Pro konkrétnější představu můžeme uvést příklady, které v reálné praxi již delší dobu fungují a plní to, co se od IoT očekává.

Sledování práce s nástroji

Pneumatické nástroje, např. brusky, fungují na principu stlačeného vzduchu. K chodu nepotřebují žádnou elektřinu, protože pohon je zajištěn stlačeným vzduchem. Jak bychom tedy mohli očekávat od takového nástroje nějakou „chytrost“, začlenění do IoT? Nicméně v dnešní době nejsou výjimkou řešení postavená na tzv. „energy harvestingu“, kdy je možné díky prakticky jakékoli pohybové energii získat dostatečné množství elektrické energie, aby to stačilo na bezdrátovou komunikaci, která je vhodná pro přenos stavových informací o daném nástroji. Z nástrojů je pak možno průběžně získávat informace o tom, jak dlouho se s nimi pracovalo, jaké množství stlačeného vzduchu se využilo, zda komponenty uvnitř brusky – např. ložiska – nepotřebují výměnu atd. Z aplikace, která se pro monitoring zařízení používá, je vidět, jak který pracovník s daným nástrojem pracuje, jak si vede ve srovnání s kolegy a zda by nebyla vhodná nějaká úprava jeho zvyklostí. Díky schopnosti předvídat problémy na základě dlouhodobého sledování je možno naplánovat pravidelnou údržbu a ušetřit tak desetitisíce za zničení celého nástroje.

Uvedené řešení sestává z pneumatického nástroje vybaveného generátorem elektrické energie. Tato je generována s využitím elektromagnetické indukce díky rotaci magnetu v okolí cívky. Díky získané elektrické energii je možno pomocí bezdrátové technologie IQRF přenést informace do centrální aplikace. V aplikaci je k dispozici online dashboard, ve kterém jsou vidět informace o nástrojích, hodnoty všech sledovaných parametrů, včetně historie použití a stavu, dále informace o pracovnících a jejich způsobu práce, a to včetně možností srovnání.

Zdroj: www.deprag.cz

Sledování pohybu vysokozdvižných vozíků

Jiným případem využití IoT v průmyslu je sledování pohybu vysokozdvižných vozíků ve výrobních halách. Monitoring je možný díky lokátorům umístěných ve vozících a čtečkám ve výrobní hale, se kterými vozíky bezdrátově komunikují, případně díky GPS lokaci v případě, že vozíky opouštějí uzavřené prostory. Informace o trasách jednotlivých vozíků se pak přenášejí do centrální aplikace. Lze tak lépe analyzovat efektivitu jednotlivých cest a tyto pak optimalizovat. Protože lokalizovat lze kromě vozíků i osoby, které mají své lokátory umístěné v helmách, lze také zabránit nežádoucím kolizím osob s vozíky. Je tak chráněno zdraví i život pracovníků. U osob lze navíc zjišťovat, zda například neupadly nebo zda nedošlo k úderu do hlavy. V případě kolize se vyhlašuje alarm, a to jak přes centrální aplikaci pomocí e-mailu či SMS řídícímu pracovníkovi, tak i lokálně v okolí daného problému. V okolí pracovníka, u kterého došlo k úrazu, což bylo díky senzorům v helmě zjištěno, se zvýší intenzita osvětlení okolních světel, čímž je i ostatním spolupracovníkům oznamováno, že zde zřejmě došlo k problému.

Systém je složen z následujících prvků: LOKÁTOR/MODUL – zabudovaný v bezpečnostní helmě, aktivní s vlastním napájením, řízený procesorem a osazený potřebnými senzory
READER – optimalizované čtecí zařízení pro bezdrátovou komunikaci s lokátorem/modulem a bránou
GATEWAY – brána sloužící pro obousměrný převod dat ze sítě Ethernet do sítě IQRF
SOFTWARE – řídící část celého systému včetně grafického uživatelského rozhraní
Zdroj. www.aledo.cz

Efektivní vytápění výrobních hal

Výrobní haly často trpí špatným rozložením teplot díky svému systému vytápění a rozměru budovy. Díky nástrojům IoT je možno snadným způsobem zanalyzovat situaci a navrhnout řešení. Jako příklad bychom mohli uvést výrobní halu na Slovensku (Šala, společnost IN VEST). Nejen zde se díky IoT dociluje významných úspor. Ve výrobních halách se nejprve provádí analýza situace za pomoci bezdrátových čidel rozmístěných v nejrůznějších částech haly bez nutnosti instalace mnoha kilometrů kabeláže. Následuje několikatýdenní sběr údajů do centrální aplikace, kde se tyto vyhodnotí a navrhne se optimální řešení pro úsporu nákladů na vytápění. To sestává jak z kvalifikované studie, tak i ze samotného řešení, které obsahuje dálkově ovládaná topná tělesa napojená na centrální aplikaci. Lze tak vzdáleně sledovat i řídit vytápění v hale. Firma, která dané řešení poskytuje, dokáže na základě své analýzy a navrženého řešení garantovat návratnost investice díky úspoře ve vytápění. Ta byla v tomto konkrétním případě 2,5 roku.

Řešení pro detekci parametrů ovzduší a ovládání topných těles sestává ze dvou částí, které spolu vzájemně spolupracují. Je to ovládací deska MAG CB připojitelná k topným tělesům, světlům, čerpadlům či servo motorům. Obsahuje dle potřeby 3-4 relé (5A-10A / 230 VAC), 1-2 digitální vstupy, případně další součásti. Druhou částí je MAG ME senzorická deska připravená pro připojení k nejrůznějším typům senzorů jako teplotní, vlhkostní čidla či detektory plynů, tlaku, osvětlení.
Zdroj: www.austyn.sk

Rozmrazování a temperování vagónů s uhlím

Přejděme od výrobních hal k tepelné elektrárně. Chytrý monitoring a řízení, což je jedním z úkolů IoT, zajišťuje správnou přípravu paliva. Abychom byli konkrétní, ukažme příklad z praxe. Na Slovensku v tepelné elektrárně ENO Nováky ještě před několika lety využívali pro rozmrazování uhlí horký vzduch, který vháněli do k tomu určených rozmrazovacích tunelů. Uhlí se používá pro výrobu tepla a elektřiny v oblasti města Prievidza. Rozmrazování je nutné zejména v zimním období, kdy je do elektrárny přiváženo uhlí, které během přepravy ve vagonech zmrzlo. Často je v přepravovaném uhlí také kondenzovaná pára či voda, která se hromadí ve spodních částech vagonů a tak je potřeba kvalitnějšího rozmrazování právě v těchto spodních částech. Protože daný systém byl jednak na konci své životnosti a jednak nevykazoval velkou efektivitu, bylo přistoupeno k inovativnímu řešení, které v sobě má i IoT prvky. V rozmrazovacích tunelech byly instalovány infračervené zářiče podél vagónů i pod nimi, snímá se teplota přijíždějících vagonů i ovzduší, tyto hodnoty se přenášejí do řídící aplikace a na základě vstupních dat dochází k optimálnímu řízení rozmrazování.

Rozmrazovací systém sestává z 450 infračervených zářičů s výkonem 3,6 KW a 108 zářičů s výkonem 1,2 kW. Zářiče jsou ovládány automatickým RS AGS systémem, který řídí rozmrazování na základě vstupních hodnot získávaných čidly z vagónů a venkovního prostředí. Pro každou soupravu je spočítána doba rozmrazování. Po rozmrazení jsou vagony umístěny do temperovaných tunelů, kde jsou ze stran vyhřívány 36 zářiči o výkonu 3,6 kW a příkonu 129 kW. Systém má ochranné prvky zajišťující bezpečný provoz a hlášení v případě poruchy některého ze zářičů. Data jsou přenášena do řídící aplikace bezdrátově pomocí technologie IQRF.
Zdroj: www.austyn.sk

Řízení náklonu a rychlosti otáčení lopatek chladící turbíny

Zůstaňme chvíli ještě u elektráren. Konkrétně přejděme k jaderné elektrárně Jaworzno III v Polsku. Úkolem bylo vyvinout spolehlivý bezdrátový systém pro řízení průtoku vodními turbínami, které jsou využívány pro řízené chlazení reaktoru. Nespolehlivost kabelové infrastruktury vedla k rozhodnutí realizovat přenos bezdrátově. Informace o náklonu a rychlosti otáčení lopatek v turbíně jsou přenášeny do centrálního systému, kde jsou vyhodnocovány. Systém je tak schopen přizpůsobit průtok čerpadlem v závislosti na potřebě chlazení reaktoru.

Systém SIG-BPS-01 umožňuje nepřetržitou kontrolu rotace lopatek turbíny lokálně i vzdáleně z kontrolní místnosti. Informace o náklonu lopatek a rychlosti otáčení jsou odesílány bezdrátově pomocí technologie IQRF. Do rotoru byly integrovány 2 bezdrátové moduly IQRF pro vyšší spolehlivost. Každý modul odesílá data dvakrát dvěma různými kanály.
Zdroj: www.iqrf.com

Budoucnost IoT

Dá se očekávat, že podobných případů i v dalších průmyslových odvětvích bude přibývat, budou vytvářeny nové monitorovací a řídící aplikace obsahující díky nejrůznějším senzorům více konkrétních vstupních dat, na jejichž základě bude možno jednat efektivněji a lépe předvídat budoucí stav.

Aby se z jednotlivých případů stal trend, musí uběhnout určitý čas, daná řešení musí vejít ve známost a oblibu. V tuto chvíli je evidentní změna v myšlení mnoha manažerů nejrůznějších provozů, jejichž cílem je jak ušetření výrobních nákladů často spojených se vstupními energiemi či monitoringem stavu pracovních nástrojů, tak i zlepšení pracovního prostředí zaměstnanců, což ve výsledku vede k lepším pracovním výsledkům. K tomu jsou nově využívány nástroje z oblasti internetu věcí.

www.iqrf.org/summit2018