. Tento systém umožnil společnosti stanovaný cíl dokonce překročit. Chlazení podle potřeby Další oblastí, ve které se energetická efektivita závodu po zavedení řídicích technologií B&R výrazně zvýšila, je chlazení. Kromě vybudování nového energetického střediska pro chladicí systémy, které se za roky používání rozrostly, sjednotila společnost Audi stávající řídicí jednotky B&R různých generací do jednoho systému APROL. Chladicí jednotky o kombinované kapacitě přibližně 30 megawattů lze nyní díky speciální koncepci navržené společností Audi nasazovat podle potřeby. Vysokou dostupnost zaručuje několik vrstev redundance a další opatření. „Řídicí jednotky jsou extrémně spolehlivé. Zaměstnanci společnosti Audi, kteří s nimi pracují, to opakovaně potvrzují. K selhání procesoru nebo karty dochází velmi zřídka,“ říká Siegfried Weitkunat.

Důvěra ve spolehlivost řešení B&R je patrná i na dalším technicky náročném příkladě – modernizace teplárny zahrnující kotle, větrací systémy, rozvodná čerpadla a pomocné systémy.

Síť APROL integrovaná do sítě LAN

Veškerou řídicí a vizualizační technologii bylo možné integrovat do podnikové sítě LAN Audi. Přenos dat v síti nevyužívá statické IP adresy. Systém je založen na dynamicky přidělovaných adresách. Pro přizpůsobení různým požadavkům kancelářských a provozních automatizačních aplikací definovalo oddělení IT další hraniční podmínky. Systémy si přes podnikovou síť LAN dokonce vyměňují informace. “Architektura byla vybrána tak, aby při potížích se sítí nebo nutné údržbě informačních technologií mohl každý systém pracovat autonomně,“ dodává Anton Hagl. Tak je zajištěna požadovaná dostupnost systému. Počet rozhraní a nutných síťových mechanismů (a související náklady na energie) jsou minimalizovány, protože není nutné budovat samostatnou síť PCS.

Systematické snižování spotřeby energie a související pokles emisí CO2 jsou i nadále důležitými prvky aktivit společnosti Audi na poli ochrany životního prostředí. Společnost AUDI AG tak přispívá k trvale udržitelnému rozvoji a k ochraně životního prostředí. Výrobce automobilů podporuje efektivní systém řízení procesů umožňující dosažení optimalizačního potenciálu a pružné reagování na nové požadavky. „Skvělá podpora společnosti B&R je velmi cenná. Našeho zástupce zastihnete téměř kdykoli, a případné problémy tedy lze vyřešit velmi rychle,“ říká Siegfried Weitkunat na závěr.