200 millió liter évente – Egy korszerű ásványvízüzem hátterében összetett technológiai és irányítástechnikai rendszer dolgozik. A távol fekvő kutaktól kezdve a víz üzembe juttatásán és mérésén át egészen az üzemi folyamatok felügyeletéig számos berendezés összehangolt működésére van szükség.

Egy ilyen rendszer korszerűsítését végezte el a veszprémi Controlsoft Kft. a Hargita Gyöngye Ásványvízgyártó vállalat számára. A projekt jelentőségét mutatja, hogy az üzem éves palackozási kapacitása mintegy 200 millió liter. A beruházás egyúttal a Controlsoft Kft. romániai leányvállalatának egyik első fontos térségbeli referenciája lett. A részletekről Dr. Berzsenyi Miklóst, a vállalat ügyvezetőjét kérdeztük.

A kézi üzemeltetéstől az automatizált felügyeletig

MM: Hogyan került kapcsolatba a cégük a Hargita Gyöngyével, és mi volt a beruházás célja?

B.M.: Mintegy öt évvel ezelőtt hoztuk létre romániai leányvállalatunkat, amelynek ma már Csíkszeredában működő telephelye van irodákkal és üzemcsarnokkal. A Csíki-medence egyik jellegzetessége, hogy a környező hegyvidéken nagyon sok ásványvíz minőségű forrás található és több jelentős ásványvízgyártó vállalat működik a térségben, köztük a Hargita Gyöngye.

Számunkra műszaki szempontból nem volt ismeretlen ez a terület. Az elmúlt három és fél évtizedben nagyon sok ivóvíz- és szennyvíz-technológiai folyamatirányító rendszert építettünk ki, így kutakkal, tározókkal, nyomásfokozókkal régóta dolgozunk. A kapcsolatfelvételt több helyszíni egyeztetés követte, majd közösen kialakítottuk a műszaki koncepciót. A Hargita Gyöngyénél korábban részben manuálisan működtették a távoli berendezéseket. A telephelytől akár 5–10–15 kilométerre is találhatók kutak, amelyeket hagyományos módon, helyben kellett indítani, leállítani és kezelni. Miközben maga a palackozó gépsor már modern, automatizált technológia volt – ezt nem mi szállítottuk –, a vízellátás egyes elemeinek korszerűsítésére volt szükség. A projekt keretében ezért teljes villamos és irányítástechnikai rekonstrukciót végeztünk a kutaknál és az ásványvíz üzembe érkezéséhez kapcsolódó technológiai pontokon.

Modern technológia és központi folyamatirányítás

MM: Milyen megoldásokat alkalmaztak?

B.M.: A rendszerben Siemens PLC-ket, valamint Siemens gyártmányú mennyiségmérőket és nyomásmérési megoldásokat alkalmaztunk. Más gyártók műszerei is bekerültek a rendszerbe, például a kutak vízszintjének mérésére. A különböző helyszínekről érkező információkat egy központi diszpécserrendszerbe továbbítjuk, ahol saját fejlesztésű webSCADA folyamatirányító rendszerünk jeleníti meg és kezeli az adatokat. Ez biztosítja az automatikus üzemmenetet, emellett adatokat gyűjt többek között az üzemórákról, a vízmennyiségekről és a meghibásodásokról, amelyek alapján üzemi riportok is készíthetők.

MM: Miért a Siemens rendszereire esett a választás?

B.M.: Körülbelül három és fél évtizede vagyunk Siemens-partnerek Magyarországon. Évtizedek óta használjuk a berendezéseiket, és már több ezer Siemens-eszközt telepítettünk. A választás mögött tehát hosszú távú tapasztalat állt. Elégedettek vagyunk a berendezésekkel, jó műszaki színvonalat képviselnek és megbízhatóak. Néha viccesen azt is mondjuk, hogy talán túlságosan jók: vannak olyan általunk telepített Siemens-berendezések, amelyek már 25 éve működnek. A Siemensszel való kapcsolatunk egészen a kilencvenes évek elejéig nyúlik vissza.

Három hónap alatt kulcsrakészen

MM: Mi jelentette a projekt legnagyobb kihívását, és mennyi időt vett igénybe a megvalósítás?

B.M.: Magyarországon sok hasonló projektet valósítottunk már meg, ezért maga a technológia számunkra ismert volt. A romániai leányvállalatunk azonban akkor még induló vállalkozásnak számított, ezért helyben a megfelelő személyzeti és szervezeti hátteret is fel kellett építenünk. Ez volt az egyik első olyan esetünk, amikor egy másik országban saját bázissal, saját munkatársakkal és saját szervezeti struktúrával dolgoztunk.

Az előkészítés három-öt hónapot vett igénybe: ebbe beletartoztak az egyeztetések, a műszaki koncepció kialakítása és az ajánlatadás. Ezután körülbelül egy hónap volt az anyagbeszerzés, egy hónap a gyártás, és összességében mintegy három hónap alatt kulcsrakészen elkészült a projekt. Vagyis az előkészítési idő hosszabb volt, mint maga a megvalósítás. Az átadás részeként teljes körű oktatást is biztosítottunk. Egy új technológiával szemben eleinte természetes az idegenkedés, de amikor az üzemeltetők látták, hogy az automatizálás könnyebbé teszi a munkájukat, növeli az üzembiztonságot, valamint csökkenti a meghibásodások számát és a kiesési időt, gyorsan elfogadták az új rendszert.

Üzembiztonság és hatékonyabb működés

MM: Mit tekint a Hargita Gyöngye beruházás legfontosabb eredményének?

B.M.: Hiszek abban, hogy az automatizálás szinte bármely vállalat életét könnyebbé tudja tenni. Növeli az üzembiztonságot, és csökkentheti az üzemeltetési költségeket, legyen szó például villamosenergia-, víz- vagy akár vegyszerfelhasználásról. Egyre fontosabb szempont a munkaerőhiány is. Ha bizonyos folyamatokat automatizálni lehet, azzal csökkenthető az élőmunkaigény, miközben kiszámíthatóbbá válik az üzemeltetés.

Számunkra pedig ez a beruházás az egyik első fontos bemutatkozást jelentette a térségben. Innen tovább tudunk lépni: a mesterséges intelligencia, az adatbányászat és más új fejlesztések a jövőben további lehetőségeket kínálnak az ásványvíziparban és a közüzemi szektorban egyaránt.

„Az ásványvízgyártó számára az automatizálással egy biztonságosabb, könnyebben felügyelhető, korszerű rendszer jött létre, aminek a cég jövőjében különösen nagy jelentősége van.”

– Dr. Berzsenyi Miklós, a Controlsoft Kft. ügyvezetője.

Több mint három évtized az automatizálásban

MM: Bemutatná röviden a Controlsoft Kft.-t?

B.M.:  A céget 1991-ben alapította édesapám néhány korábbi kollégájával. A Veszprém megyei vízműnél dolgoztak, és amikor egy profiltisztítás során megszűnt a részlegük, úgy gondolták, hogy az ott felhalmozott tudást érdemes továbbvinni. Az első időszakban főként ivóvíz- és szennyvízprojektekkel foglalkoztunk. Az irányítástechnika mellett később megjelent a komplett villamos kivitelezés is: ma a transzformátortól a kábelezésen és az elosztószekrényeken át egészen a műszerezésig teljes rendszereket tudunk megvalósítani. Mindig fontos volt számunkra a saját szoftverfejlesztés és a kutatás-fejlesztés is. A járműiparban többek között a Mercedes kecskeméti és brémai üzemeiben végeztünk munkát. Magyarország mellett eddig 13 országban dolgoztunk, jelenleg pedig az egyik legfontosabb külföldi irány számunkra a romániai piac.

www.controlsoft.hu, www.siemens.hu

További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

Az LG Electronics (LG), a telematika területén világszerte piacvezető vállalat[1] megkezdte következő generációs, 5G Release 16 (R16)-alapú intelligens telematikai megoldásának tömeggyártását. A megoldás egy kommunikációs modult és akár 12 antennát integrál egyetlen egységbe.

Az LG már megkezdte a szállításokat egy prémium európai autógyártó számára, így a technológia most először jelenik meg Európában sorozatgyártású járműben.

Válasz a járművek egyre összetettebb kapcsolódási igényeire

A hagyományos járműkommunikációs rendszerek jellemzően különálló fizikai komponensekre épülnek: egy telematikai vezérlőegységre és egy, a jármű külső részére szerelt cápauszony-antennára. A járművek kapcsolódási funkcióinak folyamatos bővülésével egyre több antenna szükséges a különböző kommunikációs technológiák – többek között a többfrekvenciás globális helymeghatározó műholdrendszerek (Global Navigation Satellite Systems, GNSS), az ötödik generációs mobilkommunikáció (5G), a Wi-Fi és a V2X – támogatásához.

Ez komoly kihívást jelent az autógyártóknak, elsősorban a külső antennák számára rendelkezésre álló korlátozott hely miatt. Az 5G-kommunikáció megfelelő teljesítményéhez például több antennára van szükség, egy szabványos cápauszony-antenna esetében azonban csak korlátozott számú antenna helyezhető el. Emiatt az autógyártók gyakran kénytelenek további antennákat elhelyezni a jármű különböző pontjain, ami növeli a rádiófrekvenciás (RF) kábelezés mennyiségét, a vezetékezés összetettségét, a jármű tömegét és az összköltséget.

Ezek a szerkezeti korlátok különösen jelentősek az elektromos járműveknél, ahol a tömeg közvetlenül befolyásolja a hatótávolságot, az összetett kábelezési architektúra pedig jelentős hatással lehet a gyártás hatékonyságára és a költség-versenyképességre.

A telematika továbbfejlesztése integrált hardverrel és szoftverrel

Az LG intelligens telematikai megoldása a kommunikációs modult és több antennát egyetlen egységben integrálva kezeli ezeket a kihívásokat. Az 5G R16 kommunikációs technológiára épülő megoldás optimalizált belső architektúrája akár 12 antenna elhelyezésére is alkalmas. A nagyobb kapacitás révén csökkenthető a külső antennák használata és az RF-kábelezés mennyisége. Mindeközben a megoldás erős kapcsolódási teljesítményt biztosít a járművek számára, és hozzájárul a szerkezeti hatékonyság javításához is.

Annak érdekében, hogy ezek az előnyök a járműkonfigurációk széles körében kihasználhatók legyenek, a megoldás moduláris architektúrát alkalmaz, amelyet különféle OEM (Original Equipment Manufacturer, eredeti berendezésgyártó) követelményeknek megfelelően terveztek. A konfigurációs igényektől függően a telematikai és az antennapanelek egyesíthetők vagy különválaszthatók – így a megoldás nemcsak új járműmodellekben, hanem meglévő járműplatformokon is rugalmasan alkalmazható.

A megoldás emellett egy skálázható szoftverplatformot is tartalmaz, amelyet különféle járműmodellekben történő alkalmazásra terveztek. Az LG saját fejlesztésű ATP-jére épülő rendszer – amelyet a vállalat több mint egy évtizede fejleszt és finomít – a támogatott alkalmazásokban ugyanazt az alapszoftvert használja, és csupán a chipkészlet-specifikus interfészekhez szükségesek módosítások.

Ez a felépítés növeli a szoftverek újrafelhasználhatóságát, javítja a fejlesztési hatékonyságot, valamint erősíti a stabilitást és a kompatibilitást a különböző globális kommunikációs környezetekben. Az LG megoldását úgy tervezték, hogy többféle kommunikációs chipkészletet támogasson, ezzel csökkentve az egyes alkatrészektől való függőséget és mérsékelve az ellátási lánc kockázatait.

Megbízható kapcsolódás szélsőséges körülmények között is

Az LG intelligens telematikai megoldását úgy tervezték, hogy a járművek magas hőmérsékletű, nagy igénybevételt jelentő környezetében is megbízhatóan működjön. Valós járművekkel végzett tesztek igazolták, hogy a megoldás szélsőséges körülmények között is stabil adatátvitelt és -vételt képes fenntartani, tovább növelve a járműfedélzeti kommunikációs rendszerek megbízhatóságát.

Több évtizedes tapasztalat az antennaintegráció területén

Az ilyen szintű kommunikációs teljesítmény és megbízhatóság eléréséhez önmagukban nem elegendők a fejlett komponensspecifikációk: kulcsszerepet játszik a mechanikai kialakítás, a belső szerkezet és a fémalkatrészek elhelyezése is, amelyek jelentősen befolyásolhatják a hőelvezetési teljesítményt. Az LG a mobilkommunikáció területén több évtizednyi innováció során felhalmozott, integrált hardveres, mechanikai és antennatervezési szakértelmére támaszkodva versenyelőnyt épített ki a járműipari kommunikációs rendszerek területén.

Alapvető kommunikációs infrastruktúra az SDV-korszak számára

Az LG intelligens telematikai megoldása túlmutat a komponensszintű innováción: a járművek kommunikációs architektúráját az elosztott antennarendszerről egy integrált kommunikációs platform irányába mozdítja el. Az LG célja, hogy megoldását a szoftveralapú járművek (Software-Defined Vehicle, SDV) korszakának alapvető infrastruktúrájává tegye, támogatva a vezeték nélküli (OTA) frissítéseket, a V2X-kommunikációt és az autonóm vezetéshez szükséges adatátvitelt.

A járművek kapcsolódási képességeinek további fejlődésével az integrált telematikai megoldások várhatóan egyre fontosabb szerepet töltenek majd be a jövő járműarchitektúráiban.

„Intelligens telematikai megoldásunk túlmutat a hardverintegráción: a járműkommunikáció alapvető architektúráját gondolja újra”

– mondta Eun Seok-hyun, az LG járműipari megoldások üzletágának (Vehicle Solution Company) elnöke.

„A kommunikációs technológiák és a szoftverfejlesztés terén felhalmozott szakértelmére építve az LG továbbra is az SDV-korszak igényeire optimalizált, integrált telematikai megoldásokat kínál majd.”

További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

A Formula Student versenysorozatban nem elegendő egy gyors versenyautót megtervezni.

A hallgatói csapatoknak olyan komplex mérnöki rendszert kell létrehozniuk, amelyben a teljesítmény, a tömeg, a megbízhatóság, a gyárthatóság és a fejlesztésre rendelkezésre álló idő egyszerre jelent tervezési szempontot. Ebben a környezetben az additív gyártás, vagyis az ipari 3D nyomtatás nem egyszerűen prototípusgyártási eszköz, hanem a fejlesztési folyamat szerves része.

A VARINEX és a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem együttműködésének egyik fontos területe éppen ennek a technológiai háttérnek a biztosítása. A vállalat évek óta ipari 3D nyomtatással készült alkatrészekkel támogatja a Formula Student versenysorozatban induló BME Formula Racing Team munkáját, valamint más BME-s hallgatói versenycsapatokat is.

A fejlesztési sebesség is versenytényező

Egy Formula Student versenyautó fejlesztése során számos konstrukciós döntést kell rövid idő alatt meghozni. Egy alkatrész első változata ritkán tekinthető véglegesnek: a geometria, a beépíthetőség, a tömeg vagy éppen az aerodinamikai és mechanikai tulajdonságok miatt gyakran több iterációra van szükség.

A hagyományos gyártási eljárások esetében minden módosítás újabb megmunkálási lépéseket, szerszámokat vagy hosszabb gyártási időt jelenthet. Az additív gyártás ezzel szemben lehetővé teszi, hogy a digitális modell módosítását gyorsan kövesse egy új fizikai alkatrész elkészítése.

Ez különösen értékes a versenyautó-fejlesztésben, ahol a rövid iterációs ciklus közvetlenül növeli a mérnökcsapat rendelkezésére álló tesztelési lehetőségeket. A VARINEX támogatásával a csapat rövid idő alatt készíthet prototípusokat és funkcionális alkatrészeket, így a konstrukciós ötletek gyorsabban ellenőrizhetők és továbbfejleszthetők.

Szabadabb geometria, kisebb tömeg

Az ipari 3D nyomtatás egyik legfontosabb mérnöki előnye a geometriai szabadság. Additív technológiával olyan összetett formák, belső struktúrák és optimalizált geometriák is létrehozhatók, amelyek hagyományos forgácsolással nehezen, több alkatrészből vagy jelentős anyagveszteséggel lennének gyárthatók.

A Formula Student esetében ennek különös jelentősége van. A jármű tömegének csökkentése alapvető fejlesztési cél, ugyanakkor az alkatrészeknek továbbra is teljesíteniük kell a merevségi, szilárdsági és biztonsági követelményeket.

Az additív gyártás ezért jól kapcsolható például topológiai vagy generatív tervezési módszerekhez. Ahelyett, hogy a mérnök egy hagyományos gyártási eljárás korlátaihoz igazítaná az alkatrész formáját, a konstrukció egyre inkább a terhelési viszonyokhoz optimalizálható.

Ennek lehetőségeit jól mutatja egy korábbi BME-fejlesztés is: generatív tervezés és fém 3D nyomtatás alkalmazásával futóműalkatrészeknél közel 40 százalékos tömegcsökkentést értek el, miközben az alkatrészek merevsége és teherbírása is javult.

A prototípustól a funkcionális alkatrészig

A korszerű ipari 3D nyomtatás szerepe ma már messze túlmutat a szemléltető modellek készítésén. A megfelelő technológia és alapanyag kiválasztásával funkcionális, valós terhelési környezetben használható alkatrészek is előállíthatók.

Egy versenyautó fejlesztésében az additív gyártás több ponton is beépülhet a mérnöki folyamatba:

• koncepcióellenőrzésnél, amikor gyorsan szükség van egy fizikai modellre;
• beépítési próbáknál, ahol az alkatrészek illeszkedését és hozzáférhetőségét kell ellenőrizni;
• funkcionális prototípusoknál, amelyekkel már valós működési körülmények vizsgálhatók;
• kis darabszámú egyedi alkatrészeknél, ahol hagyományos szerszámozás gazdaságtalan lenne;
• geometriailag optimalizált szerkezeteknél, amelyeknél a kis tömeg és a megfelelő mechanikai teljesítmény egyszerre követelmény.

A technológia valódi előnye tehát nem önmagában a gyors gyártás, hanem az, hogy lerövidíti a tervezés–gyártás–tesztelés–visszacsatolás teljes ciklusát.

Ipari technológia már az egyetemi évek alatt

A BME Formula Racing Team és a VARINEX együttműködésének másik fontos eredménye az oktatás és az ipari gyakorlat közötti kapcsolat erősítése.

A hallgatók nem kizárólag elméleti szinten találkoznak az additív gyártással. Saját konstrukcióikon keresztül tapasztalhatják meg, hogyan kell egy alkatrészt additív gyártásra tervezni, milyen szempontok határozzák meg a technológia és az alapanyag kiválasztását, illetve hogyan illeszthető a 3D nyomtatás egy komplex mérnöki fejlesztési folyamatba.

Ez a tapasztalat túlmutat magán a versenyautón. Az additív gyártás egyre több iparágban jelenik meg a termékfejlesztéstől és prototípusgyártástól egészen a végfelhasználásra szánt alkatrészek előállításáig. A Formula Student projekt így olyan gyakorlati mérnöki környezetet teremt, amelyben a hallgatók már tanulmányaik során ipari szemléletet és közvetlen technológiai tapasztalatot szerezhetnek.

A VARINEX számára ezért a felsőoktatással kialakított együttműködés nem pusztán egy versenycsapat támogatását jelenti. A vállalat célja, hogy a korszerű additív gyártási technológiák az ipari szereplők mellett a jövő mérnökei számára is hozzáférhetők legyenek.

Az additív gyártás mint mérnöki eszköz

A Formula Student különösen jól szemlélteti, hogyan változott meg a 3D nyomtatás szerepe az elmúlt években. A technológia már nem csupán arra szolgál, hogy gyorsan elkészüljön egy prototípus. Megfelelő mérnöki tervezéssel a teljes fejlesztési folyamat hatékonyabbá válhat: rövidebb iterációs ciklusok, nagyobb geometriai szabadság és tömegoptimalizált konstrukciók érhetők el.

A BME Formula Racing Team fejlesztéseinek támogatása egyben azt is megmutatja, milyen eredményeket hozhat az ipar és a felsőoktatás közötti technológiai együttműködés. A hallgatók valódi mérnöki problémákon dolgozhatnak korszerű gyártási megoldásokkal, miközben az ipar olyan szakemberek képzéséhez járul hozzá, akik már pályakezdőként gyakorlati tapasztalattal rendelkeznek a digitális és additív gyártás területén.

A versenypályán minden gramm és minden fejlesztési nap számít. Az ipari 3D nyomtatás pedig éppen ott kínál előnyt, ahol a Formula Student mérnökeinek a legnagyobb szükségük van rá: gyorsabb fejlesztést, nagyobb tervezési szabadságot és optimalizált alkatrészek létrehozásának lehetőségét biztosítja.

www.varinex.hu

További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!