0 M Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo k-r- ml €PL POCLAIM HYDRAULICS ^>Poclain Driving Values tor the Future NORGREN SICK Spnsnr Intplli^pnrp Želite imeti občutelc varnosti? Želite neprel|E MPi Tilhb 1 iinoianK IMZfhta Vl-K »».a tJftu ta.-H BÜ.K J2TJ5 lÄlfl iM.il 113A1 iDW14Ml a a) Pressure Conloui 1 rr ssoos-tod/ i.1446-1007 £7B3M007 11324+007 1.7200100/ 1.3648+007 1.009e+007 65278+006 2.eeB>+ooe ® -fi.atiotOOE |Pa| b b) Slika 8. a) Analiza končnih elementov (MKE-analiza) na gredi rotatorja in b) simulacija padcev tlaka (CFD-analiza) skozi rotator pomeni spreminjanje sil in momentov, delujočih na mehansko konstrukcijo, torej utripne ali celo izmenične obremenitve le-te. Največji porast tlaka ob prehodnih pojavih dobimo pri hidravličnem udaru. Ta se pojavi pri hitrem, izrazito pri trenutnem odprtju dovoda oz. trenutni prekinitvi dovajanja hidravlične kapljevine porabniku, ki je obremenjen z zunanjo silo oz. momentom. Najvišji tlak ob udaru nastane, če strujanje toka kapljevine v trenutku zaustavimo, kar seveda praktično ni mogoče. Vendar, ko imamo v praksi sorazmerno dolge cevne vode in ventile z zelo kratkimi časi zapiranja, reda velikosti nekaj ti-sočink sekunde, se lahko šteje hitra zaustavitev toka kapljevine kot trenutna zaustavitev. Toda pri hidravličnih napravah in hidravličnih pogonih pogosto ne zaustavljamo samo toka kapljevine, pač pa tudi translatorno gibajoče ali rotirajoče mase. Njihov vpliv na velikost porasta tlaka pri hidravličnem udaru je pogosto mnogo večji kot vpliv zaustavitve samo toka kapljevine. Zaradi trenutnega dovoda ali trenutne prekinitve pretoka pride do stisnitve hidravlične kapljevine v cevi med prekinitvenim hidravličnim ventilom in hidravličnim porabnikom. Ujeti del kapljevine zaradi svoje vztrajnosti potuje naprej proti porabniku z zvočno hitrostjo (udarni val) in se stiska. Ko se kapljevina stisne, se val odbije nazaj in potuje proti tedaj že zaprtemu potnemu ventilu. Sočasno (vendar precej počasneje) pa dodatno še masa stiska hidravlično kapljevino (vztrajnostne masne sile). V času največje stisnitve kapljevine zaradi zunanje obremenitve pride do večkratnega potovanja »vala hidravlične kapljevine«. Na porast tlaka pri hidravličnem udaru vplivajo tri različne vrste odpornosti: to so odpornost proti pospeševanju (H), odpornost proti gibanju (R) in odpornost proti preoblikovanju (D) [6]. Odpornost proti pospeševanju (H) [6] lahko razložimo kot vztrajnost (mase) kapljevine in translatorno ali rotacijsko premikajoče se mase. Z vpeljavo tlaka v enačbo za 2. Newto-nov zakon dobimo splošno enačbo, prilagojeno hidravličnim veličinam. Iz splošne enačbe pa sledita enačbi za odpornost proti pospeševanju samo hidravlične kapljevine v cevi (en. 3.1) in odpornost proti pospeševanju za translatorno gibajočo se maso (en. 3.2). m A2 A [kg m-4 = N s2 m-5] = 1,2732 • d2 (3.1) Hm = m [kg m-4 = N s2 m-5] (3.2) =APh = Hm QQ [Pa] (3.3) 2 - J [kg m-4 = N s2 m-5] (3.4) V enačbi (3.4) q pomeni iztisnino HM, J pa njegov masni vztrajnostni moment in vztrajnostni moment mase, ki jo vrti HM. Ta je pogosto znatno večja od mase samega HM. Pri tem je treba upoštevati prestavno razmerje med vrtljaji HM in vrtljaji mase. Spremembo tlaka zaradi odpornosti proti pospeševanju rotirajočih mas popišemo s sledečo enačbo (en. 3.5): AP = = 2-n - J QQ [Pa] (3.5) Odpornost proti gibanju (R) [6] nam definira linijske izgube v ceveh. Izračuna se pri laminarnem in turbulentnem strujanju kapljevine. Posledica odpornosti proti gibanju je dušenje nihanja toka Q in tlaka p. Pri zadosti veliki odpornosti pa lahko dobimo nadkritično dušenje (ape-riodično nihanje). Spremembo tlaka zaradi odpornosti proti gibanju pri laminarnem (en. 3.6) in turbulentnem strujanju (en. 3.7) lahko izračunamo s pomočjo sledečih enačb: V enačbah (3.1) in (3.2) pomenijo: m . . . masa, l . . dolžina cevi ali hi-dravličnegi \/alja (H\/), p. . . gostota kapljevine, d . . . notranji premer cevi ali HV, A . . . površina notranjega preseka cevi ali HV. Spremembo tlakov zaradi odpornosti proti pospeševanju mase pri translatornem gibanju le-te popišemo z enačbo (en. 3.3): APm =PPR=XrHh Q = Ri Q [PRla] R l h l (3.6) V enačbi (3.3) pomeni dQ/dt spreminjanje pretoka po času. Ker smo v hidravličnem sistemu uporabili tudi hidravlični motor (HM), moramo upoštevati tudi odpornost proti pospeševanju za rotirajoče mase; to izračunamo s pomočjo enačbe (en. 3.4): ApRt = Rt Q' = Xt Hf -Q2 [Pa] (3.7) Odpornost proti deformiranju (D) [6] je definirana kot »vzmetnost« -odpornost proti stisnitvi hidravlične kapljevine in odpornost proti deformaciji »pripadajočih« sestavin. Pri spremembi tlaka se spreminja volumen hidravlične kapljevine in v manjši meri tudi hidravličnih sestavin. Računamo odpornost proti stisnitvi hidravlične kapljevine (Df), odpornost proti preoblikovanju hidravličnih cevi in valjev (Dc) ter hidravličnih akumulatorjev (Dd - du-šilnikov hidravličnih udarov (DHU)). DHU imajo praviloma zelo velik vpliv na odpornost proti deformiranju »aktivnega« dela hidravličnega sistema in jih zato pogosto vgrajujemo vanje za znatna zmanjšanja tlaka pri hidravličnih udarih. Kapljevina s svojo kompresibilnostjo, hidravlične cevi in akumulatorji (DHU) so v hidravličnih napravah smiselno (funkcionalno) vedno v vzporednem vezju (čeprav so z lokacijskega vidika večinoma v zaporednem), zato računamo skupno odpornost proti deformiranju DS po sledeči enačbi (en. 3.8): 1 D. 1 1 1 +-+- [N/m5] (3.8) Df Dc D d Pri hidravličnem udaru se kinetična energija kapljevine in gibajočih se mas pretvori predvsem v tlačno energijo hidravlične kapljevine. To povzroči porast tlaka v sistemu. Ta porast tlaka lahko povzroči trdnostne probleme hidravlične naprave. 2 q 2 q Največjo spremembo tlaka pri hidravličnem udaru lahko izračunamo po sledeči enačbi (en. 3.9): APmaks ^VhTD • Qmaks [Pa] (3.9) V enačbo (3.9) za D praviloma vstavljamo vrednost za DS. Vgraditev DHU praviloma močno zmanjša vrednost za DS in s tem torej tudi Apmax- 3.2. Numerični preračuni hidravličnih parametrov Pri zasnovi hidravličnega sistema smo si pomagali s programom AMESim. Program je zbirka orodij za modeliranje, analiziranje in napovedovanje delovanja mehatronskih sistemov. Posamezna orodja so popisana z uporabo nelinearnih časovno odvisnihi enačb, ki predstavljajo sistemsko hidravlično, pnevmatično, toplotno, električno ali mehansko obnašanje. Program omogoča simuliranje ID-sistema, preden je na voljo detajlno izdelan 3D-model. V program smo vnesli hidravlične sestavine z njihovimi pripadajočimi parametri in jih primerno povezali v logično hidravlično shemo (slika 9). Približek realnemu stanju ob postavitvi sistema je odvisen od količine Slika 9. Postavljen numerični model roke za preračun v programu AMESim 266 Slika 11. Geometrijska 3D-zasnova hidravlične roke Slika 10. Rezultati numeričnih izračunov pri delovanju hidravlične roke in natančnosti vnesenih parametrov posamezne sestavine. Podali smo tudi časovne omejitve, v katerih se lahko najkasneje zaključijo posamezni gibi hidravličnih valjev in zasuk počasi tekočega visokozmogljivega hidravličnega motorja. Hidravlični motor omogoča precizen zasuk hidravlične roke v obe smeri za neomejen kot. Iz rezultatov so bili razvidni pretoki hidravličnega olja, tlaki na posameznih hidravličnih sestavinah in možni hidravlični udari v sistemu. Dobljeni rezultati (slika 10) so nam služili kot izhodišče za nadaljnji razvoj. ■ 4 Materiali in oblika hidravlične roke Trend načrtovanja novih izdelkov narekuje atraktiven videz, to pa lahko dosežemo z ustrezno obliko in barvnimi kombinacijami. Pri oblikovanju hidravlične roke smo uporabili proste krivulje ali »spline« ter zaokrožitve, s katerimi smo hoteli doseči rahle prehode robov ohišja, obenem pa videz vitke konstrukcije. Konstrukcija, na katero je privijače-na hidravlična roka, je zvarjena iz hladno valjanih jeklenih cevi. Znotraj konstrukcije je hidravlični agregat, ki ustvarja pretok hidravlične kapljevine pri potrebnem tlaku za vse izvršilne sestavine. Hidravlična roka (slika 11) je zaradi lažjega transporta izdelana iz aluminija. Ohišje roke je vijačeno s pomočjo L-kotni-kov. Hidravlična roka ni predvidena za dvig težjih bremen, s programom za numerični preračun končnih elementov smo optimirali nosilno konstrukcijo. Delovni prostor hidravlične roke je v premeru kroga 3,6 m in višine 2,2 m. Izvršilno orodje so klešče (slika 12), na katerih je povezovalni mehanizem z enim hidravličnim valjem. ■ 5 Električni drsnik za prenos signala Blok treh 4/3 konvencionalnih potnih ventilov (sl. 2, poz. 8, 11.1, 11.2 in 11.3) je nameščen na vrteči se hidravlični roki (sl. 11), zato je bilo po- Slika 12. Izdelane klešče v zaprtem stanju 2 Slika 13. a) Zasnova drsnika in b) izdelan drsnik na ogrodju roke trebno za njihovo napajanje izdelati električni drsnik. Na trgu najdemo veliko zmogljivih izdelkov, vendar smo ocenili, da sta njihova cena in zmogljivost previsoki za tako enostavno aplikacijo. Zaradi omenjenih razlogov smo se odločili za razvoj lastnega drsnika (slika 13). Kontaktne obroče iz bakra smo postavili vertikalno zaradi omejitve prostora. Na zgornji in spodnji strani električnega drsnika so privijačene zaključne plošče, ki pa so nasajene na gred in ohišje hidravličnega motorja. Električni drsnik je umeščen na hidravlični motor tako, da lahko na gred namestimo katerokoli orodje. Izdelava prototipa in že izveden test sta nam pokazala pomanjkljivosti, s tem pa smo dobili dobre iztočnice za nadaljnji razvoj izdelka. ■ 6 Zaključek Demonstracijska naprava je bila izdelana kot učni in promocijski pripomoček v sodelovanju Fakultete za strojništvo in Laboratorija za fluidno tehniko. Na hidravlični roki smo predstavili cenovno ugoden in zanesljiv hidravlični sistem. V hidravlični sistem so vgrajene tudi nekatere nadzorne sestavine, kot so zaznavalo vlage v olju, pretoka in tlaka. Hidravlična roka se lahko natančno krmili z daljincem. S primerjanjem konkretnega delovanja hidravlične roke in rezultatov simulacije v programu AMESim je bilo ugotovljeno, da so odstopanja zanemarljivo majhna. Razvoj opisane hidravlične roke nam je prinesel nekaj pomembnih izkušenj, da se bomo v prihodnje lažje lotili izdelave širše uporabnega hidravličnega manipulatorja. Literatura [1] Marzocchi Pompe S.p.A., 2010, Kataloški list hidravlične črpalke ALP 2, URL: http://www. marzocchipompe.com/uk/pom-pe/products/aluminium-gear--pump.asp?IDCategoriaComme rciale=9570&IDFolder=B29&LN =UK&sito=pompe (15. 8. 2014) [2] Zoebl, H., 1996, Filtrationstechnik, Renningen-Malmsheim, Expert Verlag, str. 160. [B] Murrenhoff, H., 2001, Grundlagen der Fluidtechnik, 4. izdaja, Shaker Verlag. [4] Hydac International GmbH, Kata- loški list električnega zaznavala AS 3000, URL: http://www.hydac. com/de-en/products/sensors/ contamination-sensors/as-B000. html (15. 8. 2014). [5] Dietmar, F., 2006, Ölhydraulik, 5. izdaja, Berlin, Springer. [6] Pezdirnik, J., Majdič, F., 2006, Tran- sient Phenomena in Gradual Changes of Hydraulic Fluid Flow, The Fifth International Conference on Fluid Power, Aachen, Germany, 2006. Development of new hydraulic arm with remote control Abstract: In collaboration between Laboratory for fluid power and controls (LFT) and the Faculty of Mechanical Engineering, University of Ljubljana, a remote-controlled hydraulic arm was developed. Operating tool is hydraulic grapple. To control the hydraulic arm and their components the 4/B conventional directional valves are used. In combination with frequency controlled electric motor proportional movement of the arm is enabled. The paper describes the hydraulic system and its components. Emphasis is on the control of presence of humidity in hydraulic fluids and the importance of filtration prior to and during the operation of the device. It also explains the theory of transient phenomena with sudden pressure surges. Transient phenomena were simulated in the AMESim. Electrical power slider for three 4/B conventional directional valves was also developed in LFT and is desribed in this paper. Key words: hydraulic arm, frequency regulator, 4/B conventional directional valve, filtration, humidity, transient phenomena VZDRZEVANJE 2014 24 . sejem in posvet VZDRŽEVANJE Jtm-'*^^^^ Otočec, 16. in 17. oktober 2014 www.tpvs.si Na 24. Tehniškem posvetovanju vzdrževalcev Slovenije, ki bo v času od 16. do 17. oktobra 2014 potekalo na Otočcu, smo za podjetja in posameznike pripravili naslednje možne oblike sodelovanja: Sponzorji in razstavljavci na 24. TPVS Podjetja lahko izbirajo med možnostmi, da postanejo glavni sponzor, sponzor ali medijski sponzor dogodka oz. izberejo razstavna mesta kategorije "A" in kategorije "B". o ° o ° o ° ■ 74 I I 76 I 77 I 78 I 79 u P0 6 7 8 9 ^ o o o Predavatelji lahko prijavijo referate na temo Vzdrževanje je investicija, ki jih bodo predstavili na 24. TPVS. Diplomanti višjih in visokih tehniških šol ter fakultet se lahko prijavijo na Natečaj za najboljšo diplomsko nalogo s področja vzdrževanja. Najboljše tri naloge bodo diplomanti predstavili na 24. TPVS. Inovatorji lahko na Natečaj za najboljšo idejo s področja vzdrževanja prijavijo svoje inovativne ideje in rešitve s področja vzdrževanja. Podjetjem nudimo: Ekipa DVS vas že pričakuje oglaševanje v Zborniku posvetovanja (objava oglasov, prispevkov, opisa dejavnosti podjetja, druge možnosti predstavitve (postavitev panojev, oglaševanje na LCD ekranih, delitev reklamnih gradiv, _). Več na www.tpvs.si. Za vse informacije smo vam na voljo člani organizacijskega odbora 24. TPVS ali tajništvo DVS (tajnik@drustvo-dvs.si). ODER 63 64 65 66 67 68 69 53 54 55 56 57 58 59 43 45 46 47 48 49 33 34 35 36 37 38 39 23 24 I 25 26 27 28 29 18 23 Mikrovarjenje s trenjem in mešanjem bakrenih kontaktov Damjan KLOBČAR, Janez TUŠEK, Milan BIZJAK, Vladka LEŠER Izvleček: Komponente in deli električnih in elektronskih naprav so izdelane iz električno prevodnega bakra brez vsebnosti kisika (CuOF), iz bakra brez vsebnosti kisika z dodanim fosforjem (CuOFP) ali iz bakra z dodanim srebrom (CuAg 0,02). Spajanje te vrste materialov z uporabo konvencionalnih varilnih postopkov, kot so obločna varjenja, uporovno varjenje ali lasersko varjenje, je težavno zaradi njihove odlične toplotne in električne prevodnosti, nizke električne upornosti ter visoke reflektivnosti (slaba absorpcija energije laserskega žarka, ki se izboljša z uporabo zelene laserske svetlobe). Varivost teh materialov je enostavnejša s postopki varjenja s trenjem, kamor spadajo rotacijsko in linearno varjenje s trenjem, varjenje z ultrazvokom, vibracijsko varjenje in varjenje s trenjem in mešanjem. Prispevek prikazuje mikrovarjenje s trenjem in mešanjem (^FSW) bakrenih kontaktov z različno oblikovanimi zvarnimi spoji. Analizirani so bili vplivi oblike orodja, varilnih parametrov in vnosa energije na metalurške in mehanske lastnosti ter pojav napak v zvaru. Okarakterizirali smo napake zvarnega spoja in predstavili vzroke za njihov nastanek ter odpravo. Določeni so optimalni varilni parametri in oblika orodja, ki omogočajo izdelavo trdnega zvarnega spoja brez napak, z lastnostmi maksimalno podobnimi osnovnemu materialu. Ključne besede: mikrovarjenje s trenjem in mešanjem (^FSW), Cu ETP, natezni test, mikrostruktura, napake v zvaru ■ 1 Uvod Komponente in deli električnih in elektronskih naprav so izdelani iz bakra brez vsebnosti kisika (CuOF), elektrolitskega bakra (CuETP), elektronskega bakra brez vsebnosti kisika (CuOFE) ali iz bakra brez vsebnosti kisika z dodanim fosforjem (CuOFP). Lastnosti teh materialov so visoka električna prevodnost, visoka toplotna prevodnost in sposobnost za mehansko utrjevanje ter toplotno obdelavo. Pogosto se pojavijo potrebe po spajanju teh komponent, za kar lahko uporabimo različne tehnologije [1]. Vijače-nje in kovičenje se uporablja, če je Doc. dr. Damjan Klobčar, univ. dipl. inž., prof. dr. Janez Tušek, univ. dipl. inž., oba Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo; prof. dr. Milan Bizjak, univ. dipl. inž., Univerza v Ljubljani, Naravoslovnotehniška fakulteta; doc. dr. Vladka Lešer, univ. dipl. inž., Fakulteta za zdravstvene vede, Novo mesto komponente potrebno razstaviti. Lepljenje uporabimo, ko potrebujemo nižjo trdnost spoja in je sprejemljiva slabša električna in toplotna prevodnost. Mehko ali trdo spajka-nje izberemo na podlagi vrste spoja in potrebne natezne trdnosti [1]. Talilno varjenje (ročno obločno varjenje, varjenje TIG, varjenje MIG/MAG, plazemsko varjenje, varjenje z elektronskim snopom, lasersko varjenje) uporabimo, ko potrebujemo visoko trdnost in visoko električno prevodnost spoja [2]. V zadnjem času se za spajanje bakra in aluminija razvija predvsem lasersko varjenje z uporabo zelene svetlobe laserskega žarka, ki ima večjo absorpcijo energije laserskega žarka (slika 1) [3, 4]. Veliko se vlaga tudi v razvoj laserskih virov, ki kombinirajo laserska žarka dveh valovnih dolžin (IR in zelene), s čimer se v bakru dobi večja preta-litev osnovnega materiala (slika 2). Elektrouporovno varjenje omogoča varjenje prekrovnih spojev z zmerno trdnostjo, vendar je spajanje težje izvedljivo zaradi visoke električne prevodnosti zvarnega mesta [5, 6]. Ultrazvočno varjenje, vibracijsko varjenje, varjenje s trenjem (linear- no, rotacijsko, varjenje s trenjem in mešanjem (FSW)) omogočajo dobre lastnosti spoja (električna in toplotna prevodnost, trdnost), zato te procese uporabljamo za visoke serije v ozkih dimenzijskih tolerancah. Difuzijsko varjenje je »relativno« počasno, vendar omogoča dobre lastnosti spoja [7]. Spajanje z valjanjem (roll bonding) je primerno za visokoserijsko proizvodnjo, medtem ko se hladno spajanje s pritiskom uporablja za podaljšanje različnih profilov [1, 8, 9]. Postopki spajanja s preoblikovanjem se lahko uporabijo tudi za spajanje aluminijevih zlitin, kjer ima dobro poznavanje materialnih lastnosti ključen pomen za spajanje [10] in nadaljnjo uporabo [11]. Pri spajanju z valjanjem uporabljamo kakovostna orodna jekla [12, 13] zaradi njihove izpostavljenosti visokim temperaturam. Pri talilnem varjenju lahko pride do neprevarjenosti zaradi visoke toplotne prevodnosti bakra, zato nad 3 mm debel baker varimo s predgre-vanjem v zaščiti argona. V toplotno vplivanem območju (TVP) kovanega CuETP lahko pri visokih temperatu- rah pride do difuzije in migracij oksidov, kar lahko povzroči poroznost v TVP. Zato ga varimo hitro, da omejimo segrevanje. Oksidacijo pri talilnih varjenjih preprečimo z varjenjem v zaščitnem plinu argonu, heliju ali dušiku. Optimalna izbira tehnologije je odvisna od mnogih dejavnikov, predvsem pa od velikosti serije, vrste spojev in zahtevanih lastnosti. FSW-varjenje bakra zahteva veliko večji vnos toplote v primerjavi z varjenjem aluminijevih zlitin zaradi večjega odvoda toplote [14-16]. Pri manjšem vnosu toplote se pojavijo napake, kot so podolgovati lunkerji (črvine), pri prevelikem vnosu toplote pa se pojavi oksidacija na površini varjenca [15]. FSW-varjenje se je že uspešno uporabilo za varjenje 50 mm debelih bakrenih zabojnikov za shranjevanje radioaktivnih odpadkov [17]. FSW-varjenje bakra CuETP pri temperaturah med 460-530 °C omogoča nastanek dobrih zvarov s trdoto ~70 HV in raztezkom trikrat večjim od osnovnega materiala [18, 19]. Zvare brez napak so dobili tudi pri manjšem vnosu toplote, pri katerem je natezna trdnost zvara dosegla skoraj 100 % osnovnega materiala [20]. Razloženi so bili mehanizmi loma in karakteristike vseh štirih območij. Leal in sod. [21] so dokazali, da so navor, mikrostruktura, trdota in oblikovanje napak v zvaru odvisni predvsem od vrtilne hitrosti orodja ter manj od hitrosti pomika in oblike rame orodja. Analiza obdelave s trenjem in mešanjem (FSP) CuDHP je pokazala, da na velikost zrn in na mehanske lastnosti območja mešanja vplivajo geometrija orodja, procesni parametri in toplotni tok. Zrna se večajo z zmanjšanjem hitrosti pomika in zvečanjem vrtilne hitrosti [22]. Prispevek predstavlja analizo ^FSW-varjenja CuETP v prekrovnem in sočelnem spoju. Raziskava proučuje vpliv oblike orodij in varilnih parametrov na oblikovanje zvarnega spoja. Rezultati kažejo, da se velikost zrn v območju spoja močno zmanjša v primerjavi z osnovnim materialom, izboljša pa se tudi trdnost spojev. Slika 1. Absorpcija laserske svetlobe različnih valovnih dolžin v a) različnih kovinah [4] in b) v bakru [3] 300 ^m 200 pm s v» V* IR Slika 2. Primerjava zvarne točke, narejene z IR-lasersko svetlobo (~1 MW/ cm2), zeleno lasersko svetlobo (~1 MW/cm2) in s kombinacijo obeh svetlob (~2 MW/cm2) [3] ■ 2 Eksperimentalni del Uporabljen je bil standardni baker CuETP (R290 H090) s kemijsko sestavo ' 99,9 % Cu in 0,005-0,04 % O [23], mejo tečenja ^ 250 MPa in natezno trdnostjo 290-360 MPa. Material je imel električno prevodnost med 57 in 58,5 MS/m, koeficient električne upornosti 3,7 10-3/K (med 0 in 300 °C) in toplotno prevodnost 390 W/mK [23]. Nekatere proizvodne značilnosti CuETP so navedene v tabeli 1. Iz tabele je jasno razvidna omejena varivost bakra s taljenjem. Testni vzorci za varjenje so bili dimenzij 110 ' 20 ' 2 mm. Izdelani so bili sočelni zvarni spoji (slika 3a in b) in prekrovni zvarni spoji (slika 3c). mFSW-varjenje smo opravljali na univerzalnem frezalnem stroju. Orodja za varjenje so bila narejena iz orodnega jekla (X38CrMoV5-1 (DIN W.Nr. 1.2343)) poboljšanega na 45 HRc. Oblika rame pri orodjih je bila konkavne oblike (5°) (slika 4). Premer orodij B in C je bil 6 mm, orodij A in D pa 4 mm. Orodje A je imelo koničen čep z večjim premerom 2,5 mm in dolžino 1,8 mm. Orodji B in C sta imeli piramidno oblikovan čep z daljšima stranicama 3 x 3 mm in dolžino 1,8 mm. Čep orodja D je bil kvadrast 1,2 x 1,2 mm in dolžine 1,5 mm. Orodje se je vrtelo v smeri urnega kazalca in se je gibalo po sre- Tabela 1. Proizvodne značilnosti Cu ETP [23] Lastnosti izdelave Sposobnost za delo v hladnem odlično Obdelovalnost manj primerno Sposobnost galvaniziranja odlično Sposobnost vročega nanosa kositra odlično Mehko spajkanje odlično Uporovno varjenje manj primerno MIG/MAG-varjenje manj primerno Lasersko varjenje manj primerno dini testnih vzorcev. Eksperimenti so bili narejeni pri hitrosti vrtenja orodja (w) med 600 in 1.900 obr/min, hitrosti varjenja (v) med 14 in 93 mm/ min in nagibu orodij med 3° in 5°. Površina zvara je bila vizualno pregledana. Iz zvarov so bili odrezani vzorci za analizo mikrostrukture in natezne trdnosti. Pripravljeni vzorci za analizo makro- in mikrostrukture so bili jedkani v raztopini FeCl3 in pregledani z optičnim mikroskopom in digitalno kamero za zajem slik. Vnos toplote je bil določen s faktorjem rotacije glede na podajanje (rPf = w/v), ki predstavlja poenostavljen indeks vnosa toplote. ■ 3 Rezultati Slika 5 prikazuje makroobruse va-rov na sočelnih zvarih z uporabo orodja A. Varjenje je potekalo pri hitrosti pomikanja 37 mm/min, s 3° nagibom orodja in z različnimi RPF-vnosi toplote. Vizualni pregled prerezanih površin prikazuje dober videz zvarnega spoja (slika 5a). Ma-kroobrusi na sliki 5b-d) so pokazali, da se podolgovati lunkerji oblikujejo na napredujoči strani (AS) orodja. Podolgovat lunker ali črvina je tipična napaka FSW-varjenja. Nastanejo zaradi premajhnega vnosa toplote in v primeru bakra tudi z visoko toplotno prevodnostjo. S slik (5b-d) Slika 3. Vzorci za varjenje - sočelna zvarna spoja a) in b), prekrovni zvarni spoj c) 272 Slika 4. Shematski prikaz ^FSW-orodij lahko ugotovimo, da se manjši lun-kerji pojavijo pri višjem RPF-inde-ksu. Podolgovat lunker se pojavi na napredujoči strani orodja (AS) zaradi večje razlike med hitrostma (različen varjenec/smer premikanja orodja), čeprav so lahko temperature višje na AS. Napake so se oblikovale zaradi premajhnega vnosa toplote pri orodju z majhnim premerom rame (4 mm), na kateri se ustvari večina toplote zaradi trenja. Pri naslednji seriji poskusov je bila oblika čepa spremenjena iz stožča-ste v piramidno in v obliko bloka. S tem smo želeli povečati vnos toplote na račun večjega mešanja materiala pri enakih varilnih parametrih. Slika 6 prikazuje temena zvarov po ^FSW z različnimi orodji, parametri in zvarnimi spoji. Zvari na sliki 6a in 6c so bili narejeni s podobno zasnovo orodja (spremenjena dolžina čepa), z enakimi parametri varjenja v prekrovnem in sočelnem spoju. Oksidirana površina zvara pri prekrovnem spoju na sliki 6a je posledica manjšega odvoda toplote z mesta varjenja. Pri enakih varilnih parametrih in varjenju v sočelnem zvaru površina ni oksidirana zaradi hitrega odvajanja toplote (slika 6c). Sočelni zvari na sliki 6b in 6d so bili narejeni z istim orodjem in parametri v prekrovnem in sočelnem zvarnem spoju. Varjenje je bilo opravljeno z manjšim vnosom toplote, zato oksi-dacija temena zvara v prekrovnem spoju ni bila izrazita, medtem ko je v sočelnem spoju ni bilo. Razlog za to razliko je odvajanje toplote izpod rame orodja na vzorce. Oksidacija površine je naslednja napaka ^FSW-varjenja, ki se pojavi na površini zvara, če je material varjenca nagnjen k oksidaciji in se segreje nad temperaturo oksidacije. Slika 7 prikazuje makroobruse zvarov s slike 6. Nastali zvari so bili brez napak, ker je bil vnos toplote med varjenjem ustrezen. »Čebulni obroči« (onion rings) so vidni na sliki 7a. Material pod orodjem se je zaradi večje hitrosti rotacije orodja še bolj izrazito mešal tudi s kroženjem v prikazani ravnini. Čebulni obroči so Slika 5. Vpliv vnosa toplote med ^FSW (pri varilni hitrosti 37 mm/min in orodju A na pojav podolgovatih lunkerjev: a) ^FSW-varjeni vzorec, b) RPF = 51,3 obr/mm, c) RPF = 31,9 obr/mm in d) RPF = 16,2 obr/mm Slika 6. Prikaz temen varov ^FSW-varjenja: a) prekrovni spoj (orodje B, RPF = 20,4 otr/mm, 93 mm/min, 3°), t) sočelni spoj (orodje D, RPF = 135,7 otr/ mm, 14 mm/min, 5°), c) sočelni spoj (orodje C, RPF = 20,4 otr/mm, 93 mm/ min, 3°) in d) sočelni spoj (orodje D, RPF = 135,7 otr/mm, 14 mm/min, 5°) značilna struktura, ki se pojavi pri večji hitrosti rotacije orodja glede na hitrost varjenja. Na sliki 7b-d) je jasno vidna napaka izrivanja materiala na straneh vara. To je značilna napaka FSW-varje-nja, povezana s prevelikim ugrezom orodja oz. slabim nadzorom varjenja. Ko je vnos toplote višji, se pri uporabi univerzalnega stroja brez krmiljenja gibanja orodja ma- terial segreje in postane mehkejši. Pri enakih aksialnih silah v Z-smeri se zaradi mehkejšega osnovnega materiala sile sprostijo s potopitvijo orodja v varjenca. To povzroči čezmerno izrivanje materiala na straneh zvara. Izrivanje materiala je mogoče odstraniti med varjenjem, če se uporabljajo orodja z rezilnim robom za oblikovanje temena vara. Slika 8 prikazuje mikroobrus (pre- slika 7. Makrostruktura ^FSW-varov: a) prekrovni spoj (orodje B, RPF = 20,4 otr/mm, 93 mm/min, 3°), t) sočelni spoj (orodje D, rPf = 135,7 otr/mm, 14 mm/min, 5°), c) sočelni spoj (orodje C, RPF = 20,4 otr/mm, 93 mm/min, 3°) in d) sočelni spoj (orodje D, RPF = 135,7 otr/mm, 14 mm/min, 5°) krovni spoj, varjen z orodjem A), pri katerem sta dve napaki. Prva je podolgovati lunker, ki se pojavi zaradi majhnega vnosa enegije, druga pa je neujemanje varjencev zaradi neustreznega vpenjanja. Na slikah 8b in c lahko opazimo, da je velikost zrn v mešani coni močno zmanjšana v primerjavi z osnovnim materialom. Precejšnje zmanjšanje velikosti zrn nastane zaradi mešanja materiala pri nižjih temperaturah pri visokem tlaku pod ramo orodja. Podobno zmanjšanje so opazili tudi drugi avtorji [20]. Naredili smo natezne teste na sočel-nih zvarih. Trdnosti zvarjenih spojev so bile med 272,3 MPa (spoj je prikazan na sliki tc) in 419,3 MPa (spoj je prikazan na sliki td). Natezna trdnost spoja je primerljiva trdnosti osnovnega materiala (290-360 MPa). Višja trdnost je lahko posledica izboljšane mikrostrukture vara zaradi termomehanske obdelave s trenjem in mešanjem. Na zvarih smo izmerili mikrotrdoto (HV 0,3) čez zvarni del 0,3 mm pod površino zvara. Rezultati so prikazani na sliki 9. Mikrotrdota bakra pred varjenjem je bila med 105 HV in 115 HV. Na sliki 9 (orodje C, RPF = 20,4 min/mm) je padec trdote v območju varjenja povezan z višjim vnosom toplote, ki povzroča višjo temperaturo vara in s tem mehčanje materiala. Če je bil vnos toplote manjši in v območju med 12 in 16 obr/mm, se trdota vara ni spremenila. Ti varilni pogoji so optimalni, če upoštevamo, da sprememba trdote spremeni električno prevodnost in preoblikovalnost. Pri tem smo zanemarili vpliv zmanjšanja zrn; material z manjšimi zrni ima manjšo električno prevodnost. Razlog za višjo mikrotrdoto pri varjenju z orodjem D pri RPF 135,7 obr/mm je manjši vnos toplote zaradi manjše rame orodja in kvadratne oblike čepa. Pri hladnih pogojih varjenja so zrna izrazito majhna zaradi plastične deformacije, ki poveča trdoto. ■ 4 Zaključki Vnos toplote in tip spoja vplivata na odvod toplote in površinsko oksida-cijo vara. Orodje, oblikovano v piramido in blok, ustvari več toplote z mešanjem materiala okoli čepa, zato dosega trdnost spojev brez napak v primerjavi cilindričnim čepom pri enakih varilnih pogojih. V coni mešanja se velikost zrn zmanjša zaradi termomehanske obdelave s trenjem in mešanjem, ki lahko izboljša mehanske lastnosti zvara. Med ^FSW-varjenjem nastajajo podobne varilne napake kot pri običajnem FSW-varjenju. Podolgovati lun-kerji se tvorijo na napredujoči strani orodja zaradi visokega odvajanja in majhnega vnosa toplote. Oksidaci-ja temena vara se pojavi zaradi segrevanja varjenca nad temperaturo oksidacije. Izrivanje materiala nastane pri preveliki potopitvi orodja. Optimalne varilne pogoje smo dosegli z orodjem s premerom rame 6 mm pri RPF med 12 in 17 min/mm in varilni hitrosti 9B mm/min. Literatura [1] L. Brown, CDA Publication No 98, (1994), 1-64. [2] M. Pleterski, J. Tušek, T. Muhič, L. Kosec, J. of Mater. Sci. & Tech-nol., 27 (2011) 8, 707-71B. [B] C. Ruettimann, R. Bartlome, N. Dury, Reproducible copper welding - Combining IR and green light is key, Industrial laser solutions for manufacturing, PennWell Corporation, Tulsa, 201B. [4] D. Kaminski, How to choose the best laser for your marking application, Laser Focus World, Pennwell Corporation, Tulsa, 2011. [5] J. S. Agapiou, T. A. Perry, J. of Manuf. Proc., 15 (201B) 4, 549557. [6] S. Simončič, P. Podržaj, Meas. Sci. Technol., 2B (2012) 6, 1-7. [7] A. A. Shirzadi, E. R. Wallach, Sci. Technol. Weld. Join., 9 (2004) 1, B7-40. Slika 8. Mikrostruktura juFSW-varov (orodje A, RPF = 10,1 obr/mm, 116 mm/min, 3°): a) celoten zvar s stikom med cono mešanja in osnovnim materialom, b) nazadujoča stran in c) napredujoča stran orodja Slika 9. Mikrotrdota (HV 0,3), merjena preko vara in osnovnega materiala [8] M. Gojič, L. Vrsalovič, S. Kožuh, A. C. Kneissl, I. Anžel, S. Gudič, B. Kosec, M. Kliškič, J. Alloys Comp., 509 (2011) 41, 97829790. [9] H. Dyja, S. Mroz, A. Milenin, J. Mater. Proc. Technol., 153-154 (2004), 100-107. [10] T. Pepelnjak, V. Magoč, B. Ba-rišič, Metalurgija, 51 (2012) 2, 153-156. [11] M. Šimic, M. Debevec, N. Hera-kovič, J. Mecha. Eng., (in print), D0I:10.5545/sv-jme.2013.1104. [12] J. Brnič, M. Čanadija, G. Turkalj, D. Lanc, T. Pepelnjak, B. Bari-šič, G. Vukelič, M. Brčič, Mater. Manuf. Process. 24 (2009) 7/8, 758-762. [13] A. Nagode, G. Klančnik, H. Sch-warczova, B. Kosec, M. Gojič, L. Kosec, Eng Fail. Anal., 23 (2012), 82-89. [14] R. Nandan, T. DebRoy and H. K. D. H. Bhadeshia, Progress Mater. Sci., (2008) 980-1023. [15] J. Teimournezhad, A. Masou-mi, Sci. Technol. Weld. Join., 15 (2010) 2, 166-170. [16] W. M. Thomas, K. I. Johnson, C. S. Wiesner, Adv. Eng. Mater., 5 (2003) 7, 485-490. [17] L. Cederqvist, C.D. Sorensen, A. P. Reynolds, T. Öberg, Sci. Technol. Weld. Join., 14 (2009) 2, 178-184. [18] Y. M. Hwang, P. L. Fan, C.H. Lin, J. Mater. Proc. Technol., 210 (2010) 12, 1667-1672. [19] W.-B. Lee, S.-B. Jung, Mater. Letters, 58 (2004) 6, 1041-1046. [20] H. J. Liu, J. J. Shen, Y. X. Huang, L. Y. Kuang, C. Liu, C. Li, Sci. Te-chnol. Weld. Join., 14 (2009) 6, 577-583. [21] R. M. Leal, N. Sakharova, P. Vi-laga, D. M. Rodrigues, A. Loure-iro, Sci. Technol. Weld. Join., 16 (2011) 2, 146-152. [22] I. Galvao, A. Loureiro, D. M. Rodrigues, Advanc. Mater. Resear., 445 (2012), 631-636. [23] Wieland-K32, in, Wieland, pp. 2. Micro Friction Stir Welding of Copper Contacts Abstract: Electrical industry is using high electro conductive copper like CuOF, CuETP, CuOFP and CuAg 0.02 for the production of different electronic products. The joining of copper or its alloys is difficult since the weldability of materials is limited when using conventional welding technologies like arc welding, resistance welding or laser welding due to their properties, such as good electrical and temperature conductivity, low electrical resistance and high reflection (low absorption of laser beam, can be increased by using green light laser beam). The weldability of these materials is better when using friction welding technology, ultrasonic technology or vibrational technology. In this paper, the micro Friction Stir Welding (^FSW) of electrical contacts is investigated. Different ^FSW tools are used and welding parameters are tested in order to find the welding parameters at which a sound weld could be obtained. Typical welding defects are evaluated, and optimal welding parameters and tools are defined. The Vickers microhardness was measured, which revealed the influence of the welding parameters on the change of hardness. Keywords: micro friction stir welding (mFSW), Cu ETP, tensile test, microstructure, welding defects Zahvala Avtorji se zahvaljujejo Borisu Bellu, Nataši Rant in Niki Breskvar za pomoč pri eksperimentalnem delu. Raziskavo je financirala ARRS po pogodbi L2-4183. SLOTRIB 2014 NAMEN POZIV ZA PRISPEVKE ENODNEVNO POSVETOVANJE O TRIBOLOGIJI, MAZIVIH IN TEHNIČNI DIAGNOSTIKI Slovensko društvo za tribologijo organizira strokovno posvetovanje s področja tribologije, maziv in tehnične diagnostike z mednarodno udeležbo. V seriji uveljavljenih SLOTRIB konferenc bo ta trinajsta po vrsti. Letošnje posvetovanje bo posvečeno novim izzivom v tribologiji, s katerimi skušamo razširiti tradicionalno pojmovanje tribologije. Morda nekatere teme sodijo v oddaljeno prihodnost, vendar je včasih koristno usmeriti pogled tudi nekoliko preko obzorja, kot ga lahko vidimo izključno v trenutnih razmerah. Na enodnevnem posvetovanju želimo predstaviti aktualne teme tribologije čim širšemu krogu obiskovalcev. TEME POSVETOVANJA • Maziva, hladilno mazalna sredstva • Nano-tribologija • Mehanizmi mazanja • Tribološke lastnosti sodobnih materialov • Tehnična diagnostika in vzdrževanje • Obraba in poškodbe strojnih elementov in komponent V zadnjem desetletju se razvoj tribologije odraža v številnih znanstvenih dosežkih, ki so omogočili nastanek novih področij kot so eko-tribologija, nano-tribologija in bio-tribologija. Obvladovanje trenja, mazanja in obrabe je ključ za povečanje zmogljivosti, obratovalne dobe ter energetske učinkovitosti mehanskih sistemov, kar vodi do manjše obremenitve okolja in je odgovor na enega od najpomembnejših izzivov sodobne družbe. Smotrna izraba naravnih virov in energetska učinkovitost sta pomembna dejavnika dolgoročne sonaravne rasti. Na globalni ravni je predstavljena vrsta novih materialov in tehnologij, vendar se vse bolj opaža, da njihove tribološke lastnosti in prednosti niso v zadostni meri znane končnim uporabnikom. Še posebej to velja za področje površinskih tehnologij in kontaktnega inženiringa, ki se izjemno hitro razvija in omogoča povsem nove funkcionalnosti in zmogljivosti mehanskih sistemov. Morda je ravno gospodarska kriza in recesija priložnost za bolj pogumno uvajanje novosti, ki pa jih je prej potrebno dodobra spoznati. Raziskovalci in strokovnjaki s področja razvoja ali proizvodnje, kot tudi zaposleni v poslovnem sektorju, ste vljudno vabljeni na konferenco SLOTRIB, ki omogoča, da v neposrednih medsebojnih stikih pridobite novo znanje, izmenjate svoje izkušnje ali probleme ter vzpostavite nove znanstvene, strokovne in tržne povezave. V okviru enodnevnega posvetovanja lahko zainteresirani predstavite svoje delo v obliki referata ali posterja. Naslov prispevka s povzetkom dela v približno 200 besedah pošljite kontaktni osebi do 30. junija 2014. Avtorje bomo do 7. julija 2014 obvestili o uvrstitvi v program posvetovanja in jim poslali navodila za pripravo prispevka. Sprejeta dela (poster ali predstavitev) bodo objavljena v zborniku. Predviden je tudi razstavni prostor za predstavitev opreme, sredstev in storitev, povezanih s področji ekologije, tribologije, maziv, hladilno mazalnih sredstev, alternativnih goriv ter materialov in relevantnih aplikacij. Sponzorji in razstavljavci lahko svoj oglas objavijo tudi v zborniku posvetovanja. REGISTRACIJA Kotizacija za posvetovanje znaša 150,00 EUR in vključuje program, zbornik referatov, kosilo ter udeležbo na predavanjih in ogled razstave. Podrobnejše informacije bodo predstavljene v drugem pozivu. Vsi zainteresirani razstavljavci naj se čim prej informativno javijo organizatorju, prav tako smo na voljo ostalim udeležencem za vsa dodatna pojasnila. PROGRAMSKI ODBOR mag. Aleš Arnšek, univ. dipl. inž. Petrol d.d., LJubljana Darko Cafuta, dipl. inž. Tovarna papirja Goričane, Medvode Uroš Gorjanc, univ. dipl. inž. Olma d.d., Ljubljana prof. dr. Dani Juričič, univ. dipl. Inž. Inštitut Jožef Štefan, Ljubljana prof. dr. Mitjan Kalin, univ. dipl. inž. Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo Branko Kus, univ. dipl. kem. Olma d.d., Ljubljana doc. dr. Vojteh Leskovšek, univ. dipl. inž. Inštitut za kovinske matriale in tehnol., Ljubljana dr. Aljaž Pogačnik, univ. dipl. inž. Iskra Mehanizmi d.o.o., Lipnica prof. dr. Jože Vižintin, univ. dipl. inž. Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo dr. Boštjan Zajec, univ. dipl. inž. Hidria Rotomatika, Spodnja Idrija ORGANIZACIJSKI ODBOR dr. Boris Kržan, univ. dipl. inž. Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo dr. Rok Simič, univ. dipl. fiz. Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo Blaž Žugelj, mag. inž. str. Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo Eva Oblak, univ. dipl. inž. Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo Marko Polajnar, univ. dipl. inž. Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo Joži Sterle, dipl. upr. org. Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo Franci Kopač Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo POMEMBNI DATUMI 20. 5. 14 Prvo obvestilo 30. 6. 14 Rok za oddajo povzetkov 07. 7. 14 Obvestilo o uvrstitvi prispevka v program in podrobna navodila za pripravo prispevka 17. 9. 14 Rok za oddajo prispevkov Prijava razstavljavcev 20. 10. 14 Drugo obvestilo in program posvetovanja 27. 10. 14 Plačilo kotizacije 11. 11. 14 Posvetovanje KONTAKTNA OSEBA Joži Sterle Bogišičeva 8 1000 Ljubljana Tel.: 01/4771-460 Faks: 01/4771-469 E-mail: iozi.sterle@tint.fs.uni-li.si www.tint.uni-j.si SLOVENSKO DRUŠTVO ZA TRIBOLOGIJO PRVO OBVESTILO SLOTRIB 2014 POSVETOVANJE O TRIBOLOGIJI, MAZIVIH IN TEHNIČNI DIAGNOSTIKI 11. NOVEMBER 2014 GOSPODARSKA ZBORNICA SLOVENIJE LJUBLJANA Internet stvari in senzorska omrežja za ocenjevanje delovnega okolja in vzdrževanje na osnovi stanja Damir HUSEJNAGIČ, Boža PUSTOVRH MARTINČIČ, Peter ŽNIDARIČ, Toni PROŠEK, Borut RIHTARŠIČ Izvleček: Proizvodna podjetja strojne opreme še vedno pristopajo k vzdrževanju reaktivno in v nekaterih primerih preventivno, kar je zastarelo in neučinkovito. Cilj je, da z uporabo novih tehnologij in z uvedbo vzdrževanja na osnovi stanja zmanjšamo tako stroške vzdrževanja kot tudi izgub zaradi nepričakovanih izpadov. Sistem za ocenjevanje delovnega okolja in vzdrževanje na osnovi stanja je razvit z upoštevanjem standardov ISO13374, IEEE1451, OSA-CBM in OSA-EAI. Je samostojen modul z možnostjo integracije v obstoječe sisteme. Osnovni gradniki so pametna vozlišča, sestavljena iz mikrokrmilnika, analogno-digitalnega pretvornika, različnih senzorjev, komunikacijskega vmesnika ter napajalnega modula. Njihova naloga je zajem podatkov iz senzorjev, matematična obdelava ter pošiljanje rezultatov na strežnik. Med seboj so povezana v senzorsko omrežje z različnimi tehnologijami. V prispevku so predstavljene predvsem rešitve s področja meritev okoljskih parametrov, ki so sicer kot dopolnilni podatki vključeni v algoritme za ocenjevanje stanja. Senzorska omrežja za meritev okoljskih parametrov so uporabna tudi za oceno stanja delovnega okolja skladno z zakonom o Varnosti in zdravju pri delu. Sistem omogoča spremljanje, nadzor in ocenjevanje dejavnikov delovnega okolja ter opozarjanje ob odstopanjih na isti način kot pri spremljanju stanja strojev in opreme, zato je enostavno razširljiv na ostala področja, npr. arhive, skladišča itn. Predstavljeni sistem je bil razvit znotraj Kompetenčnega centra Sodobne tehnologije vodenja na razvojnem projektu RRP5, ki je potekal od 1. 1. 2011 do 31.12. 2013. Ključne besede: vzdrževanje na osnovi stanja, pametna vozlišča, senzorska omrežja, merjenje okoljskih parametrov ■ 1 Uvod Upravljanje vzdrževanja industrijskega obrata predstavlja kompleksno dejavnost, ki vključuje obdelavo velike količine informacij iz različnih virov (oprema, stroji in delovno okolje). Vzdrževanje predstavlja dejavnost, ki se izvaja v vseh sektorjih in na vseh delovnih mestih zato, da oprema, stroji in delovno okolje ostajajo varni in zanesljivi [1]. Mag. Damir Husejnagič, univ. dipl. inž., mag. Boža Pustovrh Martinčič, univ. dipl. inž., Peter Žnidarič, dipl. inž., Toni Prošek, univ. dipl. inž., mag. Borut Rih-taršič, univ. dipl. inž., vsi Lito-strojPower, d. o. o., Ljubljana Današnji postopki vzdrževanja so žal po večini še vedno kurativni, tj., ko se napaka na opremi že pojavi. V najboljšem primeru pa se uporablja preventivno vzdrževanje v obliki periodičnih postopkov, kjer je poudarek na periodičnem ali načrtnem vzdrževanju zaradi preprečevanja zastojev in odpovedi opreme. Pri slednjih se vzdrževalni poseg opravi v predpisanih intervalih, npr. enkrat letno, pri čemer se zamenjajo komponente po predpisih proizvajalca opreme ne glede, ali je to res potrebno ali ne. Ideja prediktivnega vzdrževanja (angl. condition based maintenance) je v tem, da je oprema ves čas pod nadzorom, pri čemer se poseg opravi pravočasno in le takrat, ko je to zares potrebno[2]. Veliko raziskav je bilo opravljenih na področju sodobnih postopkov za nadzor stanja, diagnostiko napak ter prognostiko in so osnova prediktivnega vzdrževanja. Kljub temu pa je uporaba prediktivnega vzdrževanja v industriji danes še sorazmerno redka. Razlogov za to je več: • sorazmerno visoki vstopni stroški za implementacijo obstoječih platform, • pomanjkanje domenskih znanj s področja diagnostike in progno-stike, saj so le-ta večinoma koncentrirana v specializiranih centrih v okviru velikih korporacij, • reorganizacija vzdrževalnih procesov, kar terja dodatno izobraževanje kadrov znotraj tovarn. Zahvaljujoč novim komunikacijskim tehnologijam ter cenovno ugodnim zmogljivim generacijam procesorjev in senzorjev so nastali pogoji za izvedbo diagnostičnih sistemov, ki so zmogljivi, cenovno dostopni in primerni za širši nabor industrijskih pogonov in naprav. To je temeljno izhodišče tega članka. V prispevku sta predstavljena koncept in izvedba sistema za sprotni nadzor stanja opreme, strojev in delovnega okolja za odkrivanje morebitnih napak v zgodnji fazi, zmanjševanje zastojev in vzdrževalnih stroškov sistema ter prilagoditev delovnega okolja opravilom zaposlenih. Koncept je izdelan z upoštevanjem standarda MIMOSA OSA-EAI. Jedro sistema je informacijski sistem, ki omogoča zajem, shranjevanje ter obdelavo različnih signalov. Platforma temelji na pametnih vozliščih in odprtokodnih rešitvah. V nadaljevanju je podrobno opisana vsaka komponenta sistema. ■ 2 Stanje in povzetek obstoječih informacijskih rešitev Na tržišču obstajajo različni sistemi za vzdrževanje na osnovi stanja opreme, strojev in delovnega okolja, vendar večina teh sistemov ni razšir-ljiva ali medsebojno kompatibilna. Za sisteme, ki jih ponujajo različni prodajalci, je lahko proces vključevanja v obstoječe informacijske sisteme v podjetju problematičen, saj imajo mnogi sistemi svoje edinstvene vmesnike za izmenjavo podatkov. Po drugi strani senzorska omrežja za spremljanje stanja strojev in ocenjevanje delovnega okolja generirajo velike količine podatkov. Zagotoviti je treba združljivost z obstoječimi informacijskimi sistemi z uporabo odprtega standarda za upravljanje, izmenjavo podatkov in integracijo aplikacij. Večina obstoječih sistemov pošilja neobdelane podatke od senzorskih vozlišč do centralnih računalnikov za nadaljnje procesiranje z uporabo nizkonivojskega komunikacijskega protokola. Pri tem ne uporabljajo standardnih vmesnikov, kar predstavlja ključno pomanjkljivost pri medsebojnem povezovanju in delovanju različne opreme in sistemov. 2.1 Standardi na področju sistemov za prediktivno vzdrževanje ISO 13374 je standard, ki opisuje modularno zgradbo diagnostičnega sistema. S tem se želi doseči večja medsebojna povezljivost komponent diagnostičnega sistema in zunanjih sistemov. Druga dva pomembna standarda je predlagalo združenje MIMOSA (Machinery Information Management Open Systems Alliance)[3]. Prvi, standard OSA-CBM (Open Systems Architecture for Condition Based Maintenance), je implementacija standarda ISO 13374. Drugi, standard OSA-EAI (Open Systems Architecture for Enterprise Application Integration), je skladen z arhitekturo za nadzor stanja in diagnostiko, ki jo predlaga standard ISO 13374. OSA-EAI ponuja odprt standard za izmenjavo podatkov na pomembnih področjih, kot so diagnostika in napovedovanje, prenos vibracijskih podatkov, podatkov o parametrih olja in informacije o zanesljivosti. Slika 1. Zgradba diagnostičnega sistema [6] Ventil 20 /2014/ 4 Sistem MIMOSIN OSA-EAI ponuja prednosti za uporabnike (vzdrževalce), razvijalce tehnologije in proizvajalce komponent. Prednost za uporabnike je ta, da lažje integrirajo informacije o vzdrževanju opreme, na razpolago imajo širši nabor programske opreme za aplikacije. Integracija programske opreme kakor tudi njeno vzdrževanje sta cenejša. Za proizvajalce tehnologij MIMOsA OSA-EAI razširja trg in omogoča večjo osredotočenost razvojnega dela na vsebinske aktivnosti, namesto na ukvarjanje s platformo. OSA-EAI omogoča ponovno uporabo programske opreme (angl. re-usability), kar je pomembno zlasti pri razvoju. Komponente, ki so že razvite, je možno le z manjšimi spremembami ali povsem brez sprememb ponovno uporabiti v drugih aplikacijah. ■ 3 Zasnova diagnostičnega sistema Zgradba diagnostičnega sistema se lahko razdeli na več nivojev, kar je prikazano na sliki 1. Na najnižjem nivoju so na posameznih strojih nameščeni različni senzorji. Povezani so na eno ali več manjših naprav, t. i. pametna vozlišča, ki opravljajo zajem in osnovno obdelavo izmerjenih podatkov, rezultate pa pošiljajo v centralni nadzorni sistem. Posamezni moduli nadzornega sistema (diagnostični agenti) izvajajo nadaljnjo obdelavo prejetih podatkov iz pametnih vozlišč. Na najvišjem nivoju je zgrajen spletni uporabniški vmesnik, ki vzdrževalce informira o trenutnem stanju nadzorovane opreme. Prav tako omogoča vzdrževalcem vnos in pregled opravljenih vzdrževalnih posegov na strojih in napravah. Vsi podatki in informacije o stanju naprav se pridobivajo, shranjujejo in posredujejo v elektronski obliki. Končni uporabniki lahko do-stopajo do želenih informacij preko stacionarnih računalnikov oziroma mobilnih naprav (tablice, telefoni). ■ 4 Uporaba platforme Microsoft .NET Gadgeteer za pametna vozlišča Microsoft .NET Gadgeteer[3] predstavlja platformo za hitro izdelavo Slika 2. Platforma Microsoft .NET Gadgeteer prototipov vgradnih sistemov in elektronskih pripomočkov (slika 2). Platforma je zgrajena na ogrodju Micro .NET Framework, ki omogoča programiranje vgradnih sistemov v programskem jeziku C# z uporabo orodja MS Visual Studio za programiranje in razhroščevanje. Posamezne module NET Gadgeteer je mogoče zlahka priključiti skupaj in zgraditi preproste in sofisticirane naprave. Vsak modul dodaja nekaj dodatnih zmogljivosti, kot so senzo-riranje okolja, komuniciranje z drugimi napravami, sposobnost za prikazovanje slik, predvajanje zvokov ali interakcijo z uporabniki. Osnovni gradnik je pametno vozlišče, ki je sestavljeno iz mikrokrmilnika, ana-logno-digitalnega pretvornika, različnih senzorjev, komunikacijskega vmesnika in napajalnega modula. Naloge vozlišča so zajem podatkov iz senzorjev, njihova matematična obdelava in pošiljanje rezultatov strežniku. Pametna vozlišča lahko povezujemo v senzorsko omrežje z različnimi tehnologijami. Najbolj robustna povezava je Ethernet, ki omogoča prenos večje količine podatkov v realnem času. Uporabljata pa se tudi brezžični povezavi Wi-Fi in ZigBee. Povezava ZigBee je zanimi- va za vozlišča z majhnim prenosom podatkov, saj je cenovno ugodna in ima majhno porabo energije, kar je še posebej pomembno v primerih, ko se vozlišče napaja iz baterije. ■ 5 Standard MIMOSA OSA EAI Standard MIMOSA [4] vsebuje množico navodil za integracijo vzdrževanja v informacijsko verigo podjetja. Informacijska osnova sistema je relacijska baza podatkov, ki določa format podatkov vseh komponent vzdrževalnega sistema. Poleg tega MIMOSA definira še način komuniciranja med posameznimi procesi vzdrževanja. Implementacija sistema MIMOSA obsega dva segmenta: • podatkovno bazo, • šest obdelovalnih modulov. Nadzorni sistemi, izdelani z upoštevanjem standarda MIMOSA OSA--EAI, vsebujejo šest logičnih obdelovalnih modulov. Moduli so med seboj povezani v verigo, ki je ponazorjena na sliki 3. Prva dva modula (zbiranje podatkov, generiranje zna- Slika 3. Postopki diagnostičnega in prognostičnega sistema čilk) sta pogosto implementirana na opremi za zajem, predvsem takrat, ko gre za vgrajene sisteme. Tretji modul (detekcija) preverja, ali so zajeti signali v predpisanih mejah. Naslednja dva modula (diagnostika, prognostika) vsebujeta glavno funkcionalnost sistema. Njun izhod sta informaciji o trenutnem stanju strojev in o pričakovani življenjski dobi. Na podlagi teh dveh informacij zadnji modul (generiranje nasvetov) ustvari seznam možnih ukrepov. ■ 6 Testna implementacija sistema Sistem za ocenjevanje delovnega okolja in vzdrževanja na osnovi stanja je implementiran na dveh ključnih strojih v delavnici podjetja Litostroj Power. Osnovni gradniki sistema so pametna vozlišča (vgradni sistemi za merjenje temperature na pogonskem motorju stroja, merjenje temperature in vlage v elektroomari stroja, merjenje temperature in vla- ge v okolici stroja, vgradni sistem za ocenjevanje ustreznosti delovnega okolja pri delavcu) in centralni informacijski sistem, skladen s standardom MIMOSA OSA-EAI. 6.1 Podatkovni model Standard OSA-EAI se lahko opiše z relacijskim modelom z imenom CRIS (Common Relational Information Schema). CRIS definira osnovne entitete za vzdrževanje opreme, atribute, pripadajoče tipe in relacije med entitetami. Specifikacije za CRIS vsebujejo skripte SQL za generiranje baze s tabelami, ki predstavljajo te entitete. Na voljo je tudi skripta SQL, ki napolni nekatere osnovne tabele in šifrante s podatki. Pri razvoju opisane rešitve sta bili uporabljeni obe omenjeni skripti ter generirali podatkovni model v obliki podatkovne baze na strežniku MS SQL 2012. Podatkovni model je zelo obsežen, saj je rezultat skripte približno 400 različnih tabel, ki so med seboj v različnih relacijah. Primarni ključi na teh tabelah so običajno sestavljeni iz več polj in zato dokaj kompleksni. Ob implementaciji sistema je prvi korak vnos osnovnih podatkov in šifrantov. Najprej je treba prepoznati minimalni nabor tabel za delujočo rešitev (slika 4). Pri tem je treba upoštevati dejstvo, da mora biti aplikacija primerna za vse tipe podjetij kot tudi za storitveno podjetje, ki vzdržuje stroje in naprave v različnih podjetjih. Osnovni šifranti rešitve so: • Enterprise: osnovni podatki o podjetju, • Site: del podjetja, • Segment: stroj ali naprava, • Asset: deli strojev in seznam senzorske opreme, • Transducer: senzorska oprema na merilnem mestu, • Data_Source: vir podatkov - npr. zunanji sistem, pametno vozlišče, • Agent: fizični objekt (oseba, skupina, organizacija ali inteligentni program), ki lahko izvaja delo, diagnosticira in določa stanje stroja, • Meas_location: opisano mesto meritve na nekem stroju oziroma delu stroja, • Logistic_resource: šifrant proizvodnih sredstev (material, delovna sila). V tabelo dbo.meas_location, v polje user_tag_ident, se vpisuje vnaprej definirana oznaka merilnega mesta (oznaka se v tabeli ne sme ponavljati). Spletni grafični vmesnik za dostop do podatkovne zbirke MIMOSA je izdelan z uporabo tehnologije ASP. NET MVC (Model View Controller) in vmesnika za objektno-relacijsko preslikavo (ORM - Object Relational Mapping) Entity Framework. Vsebina spletnega grafičnega vmesnika je razdeljena na štiri dele (slika 5): • vnos šifrantov, • vnos intervencij, • vpogled v podatke, • stanje strojev. Za uporabnika je pripravljeno [slika 6): • vnos novega podatka (»Create New«) - za vse šifrante je uporabljen objekt »spustni seznam«, Slika 4. Tabele podatkovne zbirke za vnos šifrantov tako da uporabnik lahko le izbira med obstoječimi možnostmi. Pri podatkih, kjer sta vnos ali oblika vnosa (npr. številke, velike črke) obvezna, se pri pomanjkljivem ali nepravilnem vnosu prikaže opo- zorilo. Za ostala polja je vnos prost; pogled na vse podatke - seznam vseh vnosov, prikazani so le pomembni podatki. Podatki, ki so namenjeni povezavam v ozadju podatkovne zbirke, zaradi pregle- dnosti tu niso prikazani; detajlni pogled na posamezno vrstico (»Details«) - za posamezno vrstico, ki zanima uporabnika, lahko pogleda vse podatke, tudi tiste, ki so v splošnem pregledu ostali skriti; Slika 5. Vstopno okno spletnega poročilnega sistema 282 Slika 6. Uporabniški vmesniki spletne aplikacije • sprememba vnosa (dopuščena je možnost, da se uporabnik pri vnosu zmoti, zato mu je omogočeno, da svojo napako sam popravi -»Edit«), vendar samo tistih podatkov, ki ne rušijo konsistentnosti; popravljanje je namreč možno v katerikoli fazi, tudi ko so podatki že uporabljeni kot šifrant pri vnosih v naslednje tabele; • brisanje podatkov - zaradi možnosti in ohranjanja zgodovine je sprejeta odločitev, da ni možnosti brisanja. Ob prvem vnosu imajo vsi objekti status »Active«, uporabnik pa lahko kasneje status spremeni v »Inactive« ali »Soft Deleted«. 6.2 Moduli za zajem podatkov Posamezne meritve se izvajajo na merilnih lokacijah, ki so fizična mesta na opremi, delovnem okolju, stroju ali delu stroja. Običajno je vsako merilno mesto opremljeno z lastnim senzorjem, ki je povezan z modulom za zajem podatkov (pametno vozlišče). Moduli za zajem podatkov so zgrajeni na platformi Microsoft .NET Gadgeteer. Programska oprema pametnih vozlišč je izdelana v razvojnem okolju MS Visual Studio in je sestavljena iz različnih programskih modulov za komunikacijo s senzorji, brezžično komunikacijo ZigBee in mrežno komunikacijo TCP/IP. Na prvem stroju so postavljeni trije moduli za zajem podatkov: • vgradni sistem za merjenje temperature in vlage v elektroomari stroja, • vgradni sistem za merjenje temperature in vlage v okolici stroja in • vgradni sistem za ocenjevanje ustreznosti delovnega okolja pri delavcu. Prva dva vgradna sistema sta povezana v brezžično omrežje ZIGBEE. Podatki o temperaturi in vlagi v okolici stroja se pošiljajo do vgradnega sistema - koordinatorja v elektroomari stroja, ki je zadolžen za prenos meritev do strežnika. Vgradni sistem za ocenjevanje ustreznosti delovnega okolja (prepih, osvetlitev, temperatura, vlaga) je postavljen zraven konzole za krmiljenje stroja in preko povezave TCP/IP prenaša meritve do strežnika. Na drugem stroju je postavljen vgradni sistem za merjenje temperature na pogonskem motorju stroja, ki direktno prenaša meritve do strežnika preko povezave Ethernet. Vsi vgradni sistemi uporabljajo spletno storitev vmesnega programja (RESTful Web API Service middleware) za prenos meritev v podatkovni strežnik [5]. Pred vpisom meritve je treba definirati šifrant merilnih mest v tabeli meas_location. Za identifikacijo me- Slika 7. Pametna vozlišča trezžičnega senzorskega omrežja ZIGBEE za zajem podatkov iz elektroomare stroja rilnega mesta se pri vpisu meritve uporablja polje user_tag_ident iz tabele meas_location. Za vpis meritve se uporabljajo naslednje tabele: • meas_event: seznam vseh dogodkov, ki predstavljajo izvedbe meritev, • mevent_num_data: za vpis ska-larnih vrednosti meritev, • sp_ampl_data: za vpis vektorskih vrednosti meritev (vibracije), • sp_stream: opisuje, kateri postopek za obdelavo signalov je bil uporabljen pri izračunu zna-čilke v tabeli sp_ampl_data. Vsi podatki, ki jih zbirajo senzorji, se zapisujejo v tabele. Tabelarični prikaz je sicer vedno dosegljiv, ljudje pa podatek lažje pretvorijo v informacijo, če je v grafični obliki. V razvoju je aplikacija, ki bo omogočala prikaz trendov v časovnem obdobju. Trenutno aplikacija omogoča prikaz dveh ali štirih soodvisnih parametrov v časovnem obdobju. Na spodnjem grafu je prikaz meritve temperature in vlažnosti v ele-ktroomari stroja iz tabele mevent_ num_data (slika 8). Slika 8. Meritev temperature in vlažnosti v elektroomari stroja 284 Tabela 1. Ocena stanja Vrednost Lestvica stanja (%) Opis 1 0 najslabše stanje 2 25 slabo stanje 3 50 zmerno stanje 4 75 zelo dobro stanje 5 100 odlično stanje Slika 9. Spletni grafični vmesnik za prikaz diagnostičnih podatkov Diagnostika se lahko izvaja na posameznem delu opreme, delovnega okolja, stroja ali pa na celem stroju. Od tega je tudi odvisno, v katere tabele se vpisujejo diagnostični podatki. Za diagnostiko meritev se uporabljajo naslednje tabele: • segment_event: različni dogodki, ki so se zgodili na posameznem stroju, • segment_health: ocene stanj na posameznem stroju, asset_event: različni dogodki, ki so se zgodili na posameznem delu stroja, asset_health: ocene stanj na posameznem delu stroja, sg_as_event_type: tip dogodka, ki se zgodi na posameznem stroju, health_level_type: seznam možnih stanj za stroj ali del stroja, change_patt_type: seznam možnih trendov za stanja. V tabelo segment_event in asset_ event se vnaša stroj ali del stroja in tip dogodka iz šifranta sg_as_event_ type. V tabelo segment_health in asset_health se vnaša stroj ali del stroja, za katerega se določa stanje, agenta, ki določa oceno trenutnega stanja, oceno trenutnega stanja iz šifranta dbo.health_level_type in trend stanja iz šifranta dbo.chan-ge_patt_type. Razviti programski modul diagnostičnega sistema za stalni nadzor zdravja, opreme, delovnega okolja, dela stroja ali stroja (LikiCBMAsse-tHealth diagnostic agent) v celoti nadzoruje izmerjene mejne vrednosti in vpisuje diagnostične podatke v tabelo za oceno stanja opreme, stroja ali delovnega okolja. Po standardu MIMOSA je definiranih pet ocen stanja opreme, stroja ali delovnega okolja (tabela 1). Spletni grafični vmesnik (slika 9) sicer omogoča vizualizacijo do 15 različnih diagnostičnih podatkov, ki vplivajo na končno oceno stanja, vendar je zaradi preglednosti v aplikaciji omejitev na največ 7. Podatki s senzorjev, ki se direktno zapisujejo v tabele, so potrebni, niso pa zadostni za oceno stanja stroja. Tako vzdrževalci kot tudi operaterji na stroju opravljajo razne posege, ki posredno ali neposredno vplivajo na rezultate meritev. Brez vedenja, da je bilo na stroju nekaj narejeno, bi pri analiziranju podatkov lahko Slika 10. Prikaz seznama vzdrževalnih posegov v obliki spletnega poročila napačno sklepali in posledično tudi napačno prognozirali. Podatkovna baza MIMOSA omogoča vnos informacij o opravljenih posegih in pri tem uporabljenih/vgrajenih materialih (slika 10). ■ 7 Uporabnost sistema Generičnost modela omogoča preprosto uporabo predstavljenega sistema tudi na drugih področjih, ne le na področju vzdrževanja. Prostori, kjer se hranijo produkti (arhivi, knjižnice, skladišča, vinoteke ipd.) in je treba v njih zagotavljati določeno klimo, se zelo enostavno vključijo. Moduli za on-line merjenje vlage in temperature so enaki ne glede na mesto postavitve kakor tudi vsi algoritmi. Le meje, ki določajo zdravje sistema, je treba prilagoditi konkretni zahtevi. V podjetju je bil tako zelo preprosto, brez dodatnega programiranja, z opisanimi moduli opremljen centralni arhiv. ■ 8 Zaključek V članku je predstavljen koncept interneta stvari in senzorskega omrežja za ocenjevanje delovnega okolja in vzdrževanja na osnovi stanja. Osnova sistema so pametna vozlišča, ki opravljajo zajem podatkov s senzorjev in njihovo osnovno obdelavo, rezultate pa pošiljajo v central- ni sistem v hrambo in nadaljnjo obdelavo. Centralni sistem sestavljata podatkovna zbirka in aplikacija za obdelavo in prikaz podatkov. Tako na strani zajema kot na strani prikaza podatkov so uporabljene moderne tehnologije, kot so platforma .NET Gadgeter, povezava ZigBee in tehnologija ASP.NET MVC z vmesnikom ORM za izdelavo spletnega grafičnega vmesnika, kar omogoča dostop tudi z mobilnimi napravami. Sistem je fleksibilen, omogoča enostavno prilagajanje potrebam uporabnika in je enostavno razšir-ljiv tako z novimi senzorji kot na nova področja uporabe. Preverja posamezne parametre glede na postavljene mejne vrednosti in z elektronsko pošto in/ali SMS-sporočili obvešča o odstopanjih. V trenutni verziji aplikacije je osnova za napoved bodočega stanja trend izmerjenih vrednosti. Sistem po določenem času delovanja omogoča analiziranje medsebojnih vplivov merjenih vrednosti na obnašanje opazovanega objekta. Rezultati analiz so osnova za razvoj algoritmov za napovedovanje zdravja. Razvoj algoritmov, ki bodo že ob manjših odstopanjih merjenih vrednosti, ki so sicer v dopustnih mejah, zaznali možne težave in to upoštevali pri ocenjevanju zdravja, je potreben in predstavlja izziv za nadaljnje razvojno raziskovalno delo. Viri. [1] A. Crespo Marquez and N. D. Jatinder Gupta. "Contemporary maintenance management: process, framework, and supporting pillars." Omega - The International Journal of Management Science, vol 34, pp. 313-326, 2006. [2] M. Gašperin, D. Juričič, P. Bo-škoski, J. Vižintin. Model-based prognostics of gear health using stochastic dynamical models. Mechanical Systems and Signal Processing, Vol. 25, No. 2, str. 537-548, 2011. [3] Microsoft Research .NET Gadge-teer (2013) Available at http:// research.microsoft.com/en-us/ projects/gadgeteer/ (accessed: 18 June 2014). [4] MIMOSA (2013) Open System Architecture for Enterprise Application Integration V3.2.3. Available at http://www.mimosa. org/ (accessed: 18 June 2014). [5] Fielding RT (2000) Architectural Styles and the Design of Network-based Software Architectures, PhD dissertation, University of California, Irvine. [6] Senzorska omrežja za ocenjevanje delovnega okolja, Litostroj-Power, d. o. o., Odsek za sisteme in vodenje, Institut Jožef Stefan. Available at http://www.kcstv.si/ wp-content/uploads/2014/01/5--nii52_litostroj_SI.pdf. Internet of Things and Sensor Networks for Assesment of Work Environment and Condition-based Maintenance Abstract: As a rule, the companies that manufacture machinery still have a reactive and sometimes preventive approach to maintenance, which is out-of-date and has proven inefficient. The purpose of our project is to lower maintenance costs and loss due to defects by using new technologies and introducing condition-based maintenance. The system for the assessment of work environment and condition-based maintenance has been developed in accordance with ISO13374, IEEE1451, OSA-CBM and OSA-EAI standards. It is an independent module which allows integration into existing systems. The basic parts are smart nodes composed of a microcontroller, analog-digital transducer, various sensors, an interface and a power supply module. The function of a smart node is the acquisition of data collected by the sensors, data processing with the use of mathematical methods, and sending the results to the interface. The parts are interrelated within a sensor network with different communication technologies. This paper focuses on the solutions for the measurement of work environment parameters, which are an additional input in the algorithms for condition assessment. Such sensor networks for the measurement of environmental parameters can also be used for work environment condition assessment as defined in the Occupational Health and Safety Act. More precisely, our system enables the monitoring, supervision and evaluation of work environment parameters and signalization of deviations with the same methods that are used in the actual observation of the condition of machinery and equipment, which makes it applicable to other areas, such as archives, storerooms, etc. The presented system has been developed in collaboration with partners from the Modern Management Technologies Competence Center. Key words: condition-based maintenance, smart nodes, sensor networks, measurement of environmental parameters H ■/ Ä 4 flVENTICS FOKUS NOVA GENERACIJA PNEVMATIKE "Včeraj Rexroth Pneumatics, danes in v prihodnosti: AV^TICS. Z odličnimi produkti naših divizij pnevmatike, pomorske pnevmatike, transportnih verig in tovornih vozil bomo nadaljevali našo zgodbo o uspehu pod novo znamko. AVENTICS je sinonim za sveže ideje, odlično fleksibilnost in maksimalno fokusirana na naše kupce. Lo^rčo Sinergija premikanja! si- 2000 Maribor ,., „ Tel.: +386 2 42 92 660 Hldravllka. Pnevmatlka. Fax.: +386 2 42 05 550 Linearna tehnika. www.la-co.si LA & CO. d.o.o. Limbuška cesta 42 Rexroth Pneumatics Podjetje LA & CO. d.o.o. je kot strokovnjak za hidravliko uspešno opravil certifikacijski postopek proizvajalca Rexroth Bosch Group za certifi-cirano servisno točko. S tem procesom smo pridobili certifikat za cer-tificiran servisni center na področju industrijske in mobilne hidravlike. Naše podjetje je tako postala edina certifici-rana servisna točka na območju bivše Jugoslavije. Montaža in umerjanje on-line senzorjev za nadzor stanja olja v v Vito TIČ, Milan KAMBIČ Izvleček: Danes se še vedno mnogo maziv zavrže, ko so še v popolnoma dobrem stanju, saj se običajno zamenjujejo v konstantnih (najpogosteje časovnih) intervalih, pri čemer se ne upošteva njihovega dejanskega stanja. Zgodi pa se lahko tudi nasprotno - stanje maziva se lahko med konstantnim intervalom nenadoma poslabša, kar lahko privede do večje poškodbe stroja. Zato v podjetju OLMA, d. d., našim partnerjem že vrsto let ponujamo spremljanje stanja maziv na osnovi periodičnih analiz v lastnem kemijskem laboratoriju, kar nam omogoča prilagajanje intervalov menjav maziv njihovemu dejanskemu stanju. V zadnjem desetletju smo svoje raziskovalne aktivnosti usmerili tudi v on-line nadzor stanja maziv ter posredno strojev, kjer so vgrajena. Ena od poglavitnih prednosti tovrstnih sistemov je vsekakor stalni nadzor stanja maziva v realnem času, pri čemer lahko sistem zazna tudi nenadna poslabšanja stanj in sproži alarmno obvestilo, še preden pride do nastanka katastrofalnih posledic. Na ta način sodobni on-line sistemi uporabniku zagotavljajo najvišjo stopnjo zanesljivosti obratovanja in mu omogočajo podaljševanje vzdrževalnih ciklov ter intervalov menjav maziv. Ker pa je on-line merjenje stanja olja vsekakor veliko bolj zapleteno, kot na primer merjenje tlaka ali temperature, moramo za zanesljivo in natančno delovanje on-line senzorjev nameniti posebno pozornost pravilni montaži in kalibraciji senzorjev. Ključne besede: hidravlične tekočine, on-line nadzor stanja, relativna vlažnost, viskoznost, dielektrična konstanta, stopnja čistosti ■ 1 Uvod Kot smo že omenili, sta največji prednosti on-line analiz v primerjavi s klasičnimi laboratorijskimi analizami kontinuirana meritev in zanesljivo odkrivanje nenadnih oz. nepredvidljivih dogodkov, saj je napaka odkrita tako rekoč v realnem času. Naslednja prednost je beleženje trenda meritev, saj se običajno pri izvajanju on-line analiz za zajemanje podatkov uporabljajo avtomatizirani sistemi, ki hranijo tudi zgodovino rezultatov meritev [1]. On-line spremljanje stanja ima seveda tudi svoje omejitve, med katerimi je potrebno izpostaviti predvsem omejeno število razpoložljivih sen- Dr. Vito Tič, univ. dipl. inž., mag. Milan Kambič, univ. dipl. inž., oba OLMA, d. d., Ljubljana zorjev oz. veličin, ki jih lahko spremljamo. Prav tako se parametri, ki jih merimo z on-line senzorji, običajno razlikujejo od parametrov, ki jih določamo z laboratorijskimi analizami, zato neposredna primerjava med njimi ni mogoča. Nenazadnje pa je za interpretacijo meritev običajno potrebno izvesti kalibracijo senzorjev, ki je veljavna le za posamezno vrsto hidravlične tekočine [1]. Zaradi omenjenih omejitev je on-line spremljanje stanja hidravličnih tekočin, za razliko od meritev tlaka ali temperature, veliko bolj kompleksno. Stanje olja namreč ni odvisno le od posameznega parametra, temveč od več hkrati. V odvisnosti od obremenitve, vrste olja in drugih mejnih pogojev se stanje olja tudi spreminja [2]. Pri načrtovanju in izvajanju oddaljenega nadzora stanja hidravličnih naprav je za dosego kvalitetnih me- rilnih podatkov ključnega pomena več dejavnikov, kot npr: - izbira ustreznih senzorjev, - ustrezna vgradnja senzorjev, - ustrezno mesto zajemanja vzorca iz hidravličnega sistema (reprezentativnost vzorca), - ustrezna povezava senzor-eno-ta za zajemanje in obdelavo podatkov, - dodatni ukrepi za izboljšanje natančnosti in verodostojnosti meritev. Z ozirom na zgoraj navedene točke se prispevek v nadaljevanju osredo-toča na predstavitev konceptov in ukrepov za doseganje ustrezne kvalitete merilnih podatkov ter izboljšanje natančnosti on-line meritev. ■ 2 On-line senzorji V sklopu on-line spremljanja stanja hidravličnih tekočin so se do danes najbolj uveljavile meritve: - temperature, - relativne vlažnosti, - viskoznosti, - dielektrične konstante, - električne prevodnosti - in stopnje čistosti. Omenjene metode ter pripadajoče senzorje smo že večkrat podrobneje predstavili v različni literaturi [3-5], v glavnem pa jih delimo na dve skupini, in sicer na senzorje za zaznavanje fizikalno-kemijskih parametrov tekočine ter na števce delcev. Pred izvedbo ukrepov za izboljšanje meritev vsekakor velja posebno pozornost posvetiti vgradnji oz. povezavi senzorskega sistema v nadzorovani hidravlični sistem, saj lahko samo mesto vgradnje senzorjev oz. mesto odvzema hidravlične tekočine močno vpliva na točnost meritev. ■ 3 Načini vgradnje senzorjev On-line senzorje za spremljanje stanja maziv lahko v osnovi namestimo na štiri različne načine oz. mesta, in sicer: - v rezervoar, - na povratni vod, - na tlačni vod - in v obtočni sistem. 3.1 Namestitev senzorjev v rezervoar S stališča vgradnje je največja razlika med senzorji fizikalno-kemijskih lastnosti tekočine in med števci delcev ta, da števci delcev za svoje delovanje oz. merjenje potrebujejo določen pretok tekočine skozi senzorski element, ki običajno znaša med 30 in 300 ml/min. Zato v primeru namestitve senzorjev v rezervoar ne moremo vgraditi števca delcev. Če pa sistem on-line nadzora stanja ne predvideva uporabe števca delcev, se priporoča vgradnja senzorjev v bližino sesalnega voda. V tem predelu rezervoarja je namreč hidravlična tekočina običajno že umirjena, ohlajena in vsebuje minimalno količino kontaminantov (npr. zrak, trdni kontaminanti), ki lahko popačijo merilne rezultate [6]. Ostale tri opcije namestitve nam zagotavljajo pretok hidravlične tekočine skozi senzorski sistem in s tem omogočajo tudi namestitev števca delcev. 3.2 Namestitev senzorjev na povratni vod Zajemanje tekočine na povratnem vodu se sprva zdi najbolj primerno, saj običajno zajemamo tekočino pred filtrskim elementom in s tem merimo stanje tekočine, ki je ravno prepotovala sistem in vsebuje največ kontaminantov oz. informacij o stanju sistema. Pri tem načinu namestitve se običajno izkoristi tlačna razlika na povratnem filtrskem elementu (2 do 5 bar), ki zagotavlja pretok skozi obtočni senzorski sistem. V primeru uporabe števca delcev pa ta majhna tlačna razlika komaj zadostuje za minimalni pretok tekočine skozi števec. Poleg tega je ta pretok nizkotlačni in spremenljiv Slika 1. Različne možnosti namestitve on-line senzorjev glede na viskoznost in temperaturo olja ter glede na zamašenost filtrskega elementa. Ker so izvedena testiranja pokazala, da so on-line števci delcev mnogo bolj natančni pri višjih pretokih (vsaj 100 ml/min) in višjih tlakih (nad 30 bar), je v večini primerov montaža števca delcev na ta način manj primerna. 3.3 Namestitev senzorjev na tlačni vod Pri zajemanju tekočine iz tlačnega voda potrebujemo za senzorskim blokom dodaten regulator pretoka, ki skrbi za konstanten pretok skozi senzorski sistem, ne glede na tlak, viskoznost in temperaturo olja v primarnem hidravličnem vodu. Števec delcev običajno namestimo pred regulator, s čimer je tekočina v števcu izpostavljena visokemu tlaku, ki stisne morebitne zračne mehurčke in s tem izboljša merilno natančnost in stabilnost meritev. Ker ostali senzorji fizikalno-kemijskih lastnosti običajno ne dopuščajo visokih tlakov, jih namestimo za regulator pretoka, kjer je le nizek tlak tekočine (povratni vod v rezervoar). 3.4 Namestitev senzorjev v obtočni sistem Olje lahko zajemamo iz rezervoarja tudi s posebno črpalko in s tem ustvarimo obtočni sistem. Čeprav je takšna izvedba običajno najdražja, nam zagotavlja najboljše oz. najbolj konstantne pretočne razmere skozi senzorski sistem, kar je zlasti pomembno pri uporabi on-line števcev delcev. Pri tem načinu namestitve se pri večjih rezervoarjih pojavlja nevarnost, da tekočino zajemamo iz »mrtvega« področja rezervoarja (kjer tekočina ne kroži, ampak miruje), kar lahko povzroči večje napake v meritvah [7]. ■ 4 Ukrepi za izboljšanje natančnosti in ponovljivosti meritev Poleg dobrega poznavanja pretočnih razmer v primarnem hidravličnem vodu in v senzorskem sistemu je za doseganje kvalitetnih rezultatov on-line meritev pomembno tudi razu- mevanje delovanja senzorjev, skupaj z ovrednotenjem njihovih rezultatov. Za razumevanje delovanja senzorjev in izboljšanja njihove merilne natančnosti smo izvedli več krajših raziskav oz. testov, katerih rezultati so predstavljeni v nadaljevanju. 4.1 Meritev relativne vlažnosti On-line senzorji zaznavajo relativno vsebnost vode v mineralnem olju in jo podajajo v odstotkih. Olje je 100-odstotno nasičeno tedaj, kadar vsebuje maksimalno količino vode pri določeni temperaturi in tlaku -meja zasičenja. V nasprotju pa pri klasičnih kemijskih laboratorijskih analizah olja merimo absolutno vsebnost vode po metodi Karl-Fischer, ki nam poda količino vode v utežnih odstotkih ali ppm. Meja zasičenja lahko občutno variira glede na vrsto merjene hidravlične tekočine oz. glede na različna bazna olja in različne formulacije paketov aditivov mineralnih hidravličnih olj. Zato je smiselno opraviti testiranja, s katerimi določimo mejo zasičeno-sti določenega tipa olja, saj ta predstavlja mejo, nad katero postane vsebnost vode v hidravličnem olju škodljiva. Določanje meje zasičenja z on-line senzorji in po Karl-Fischerjevi metodi smo izvedli po naslednjem postopku. Enemu litru hidravličnega olja smo dodali različne količine vode. Nato smo posamezne vzorce ob segrevanju najprej pomerili z on-line senzorjema in odčitali temperature, pri katerih je posamezni senzor dosegel mejno zasičenost olja z vodo (tj., ko je senzor pokazal relativno vlažnost olja 100 %). Na omenjenih vzorcih smo nato opravili še primerjalne laboratorijske analize absolutne vsebnosti vode po Karl--Fischerjevem postopku. Rezultati Tabela 1. Rezultati meritev meje zasičenja z on-line senzorji in Karl-Fischer-jevo metodo Vzorec Absolutna vsebnost vode po KF (ppm) Temperatura zasičenja (°C) RH = 100 % Senzor S1 Senzor S2 1 65,9 29 29 2 76,1 41 36 3 123,7 49 49 4 149,7 53 53 Slika 2. Meja zasičenja obravnavanega mineralnega hidravličnega olja z vodo meritev so prikazani v tabeli 1 ter na sliki 2. Na podlagi podatkov v tabeli 1 smo lahko poiskali krivuljo, ki podaja mejo zasičenja obravnavanega mineralnega hidravličnega olja z vodo (slika 2). Iz poteka krivulje je razvidno, da je meja zasičenja obravnavanega olja pri delovni temperaturi od 40 do 60 °C med 90 in 180 ppm, kar je dosti nižje od še dopustne meje, ki jo običajno podajajo proizvajalci maziv (500 ppm). 4.2 Meritev viskoznosti Viskoznost hidravlične tekočine je ena izmed njenih najpomembnejših lastnosti, ki jih je potrebno stalno nadzirati. Analizo natančnosti dveh on-line senzorjev za meritev viskoznosti olja smo opravili z mineralnim hidravličnim oljem ISO VG 46 v območj u med 30 in 80 °C. Rezultate prikazuje slika 3, na kateri predstavlja črna črta »dejansko« viskoznost olja, ki smo jo izmerili v kemijskem laboratoriju po postopku ASTM D 445 pri dveh karakterističnih temperaturah, tj. pri 40 in 100 °C. Kinematično viskoznost na celotnem razponu smo nato izračunali s pomočjo poenostavljene Waltherjeve enačbe, ki izvira iz standarda ASTM D341 [8]. Odebeljeni črti (rdeča in zelena) pa predstavljata izmerjene rezultate dveh on-line senzorjev. Rezultati meritve prikazujejo močno odstopanje izmerjenih vrednosti kinematične viskoznosti senzorja S1 in senzorja S2 v primerjavi z dejansko kinematično viskoznostjo. Odstopanje izmerjenih vrednosti je na sliki 3 ponazorjeno tudi v obliki relativne napake meritve (tanjši barvni črti), ki znaša pri senzorju S1 od 50 do 70 % ter pri senzorju S2 od -20 do 40 %. Prikazano odstopanje je vsekakor preveliko in rezultati meritev s takšnima senzorjema bi bili popolnoma neuporabni. Predvidevamo, da takšna odstopanja nastanejo, ker so senzorji tovarniško kalibrirani le z določenim tipom tekočine. Na- Slika 3. Rezultati meritev dveh on-line senzorjev viskoznosti olja tančnost meritev pa lahko močno izboljšamo, če opravimo umeritev določenega senzorja na določen tip hidravlične tekočine. V primerjavi z dejanskimi izhodnimi vrednostmi senzorjev, ki so prikazane na sliki 3, so na sliki4 predstavljeni rezultati meritev z upoštevanimi t. i. umerjevalnimi krivuljami. S slike je razvidno, da smo z umerjevalnima krivuljama, ki sta bili namensko določeni za uporabljen on-line senzor in uporabljeno hidravlično tekočino, močno izboljšali natančnost on-line meritev viskoznosti. Po implementaciji umerjevalne krivulje se relativna napaka senzorja S1 v celotnem območju giblje v območju ±5 /, medtem ko je relativna napaka senzorja S2 v predelu nižjih viskoznosti nekoliko večja zaradi zelo nizkih vrednosti izhodnih signalov in nenatančnosti uporabljene A/D-kartice za zajem signala. Poleg implementacije namenske umerjevalne krivulje za določen tip olja in določen senzor lahko viskoznost natančneje spremljamo, če izmerjeno kinematično viskoznost pri temperaturi meritve preračunamo na viskoznost pri karakteristični temperaturi 40 °C. Za omenjeni preračun smo zasnovali namenski program, ki temelji na standardih ASTM D341 in D2270 ter na iskanju rešitve z bisekcijo. Ta na osnovi vhodnih parametrov (kinematična viskoznost pri podani temperaturi, temperatura ter indeks viskoznosti) izračuna kinematično viskoznost hidravlične tekočine pri 40 in 100 °C. Na ta način lahko, kljub nihanjem temperature v on-line sistemu, veliko bolje spremljamo trend sprememb viskoznosti hidravlične tekočine pri 40 °C. 4.3 Meritev dielektrične konstante Dielektrično konstanto (DK) obravnavanega mineralnega hidravličnega olja smo v sklopu raziskav merili s tremi on-line senzorji. Rezultati meritev dielektrične konstante teh on-line senzorjev v primerjavi z na- tančno laboratorijsko meritvijo (Biotehniška fakulteta, Ljubljana) so prikazani na sliki 5, s katere je razvidno, da tudi vrednosti dielektrične konstante, izmerjene z on-line senzorji, močno odstopajo od dejanske dielektrične konstante olja. Na tem mestu bi lahko, podobno kot pri on-line meritvi viskoznosti, poiskali umerjevalno krivuljo za določen tip hidravlične tekočine in za vsak senzor posebej. Ker bi morali za vsak tip hidravlične tekočine posebej meritev natančne dielektrične konstante ponovno zaupati zunanjemu izvajalcu, se lahko zaradi ekonomskih razlogov poznavanju natančne vrednosti absolutne dielektrične konstante odrečemo, saj nam pri on-line spremljanju stanja hidravličnih tekočin največ pove relativna sprememba dielektrične konstante in ne njena absolutna vrednost. S slike 5 je razvidno, da se dielektrične konstante spreminjajo linearno s temperaturo, zato moramo poiskati njihov ustrezen temperaturni gradient, s pomočjo katerega lahko pri izvajanju on-line meritev vrednosti DK preračunavamo na referenčno vrednost pri 40 °C. 4.4 Meritev stopnje čistosti Kot pri vsaki meritvi je tudi pri merjenju stopnje čistosti najpomembnejša verodostojnost izmerjenih vrednosti. Natančnost on-line števcev delcev smo določili s primerjal- Slika 4. Rezultati meritev dveh on-line senzorjev viskoznosti olja z upoštevano umerjevalno krivuljo za določen tip olja in senzorja Slika 5. Meritev dielektrične konstante s tremi on-line senzorji nim testom različnih on-line senzorjev stopnje čistosti (SSČ), izmerjene rezultate pa primerjali z natančnim laboratorijskim instrumentom Internormen CCS2. Opravljena primerjalna analiza je zajemala štiri on-line senzorje stopnje čistosti. Merilni sistem je bil osnovan na obtočnem principu, kjer je pretok skozi senzorje zagotavljala manjša obtočna črpalka, ki je tlačila hidravlično tekočino skozi zaporedno vezane senzorje. S tem so bile zagotovljene enake pretočne razmere skozi vse on-line senzorje. Tabela 2 prikazuje odstopanja posameznega senzorja v razredu ISO (standard ISO 4406) glede na laboratorijski instrument CCS2, umerjen na ±0,1 razred ISO, ki je bil v hidravlični sistem vezan vzporedno. Med izvajanjem meritve smo naredili vsaj 4 odčitke oz. več, predstavljeni rezultati pa so prikazani kot povprečje teh odčitkov. Podana natančnost proizvajalcev on-line števcev delcev je ± 0,5 razreda ISO za meritve v območju od 13/11/10 do 23/21/18. Iz rezultatov opravljenih testiranj je razvidno, da on-line senzorji te natančnosti žal ne dosegajo. Testiranja so pokazala, da števci običajno delujejo z na- Tabela 2. Rezultati raziskave natančnosti on-line senzorjev stopnje čistosti Povprečno odstopanje ISO 4 ISO 6 ISO 14 Senzor stopnje čistosti SSČ1 0,3 0,7 -0,15 Senzor stopnje čistosti SSČ2 -1,15 -1,2 -0,85 Senzor stopnje čistosti SSČ3 -1,1 -0,55 0,25 Senzor stopnje čistosti SSČ4 -1,4 -0,85 -1,25 Tabela 3. Rezultati raziskave vpliva zračnih mehurčkov na on-line senzorje stopnje čistosti Brez zračnih mehurčkov Prisotnost zračnih mehurčkov Povp. razlika SSČ1 SSČ2 SSČ3 SSČ1 SSČ2 SSČ3 ISO 4 17,9 17,0 17,4 18,9 18 18,5 1,0 ISO 6 16,0 16,0 16,1 17,6 16,9 17,1 1,2 ISO 14 11,9 11,0 11,2 16,2 13,7 14,7 3,5 ISO 21 10,2 8,7 9,1 16,5 12,9 13,8 5,1 tančnostjo ±1 razred ISO, pri čemer prihaja tudi do razlik med samimi senzorji. Lahko pa povzamemo, da on-line števci delcev običajno izmerijo 1 razred ISO manj, torej za 1 razred ISO čistejšo tekočino, kar predstavlja »nevarnejši« rezultat za uporabnika. Ugotovljeno je bilo, da se pojavljajo tudi težave pri on-line merjenju stopnje čistosti olj v hidravličnih agregatih ob njihovem delovanju. Zato smo izvedli tudi testiranja, s katerimi smo želeli preveriti odziv senzorjev na določene pojave, kot je npr. vpliv zračnih mehurčkov. Zračni mehurčki ali vodne kapljice v hidravlični tekočini namreč tudi uklonijo svetlobo, kar senzor zazna kot delec. Rezultati meritev stanja olja brez in ob prisotnosti zračnih mehurčkov ter pripadajoča razlika so povzeti v tabeli 3. Iz tabele je razvidno, da zračni mehurčki najbolj vplivajo na meritev razreda ISO 14 in ISO 21, zato lahko tudi sklepamo, da ima večina zračnih mehurčkov premer večji od 21 ^m. Zato moramo poskrbeti, da pred meritvijo iz tekočine odstranimo morebitne zračne mehurčke in vodne kapljice, ki bi sicer povzročili prikaz lažnih rezultatov (oz. uporabimo druge ukrepe za minimiranje vpliva mehurčka, kot je npr. dvig tlaka hidravlične tekočine pri pretoku skozi števec nad 30 bar, pri čemer se zračni mehurčki stisnejo do te mere, da ne povzročajo popačenja meritev). ■ 5 Zaključek On-line sistemi spremljanja stanja maziv nam ponujajo najvišjo stopnjo zaščite našega sistema, saj stanje maziva (ter tudi sistema) spremljamo neprekinjeno 24 ur na dan. V prispevku smo se želeli osredotočiti na pravilno namestitev on-line senzorjev, njihovo natančnost in ukrepe za izboljšanje meritev, kar je ključnega pomena za uspešno delovanje on-line sistema in pravilno interpretacijo meritev. V praksi namreč lahko marsikje zasledimo nameščene on-line senzorje, ki so neumerjeni in tako služijo bolj ali manj le lepotnemu namenu in ne opravljajo svoje primarne naloge. Poleg omenjenih postopkov namestitve in ukrepov za izboljšanje meritev, ki jih predstavlja prispevek, je nadvse pomembno tudi kvalitetno beleženje in prikazovanje merilnih rezultatov. Za ogled merilnih podatkov smo razvili poseben vmesnik, ki je dostopen na spletni strani z običajnim internetnim brskalnikom. Na ta način lahko naša tehnična služba in posamezni partner praktično kadarkoli in kjerkoli dostopajo do informacij o stanju nadzorovanega maziva. Spletni vmesnik omogoča vpogled v zgodovino meritev na osnovi poljubno prilagodljivih ve-čosnih histogramov in poleg izpisa trenutnih vrednosti ponuja tudi funkcijo alarmiranja v primeru preseženih maksimalnih oz. minimalnih vrednosti. Naši sistemi so se že izkazali tudi v praksi. Kot dva zgovornejša primera lahko omenimo, da smo pri enem izmed partnerjev uspeli podaljšati interval zamenjave hidravlične tekočine za 4-krat, medtem ko smo pri drugem partnerju zaznali nenaden vdor vode v hidravlični sistem in ga z opozorilom obvarovali pred nastankom večje škode. Viri [1] Krethe, R., Wiesmann, P.: Oil Condition Monitoring - Online, Onsite or Lab analysis? Proceedings of OilDoc 2011 conference, Rosenheim, Germany, 2011. [2] Meindorf, T., Mann, W.: Test and Development of Condition-Mo-nitoring-Sensors for Fluid Power Applications, Proceedings of 5th IFK, Aachen, Germany, 2006, Vol. 2, str. 177-188. [B] Tič, v., Lovrec, D.: Detecting and analysing condition of hydraulic oils with on-line sensors, Facta Univ., Mech. Eng., 2011, vol. 9, no. 1, str. 71-78. [4] Tič, v., Lovrec, D.: Merjenje in vrednotenje viskoznosti hidravličnega olja z on-line senzorji, Ventil (Ljubljana), dec. 2010, letn. 16, št. 6, str. 548-55B. [5] Lovrec, D., Tič, V.: Senzorji za on-line spremljanje stanja hidravličnih tekočin, Vzdrževalec, apr.-jun. 2012, št. 146/147, str. 46-52. [6] Tič, V., Lovrec, D.: Trajectories of solid and gaseous particles in a hydraulic reservoir, 8th International Fluid Power Conference, 2012, Dresden, str. 261-272. [7] Tič, v., Lovrec, D.: Hydraulic tank design and its influence on oil condition monitoring systems, International Conference on Innovative Technologies, Prague, Czech Republic, 2010, str. 479482. [8] ASTM DB41: Standard Practice for Viscosity-Temperature Charts for Liquid Petroleum Products. Installation and calibration of on-line sensors for oil condition monitoring Abstract: Today, many lubricants continue to be discarded while they are still in good condition as they are changed at fixed intervals, not taking into account their actual condition. The opposite can also occur - the condition of the lubricant during the fixed interval can suddenly drop, which may lead to major damage to the machine. For that reason, we have now been offering our customers periodical analyses in our own chemical laboratory for several years, allowing them to adjust their change intervals to the actual condition of the lubricant. In the last decade, we have additionally focused our research activities on the on-line condition monitoring of lubricants and also, indirectly, the machinery to which they are fitted. One of the main advantages of such systems is certainly a permanent condition monitoring of the lubricant in real time, where the system can detect sudden deterioration of the lubricant's condition and trigger an alarm notification before catastrophic consequences might occur. In this way, the modern on-line systems provide the users with the highest level of operational reliability and allow them to reduce machines' down-times and extend lubricant maintenance intervals. However, since the on-line measurement of oil condition is much more complex than, for example, the measurement of oil temperature or pressure, we need to pay special attention to the correct installation and calibration of the sensors in order to obtain reliable and accurate measurements. Keywords: on-line condition monitoring, hydraulic fluids, viscosity, dielectric constant, relative humidity, cleanliness class Avtomatizacija stroja za večbarvni tisk etiket Ivan VENGUST Izvleček: V članku je opisan projekt zamenjave krmilnega in pogonskega sistema stroja za velikoserijski večbarvni tisk samolepilnih etiket spremenljivih dolžin Etipol Combi 340. Mehanski pogon za doziranje barve na klišeje je bil nadomeščen z elektronskim. Stari krmilnik je bil nezanesljiv, proizvajalec stroja pa ni več omogočal servisiranja. Izziv pri izvedbi projekta je bila zahtevna tehnologija tiskanja, predvsem doseganje visoke ponovljivosti odtisov. Ključne besede: računalniško voden tiskarski stroj, sinhronizirani pomiki osi, električni servopogoni, pozicijski krmilnik B & R, momentni motor, dajalnik EnDat ■ 1 Uvod Prispevek opisuje reševanje problemov pri posodobitvi tiskarskega stroja za večbarvni rotacijski tisk etiket. Tiskarski stroji te vrste (slika 1) imajo fiksni premer valjev za klišeje. Premer valja torej omejuje maksimalno dolžino tiska. Dolžino tiska spreminjamo s spremembo dolžine klišeja, zato je pri dolžinah, krajših od maksimalne, potreben korekcijski gib papirja nazaj, da je material, na katerega tiskamo, čim bolje izkoriščen {slika 2). Tisk se mora izvajati hitro in temu primerno hitri so tudi pomiki nazaj. Pri večjih dolžinah tiska je čas, ki je na razpolago za pomik nazaj, zelo kratek. Tisk je večbarven, vsaka barva se tiska z ločenim klišejem. Valje s klišeji poganja asinhronski motor preko frekvenčnega regulatorja in mehanskega pogona. Premiki papirja morajo biti sinhronizirani z vrtenjem valjev. Med fazo tiska mora biti gibanje papirja zaklenjeno na vrtenje valja s klišejem. Vsako odstopanje hitrosti v tem delu tiskarskega cikla deformira odtis in povzroča barvna neskladja. Papir vodita servopogona preko vstopnega in izstopnega valja (slika 2). Ker je tisk večbarven, mora biti po-zicioniranje papirja pod klišeji na posameznih postajah točno. Zahtevana je ponovljivost pod 0,1 mm. Material, na katerega tiskamo, mora biti med tiskom ustrezno in enakomerno napet. V stroju za večbarvni tisk je do 8 m materiala. Materiali so kompozitni, največkrat so to samolepilne etikete. Papirji so različni, prav tako podloge. Zaradi napenjanja se material raztegne, eni materiali bolj, drugi manj. Da je zagotovljena visoka natančnost odtisov na posameznih postajah, mora biti napetost materiala med tiskom čim bolj konstantna. Izbira prave metode napenjanja papirja med tiskom in detalji izvedbe so se izkazali za ključni problem izvedbe projekta. Stroji tega tipa morajo omogočati še funkcijo drugega tiska. To je način obratovanja stroja, ko tiskamo na že prej potiskan papir. Stroj mora omogočati sinhronizacijo z referenčnimi oznakami, odtisnjenimi na papir, in ostati zaklenjen na te oznake. Dr. Ivan Vengust, univ. dipl. inž., PS, d. o. o., Logatec Slika 1. Tiskarski stroj Etipol 340; spredaj je vstopni valj, za njim je 6 tiskarskih postaj Slika 2. Shematični prikaz principa rotacijskega tiska ■ 2 Izbira krmilnega sistema la in za zaklepanje gibanja na referenčno oznako. Zaradi navedenih zahtev je krmiljenje takšnih strojev vse prej kot enostavno. Prva naloga, ki jo je potrebno rešiti, je izbira primernega krmilnika za stroj. Izbira izhaja iz specifikacij zahtev, ki jih mora izpolnjevati krmilnik. Ta mora biti univerzalni pozicijski krmilnik z integrirano vizualizacijo. Omogočati mora elektronsko povezovanje gibanj osi in generiranje tiskarskega profila gibanja s povratnimi gibi, obratovanje servopogonov v momentnem in hitrostnem načinu in merjenje momentov na motorjih med tiskom. V naboru ukazov mora imeti tehnološke funkcije za napenjanje materia- Izbran je bil krmilnik avstrijskega proizvajalca komponent za avtomatizacijo B & R. Krmilnik združuje CPU, gibalno kontrolo, vhodno-iz-hodne enote in vizualizacijo. Enote krmilnega sistema so med seboj povezane z digitalnima komunikacijskima povezavama PowerLink in X2X. Programsko je omogočen dostop do vseh parametrov enot krmilnega sistema. Krmilne funkcije izvaja osrednji CPU, nekatere pa tudi procesorji perifernih enot. Funkcijo sinhronizacije med vrtenjem klišeja in pomikanjem papirja npr. izvaja procesor servoregulatorja vhodnega valja. Razvoj aplikacije poteka v programskem okolju Automation Studio [1], ki omogoča konfiguriranje komponent krmilnika, pisanje krmilnih programov, vizualizacijo in diagnostiko. Za programiranje so na razpolago vsi programski jeziki PLCopen ter Basic, ANSI C in C++. Za našo aplikacijo smo izbrali jezik ANSI C. V knjižnicah razvojnega sistema so funkcije za različna tehnološka področja, vključno s funkcijami za obvladovanje tiska. Izbrana je bila krmilna konfiguracija, katere blokovna shema je prikazana na sliki 3. CPU in HMI sta združena v eno enoto, z industrijsko povezavo Ethernet (PowerLink) je povezana z moduli X20 I/O, osmimi servoregu- Slika 3. Blokovni diagram krmilnega sistema stroja Etipol 340 Ventil 20 /2014/ 4 Slika 4. Sekvenčni avtomat za tiskanje definira povezavo pomika papirja z vrtenjem glavnega pogo- latorji in frekvenčnim pretvornikom. Vstopni in izstopni valj poganjata momentna servomotorja, ostali motorji poganjajo valje za nanašanje barve na klišeje. Valje s klišeji poganjata frekvenčni regulator in glavni asinhronski motor preko mehanskih prenosov. ■ 3 Izvedba tehnoloških funkcij V nadaljevanju so bili definirani načini realizacije najbolj zahtevnih funkcij pri tisku: sinhronizacije pomika papirja in klišeja, napenjanja papirja in sinhronizacije tiska z referenčno oznako na papirju. Za sinhronizacijo pomika papirja z vrtenjem klišeja je uporabljen funkcijski blok 'MC_BR_ AutControl' [2]. To je sekvenčni avtomat, ki s parametri definira odvisnost gibanja dveh osi. Pomik papirja (slave) je zvezan z vrtenjem klišeja (master). Vsako stanje ima definirane pozicije, kjer se izvede prehod v naslednje stanje. Za naš primer so definirana tri stanja (slika 4). Stanje 'Vstop' pripelje papir in kliše na začetno točko tiskanja. Na definirani razdalji 'start_clen' papir pospeši do hitrosti vrtenja klišeja. Sledi stanje 'Tisk', ko je hitrost papirja zaklenjena na hitrost klišeja. Ta pomik traja različno dolgo, odvisno od trenutne dolžine klišeja. Nato sekvenčni avtomat preide v stanje 'Izravnava', kjer se papir v času rotacije vrača s klišejem na začetno točko tiska, najprej se s pojemkom zaustavi, nato pospeši v gib nazaj, se zaustavi in spet pospeši, da ujame hitrost klišeja. Gib papirja je izračunan tako, da zvezno preide v stanje 'Tisk', natančno na začetni točki tiskanja. Prehod iz pospeševanja v enakomerno hitrost se zgodi že pred začetkom tiska, da je hitrost papirja med tiskom stabilna. Stanji 'Tisk' in 'Izravnava' se nato izmenično ponavljata, dokler tisk ni prekinjen ali končan. Parameter, ki se pri izbiri izdelkov (etiket) spreminja, je želena dolžina tiska. Ostali parametri, vključno s pospeški in pojemki, se izračunajo samodejno. Opisano sinhronizacijo izvaja vstopni valj (sl. 1), izstopni valj sledi vstopnemu. Povezava je izvedena s funkcijskima blokoma 'MC_ GearIn' in 'MC_GearOut' [2]. Napenjanje papirja je izvedeno z relativnim zamikom med vstopnim in izstopnim valjem. Papir se pred začetkom tiska, ko stroj stoji, napne do želene nastavljene napetosti s premikanjem izstopnega valja. Pri tem se meri moment na motorju. Funkcijska bloka, ki omogočata ti funkciji, sta 'MC_BR_Phasing' in 'MC_Read ActualTorque'. Povratna zanka vzdržuje želeni moment v ozkih mejah. Za sinhronizacijo s tiskanjem na referenčno oznako na papirju (slika 5) sta bila uporabljena funkcijska bloka 'MC_BR_RegMarkCapture001' in 'MC_BR_RegMarkCalc001'. Prvi s signalom iz senzorja ujame registracijsko oznako, drugi izmeri pozicijska odstopanja od predhodnih ciklov in izračuna potrebne korekcije. Naloga je bolj zapletena, kot se zdi na prvi pogled. Pri gibanju papirja naprej in nazaj med tiskom se čez senzor zapelje več referenčnih oznak. Zato je v funkcijskem bloku 'MC_BR_RegMarkCapture001' potrebno določiti ozko okno okoli prave referenčne oznake. Ostale bo funkcijski blok ignoriral. Pred startom iskanja referenčne oznake mora biti začetna pozicija, relativno na oznako, pravilno določena. ■ 4 Problemi pri testiranju stroja Po zaključku montaže novega krmilnega sistema na stroj in po dokončanju programskega projekta se je projekt nadaljeval s testiranjem delovanja stroja. Prvi problemi so se pojavili pri obvladovanju napetosti Slika 5. Senzor za zaznavanje referenčne oznake Slika 6. Meritev časovnega poteka momenta izhodnega motorja med tiskom; z rdečim krožcem je označen začetek faze tiska, s križcem pa konec. Lepo so vidni pospeški pri pomikih papirja naprej-nazaj. papirja med tiskom. Napetost papirja, ki je bila nastavljena pred tiskom, se je že po nekaj ciklih zmanjšala pod dopustno mejo. Poizkus regulacije napetosti med tiskom ni dal dobrih rezultatov. Nihanje napetosti je bilo preveliko. Posledica je bila preslaba ponovljivost tiskanja in s tem slabo skladje barv. Merjenje napetosti papirja je med tiskom pri dani konstrukciji stroja mogoče le, ko je gibanje izstopnega valja enakomerno, torej med ciklom 'Tisk'. Gibanje papirja naprej-nazaj namreč povzroča velike skoke momenta (slika 6). Uporaben podatek o napetosti se dobi s povprečenjem vrednosti momenta v celotni dolži- ni tiskanja, v območju od rdečega krožca do križca na sliki 6. Nova vrednost napetosti je izračunana v vsakem ciklu tiska enkrat. Po primerjavi z referenčno vrednostjo se določi korekcija. Rezultat takšne regulacije je slab, saj dobimo pri vsakem odtisu drugačno vrednost napetosti papirja. Glavni problem je seveda pre- Slika 7. Diagram povprečnih momentov med tiskom na izhodnem motorju; prikazan je koračni odziv sistema na spremembo napetosti papirja od 16 na 12 Nm; spreminjanje napetosti papirja ima eksponentno karakteristiko. Slika 8. Tiskarski stroj Etipol 340 med predelavo; v ospredju slike je izstopni valj z ročicama za prijem papirja, upravljalne tipke stroja in ekran HMI s CPU-jem nad njimi. Temu sledijo postaje: najprej je postaja za odrez, nato postaja za laminiranje, v ozadju pa 6 tiskarskih postaj. nizka frekvenca vzorčenj povprečnih vrednosti momentov. Čeprav lahko dobimo nov podatek o trenutnem momentu motorja vsakih 400 ^s, dobimo novo vrednost napetosti papirja zaradi povprečenja le enkrat na cikel. Za izboljšanje načina korekcije je bilo potrebo boljše razumevanje procesa tiskanja. Pri vsakem odtisu prihaja zaradi gibanja naprej--nazaj v stroj nov, nenapet papir. Poleg tega prihaja pri rotaciji dveh valjev, ki stiskata papir, do zdrsov, ki dodatno zmanjšujejo napetost materiala. Zato je potrebno napetost papirja dopolnjevati z enakomernimi majhnimi prirastki faznega kota med vstopnim in izstopnim valjem v vsakem ciklu. Velikost prirastka določa, kakšna bo povprečna napetost papirja. Diagram na sliki 7 prikazuje spreminjanje napetosti papirja. Prikazane so napetosti papirja za okoli 70 odtisov. Za ta test je bil papir pred startom napet z momentom T = 16 Nm, prirastki faznega kota pa so bili manjši. Tako smo dobili odziv stroja na koračno spremembo napetosti papirja. Vidimo, da se v začetnih 30 ciklih napetost papirja hitro zmanjšuje, kasneje pa se ustali na nivoju okoli 12 Nm. Korekcija napetosti papirja z enakomernimi prirastki faznega kota med valjema je dala bistveno boljše rezultate, vendar se je pri zahtevnih izdelkih pokazalo, da so odstopanja še večja od specifikacije. Nihanja napetosti papirja je bilo potrebno dodatno znižati, ponovljivost tiska je bilo potrebno izboljšati še za de-setinko milimetra. ■ 5 Tekma s časom Začela se je tekma s časom. Predelava stroja je presegla dogovorjeni rok. Nova naročila so se kopičila pred začetkom linije, nezadovolj- stvo naročnika je naraščalo. Potrebno je bilo najti rešitev problema v čim krajšem času. Analiza je pokazala, da zaradi neskladja med enoto pomika valjev za transport papirja in osnovno resolucijo merilnega sistema (BLU) teh valjev prihaja do neenakomernega dodajanja faznega kota izstopnemu valju. Enote pomika valjev so bile stopinje, BLU je bil 10000 p/obrat. Zaradi zaokrožanja realnih števil v celoštevilčna je prihajalo do tega, da se je v enem ciklu valj dodatno premaknil za npr. 4 inkremente, v naslednjem za 3. To je vplivalo na neenakomerno napetost. Za izboljšanje metode napenjanja bi bila potrebna resolucija, ki bo mnogokratnik uporabljene enote (stopinj), poleg tega mora biti resolucija BLU višja, da bo mogoče povečevati napetost v bolj finih korakih. V momentni motor B & R 8LT [3] je bil vgrajen Heidenhainov inkrementalni enkoder ECN1325 [4] z vmesnikom EnDat 2.2 in resolucijo 2048 p/obrat. To je tudi najvišja resolucija, ki je na voljo. Postavilo se je vprašanje, zakaj je sistemsko nastavljena resolucija osi 10000 p/obrat različna od resolucije po kvadratur-nem dekodiranju merilnika pozicije ECN1325, ki je 4 x 2048 = 8192 p/ obrat. Odgovor in hkrati rešitev je dal študij enkoderjev EnDat. Slednji uporabljajo za generiranje pulzov sinusni signal, katerega perioda se vzorči s 14-bitnim AD-pretvornikom, vrednosti iz tega pa z interpolacijo pretvarjajo v pozicijo. Resolucija se tako iz 2048 linij dvigne na 33554432 p/ obrat. Testi na stroju {slika 8) so pokazali, da je to res, a tudi, da pri tako visoki resoluciji pozicija mirujočega motorja znatno pleše okoli mirovne lege. Resolucija 10000 p/obrat je bila izbrana precej konzervativno, za izogibanje težavam z nestabilnostjo pozicijskih vrednosti. To resolucijo smo lahko samo s spremembo parametrov povečali na 36000 p/obrat, poizkus z resolucijo 72000 p/obrat pa zaradi preveč nemirnih odčitkov ni uspel. Dvig resolucije valjev za transport papirja v mnogokratniku enot in bolj ostro optimiranje obeh pogonov med obratovanjem stroja sta končno pripeljala do želene ponovljivosti tiskanja pod 0,1 mm. Redna proizvodnja na stroju je končno lahko stekla. ■ 6 Sklep V članku so opisane izkušnje pri projektu avtomatizacije na področju tiskarske tehnologije. Ključ do uspešne izvedbe projekta so bile ocena kritičnih elementov te tehnologije ter izbira in uporaba ustreznega krmilnika stroja. V pripravljalni fazi naloge je bil podcenjen pomen napenjanja materiala med tiskom, kar je v nadaljevanju povzročalo težave pri doseganju zahtevane natančnosti tiska. Projekt je tudi primer obnove mehansko še ustreznega stroja, kjer je bil namenski krmilnik nadomeščen s sodobnim univerzalnim pozicijskim krmilnikom, ki dosega fleksibilnost predvsem zaradi obsežnih knjižnic tehnoloških funkcij, torej programskih rešitev, modularne strojne zgradbe in hitrih digitalnih povezav med njegovimi enotami. ■ Literatura [1] www.br-automation.com /en/ products/ innovations-2014/auto- nv^tion-studio/, Automatio Studio software"; popraviti je potrebno v "Automation Studio software". [[2] B (SiR, MPotion Control: MCulti--axis F^unctions, TRE.00EN(;5/' V1.0.^, 201^/05/'21. [3] 8LT thaeeaphase synchironous motors, BsSR Product Catalog), 2014 Edition, MM-E;01335.062. [4] P'roduct Information ECN1325, R^otary Encoder with EnDat2.^ interface, Heidenhain,L.0/201^. Automation of a label printing machine AAbs^rac^: T"his pap^r de^crilaeis tlle project of r^t rc81titt:ing the icib^l ppri nting machine Etipol Combi 340 in which tj^aee contro^l sy^st^n-i anc^ dl-iv(3;; w^ere eepl^ceüd. Th(E; m^ch^anicail dri\/'e ink distribution t:o clii^l-Kiss hcis b)ee;n reeplaced r^ith an nl^icti-onic on^^ T"he olcd ccDnttrovll^r w^^ um-feliat)!^, ^ncJ tthie machine manufacturer was n o longer p^rov^iding seinvicierj. "The cgrall^ng^ in inoprlementing the chanc3^s was the demanding printing technology, erppeci^lly attaininc3 a high accuracy o^f positiional rf^p)(^cltability dur-ing printing. KKey/words: (computerised labiel printing machine, motion control, sy^nchronized axes movement, electrical serv/oa clrives,motion controller [^&R, torcqae motor, EnDat encoder mJAKSA MAGNETNI VENTILI od 1965 a(iM niEiiM MViDK It), »H©ll(i EEinlMi • vrhunska kakovost izdelkov in storitev • zelo kratki dobavni roki • strokovno svetovanje pri izbiri • izdelava po posebnih zahtevah • širok proizvodni program • celoten program na Internetu I www.jaksa.si Jakša d.o.o., Šlandrova 8,1231 Ljubljana T (0)1 53 73 066, F (0)1 53 73 067, E info@jaksa.si Vzpostavitev funkcionalnega bloka zračnega prostora Srednje Evrope - 2. del (Od CEATS do FAB CE) Aleksander ČIČEROV* nadaljevanje prispevka iz Ventila 20/2014/3 Izvleček: Sedem evropskih držav (Republika Avstrija, Bosna in Hercegovina, Češka republika, Republika Hrvaška, Republika Madžarska, Slovaška republika in Republika Slovenija) je na Brdu pri Kranju 5. maja 2011 podpisalo Sporazum FAB CE. Njegov cilj je združiti sedem zračnih prostorov v skupni/funkcionalni blok. Uspešnost take združitve je odvisna od učinkovitega izvajanja strukture za sodelovanje in od optimizacije določil zračnega prometa. FAB CE je četrti od devetih, ki naj bi nastali v Evropi. Navedene države so se dogovorile, da ustanovijo nov kombiniran blok zračnega prostora v skladu z zadnjim dogovorom o preureditvi zračnega nadzora Evrope. Republika Slovenija je določena za depozitarja FAB CE. Članek želi predstaviti Sporazum FAB CE, ki bo, upamo, nadomestil Sporazum CEATS. Ključne besede: Enotno evropsko nebo (SES), funkcionalni blok, Mednarodna organizacija civilnega letalstva (ICAO), depozitar, SES I, SES II, EUROCONTROL, varnost zračnega prometa ■ 3.3 Cilj Sporazuma FAB CE Cilj Sporazuma FAB CE je vzpostavitev funkcionalnega bloka v zgornjem in spodnjem zračnem prostoru. Sporazum FAB CE vključuje še stalno usklajevanje, harmonizacijo in integracijo zaradi krepitve največje zmogljivosti in učinkovitosti upravljanja zračnega prometa v zračnem prostoru držav pogodbenic ob sočasnem ohranjanju visoke ravni varnosti, čim večjem zmanjševanju zamud in zagotavljanju koristi za uporabnike zračnega prostora. ■ 3.4 Suverenost Sporazum FAB CE ne definira suverenosti, pač pa določa, da na noben način ne vpliva na popolno in izključno suverenost zračnega prostora nad državami pogodbenicami. Prav tako ne vpliva na nacionalne zahteve držav pogodbenic glede pravic Mag. Aleksander Čičerov, univ. dipl. pravnik, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo in obveznosti, ki izhajajo iz Čikaške konvencije in Mednarodne konvencije EUROCONTROL in drugih instrumentov mednarodnega pogodbenega in običajnega prava. ■ 3.5 Varovanje in obramba • Določbe Sporazuma FAB CE ne posegajo v zahteve pogodbenic, ki se nanašajo na javni red, javno varnost in obrambne interese. ■ 3.6 Vzpostavitev funkcionalnega bloka zračnega prostora To je osrednji predmet tega sporazuma. Na eni strani gre za vzpostavitev funkcionalnih blokov zračnega prostora, na drugi strani pa za službe FAB CE v zračnem prostoru FAB CE. FAB se lahko vzpostavi kot čez-mejni FAB in zajema zračni prostor najmanj dveh držav članic ali pa se razglasi nacionalni FAB znotraj nacionalnih meja posamezne države. vanja. Razlikovanje izhaja iz predpisov SES, ki zahtevajo, da se opravi skupno imenovanje vsaj en mesec pred operacijo FAB. Sporazum FAB je mogoče podpisati le po posvetovanju z zainteresiranimi stranmi. Te pa so: komisija, ki vključuje Odbor za sektorski dialog; ostale države EU, neobvezno pa tudi Odbor za enotno nebo; posvetovalno telo za industrijo, združenje uporabnikov zračnega prostora, ANSP, letališča, proizvodna industrija, zastopniki strokovnega osebja; ATSP držav, ki niso članice FAB in delujejo v sklopu sporazuma o sodelovanju in drugih zakonskih dogovorov znotraj načrtovanega območja FAB; sosednje države, ki niso članice EU; ostale zainteresirane strani (lokalne zainteresirane skupine). Vzpostavitev FAB-a moramo razlikovati od pričetka njegovega delo- FAB je vzpostavljen, ko so izpolnjene naslednje temeljne zahteve: • ozemlje mora biti pod jurisdik-cijo države pogodbenice ali pa ima ta pristojnost nad zračnim prostorom, ki bo vključen v zračni prostor FAB, pod pogojem, da sporazum, s katerim je država prenesla odgovornost za zagotavljanje ATS na to državo pogodbenico, predvideva tako pooblastilo, da država pogodbenica prenese zračni prostor v FAB; izključena so območja na državnem ozemlju, ki niso vključena v FAB, če je to primerno; zgornji zračni prostor z zgornjo mejo FL 660 in spodnji zračni prostor s spodnjo mejo, ki je enaka kontroliranemu zračnemu prostoru preleta držav FAB; • časovna komponenta; • opredelitev obsega ATS; • izpolnitev predpogojev iz člena 5.2 Uredbe o zračnem prostoru; • priglasitev izvrševanja sporazuma FAB Komisiji za objavo v Uradnem listu EU; • začetek veljavnosti sporazuma FAB. ■ 3.7 Organi FAB CE Pogodbenice so se dogovorile, da bodo ustanovile Svet FAB CE, JCMA-CC, Koordiacijski odbor nacionalnih nadzornih organov in druge organe, ki jih bo ustanovil Svet FAB CE in so potrebni za izvajanje, delovanje in nadaljnji razvoj FAB CE. Navedeni organi so pravne osebe. 3.7.1 Svet FAB CE Svet FAB CE je skupni organ, ki odloča o izvajanju, delovanju in nadaljnjem izpopolnjevanju Sporazuma FAB CE. V njem so predstavniki pogodbenic. Vsaka pogodbenica pa jih lahko predlaga več, da zagotovi zastopanost intersov civilnega in vojaškega letalstva. Pogodbenice so enakopravne in vsaka ima samo en glas! Na sestankih Sveta lahko sodelujejo tudi opazovalci - izvajalci služb zračnega prometa, ki so imenovani za kateri koli del zračnega prostora FAB CE. Svet FAB CE sprejema ukrepe, ki so potrebni za vzpostavljanje, delovanje in nadaljnji razvoj FAB CE, da tako zagotovi njegovo skladnost z zahtevami in uresničitev ciljev, določenih v zakonodaji o enotnem evropskem nebu, vključno s skladnostjo z načrtom učinkovitosti in s cilji, določenimi v njej. Delovno področje Sveta FAB CE je zelo široko. Natančno je določeno v 5. točki 7. člena Sporazuma FAB CE.24 Svet FAB CE sprejema sklepe in ukrepe soglasno po postopku, ki je določen v 9. do 14. točki 7. člena Sporazuma FAB CE. 3.7.2 Skupni odbor za civilno-vojaško koordinacijo zračnega prostora (JC-MACC) JC-MACC sestavljajo predstavniki civilnega in vojaškega letalstva pogodbenic, ki med drugim usklajujejo nacionalne politike upravljanja in načrtovanja zračnega prostora, upravljajo pretok in zmogljivosti zračnega prostora in civilno-vojaško sodelovanje vseh držav FAB CE. 3.7.3 Koordinacijski odbor nacionalnih nadzornih organov (NSA CC) Ta odbor sestavljajo predstavniki nacionalnih nadzornih organov, ki opravljajo nadzor v zračnem prostoru FAB CE, kot to določa 14. člen Sporazuma FAB CE. Odbor poroča Svetu FAB CE. Tako poročanje ne posega v nepristransko, neodvisno in pregledno izpolnjevanje pristojnosti posameznih nacionalnih nadzornih organov. 3.7.4 Prožni dogovori Dve ali več pogodbenic, ki želijo razviti ali izvajati dodatne dogovore, da bi izboljšale raven usklajenosti, učinkovitosti ali sodelovanja med seboj ali med izvajalci služb FAB CE, ki te službe opravljajo v njihovem opredeljenem zračnem prostoru, lahko sklepajo prožne dogovore. Taki dogovori ne vplivajo na pravice in obveznosti pogodbenic, ki pri teh dogovorih ne sodelujejo in niso v nasprotju z že sprejetimi sklepi Sveta FAB CE in z ravnjo dosežene uskladitve med pogodbenicami, ki sodelujejo pri posameznem dogovoru, in drugimi pogodbenicami. Trenutno tečejo pogovori o prožnem dogovoru z BLUEMED. Z Makedonijo takega dogovora ni mogoče razviti, ker makedonski zračni prostor ni sosed s FAB CE. 3.7.5 Navigacijske službe zračnega prometa Pogodbenice zagotavljajo, da njihove službe FAB CE opravljajo svoje delo v njihovih opredeljenih zračnih prostorih. 3.7.6. Skupno imenovanje Vsaka pogodbenica ima pravico, da imenuje, prekliče ali spremeni imenovanje enega ali več izvajalcev služb zračnega prometa, ki delno ali v celoti opravljajo službe zračnega prometa v njenem opredeljenem zračnem prostoru. O tem obvestijo tudi depozitarja, tj. Ministrstvo za zunanje zadeve Republike Slovenije. Pogodbenica, ki namerava prenesti odgovornost za določitev in delovanje služb zračnega prometa v zračnem prostoru FAB CE na državo, ki ni pogodbenica, zagotovi, da bo tudi v prihodnje upoštevala vse določbe tega sporazuma. 3.7.7 Zračni prostor Zračni prostor FAB CE je v upravljanju pogodbenic, kot je določeno v 24 Svet FAB CE obravnava, razpravlja in sprejema sklepe o oblikovanju in potrditvi načel, ciljev in politike FAB CE na strateški ravni v zvezi z notranjimi in zunanjimi zadevami FAB CE (načrtovanje zračnega prostora, upravljanje zračnega prostora, navigacijske službe zračnega prometa, upravljanje pretoka zračnega prometa, spremljanje in nadzor varnosti v zvezi z navigacijskimi službami zračnega prometa, upravljanje pretoka zračnega prometa, upravljanje zračnega prostora in usposabljanje in licenciranje osebja), o predlogih glede sprememb ali prenehanju veljavnosti tega sporazuma, svojem poslovniku, ustanovitvi drugih organov, pristojnostih in nalogah organov in njihovi spremembi, o vsaki drugi podobni zadevi, katere namen je izpolnitev ciljev tega sporazuma. Svet FAB CE prav tako obravnava in sprejema ukrepe, ki se nanašajo na potrditev celotnih načrtov in ukrepov glede vzpostavljanja, delovanja in nadaljnjega razvoja FAB CE, ukrepanja v izrednih razmerah, uskladitve sistema zaračunavanja, uvedbe območja ali območij zaračunavanja, ki segajo čez državne meje, usklajuje pravila navigacijskih služb zračnega prometa, upravljanje pretoka zračnega prometa, upravljanje zračnega prostora, usposabljanje in licenciranje ustreznega osebja ter uskladitev letalskih predpisov, vključno s sporočenimi odmiki od standardov ICAO, načrte zmogljivosti, spodbujanje in olajšanje sodelovanja med izvajalci navigacijskih služb zračnega prometa, da bi se izboljšala njihova učinkovitost v FAB CE, Svet razpravlja, obravnava in sprejema ukrepe, ki se nanašajo na vsako drugo podobno zadevo, katere namen je izpolnitev tega sporazuma. Funkcionalni bloki zračnega prostora FAB CE tem sporazumu. FAB CE se določi glede na: • vertikalne meje (od spodnje ravni nadzorovanega zračnega prostora do FL 660), • lateralne meje (zračni prostor na ozemlju držav FAB znotraj regije ICAO EUR), • izključena področja, kjer se pravila in postopki FAB ne uporabljajo, • vmesnike s TMA-ji. Poleti VFR zahtevajo odobritev odgovornega ATSP v skladu s postopki, ki jih določi država članica. Sporazum FAB CE ne vpliva na pravico pogodbenice, da uporabi koncept prožne uporabe zračnega prostora pri rezerviranju, omejevanju ali drugačnem organiziranju opredeljenih delov zračnega prostora, ki ne segajo čez njen opredeljeni zračni prostor, za izključno ali posebno uporabo za vojaške uporabnike in/ali letalnike v operativnem zračnem prometu. Ne glede na to pa se bodo omejitve in rezervacije zračnega prostora, ki precej vplivajo na pretok civilnega letalskega pro- meta, usklajevale preko JC-MACC v skladu s postopki usklajevanja, ki ga ta opredeli. 3.7.8 Nadzor Nacionalni nadzorni organ za certi-ficiranje v celoti spremlja in nadzira varnost katere koli službe FAB CE, ki jo upravlja izvajalec navigacijskih služb zračnega prometa v delu zračnega prostora FAB CE, za katerega ni pristojna pogodbenica, ki je predlagala nacionalni nadzorni organ za certificiranje. Naloge organa so specificirane v 14. členu Sporazuma FAB CE. 3.7.9 Finančna ureditev Vsaka pogodbenica krije svoje stroške izvajanja, delovanja in nadaljnjega razvoja FAB CE. 3.7.10 Pristop države k Sporazumu FAB CE Povedali smo že, da je Sporazum FAB CE odprt mednarodni sporazum. K njemu lahko pristopi vsaka država članica EU ali katera koli pogodbenica Sporazuma o skupnem evropskem zračnem prostoru, če njen zračni prostor meji na zračni prostor FAB Ce. V vsakem primeru pa je potrebno pisno soglasje vseh pogodbenic. 3.7.11 Spremembe Sporazum FAB CE se lahko spremeni z medsebojnim pisnim soglasjem vseh pogodbenic. Po mnenju avtorja mora biti o spremembi obveščen de-pozitar Sporazuma FAB CE. 3.7.12. FAB CE Odpoved Sporazuma V skladu z mednarodnim pravom lahko vsaka pogodbenica odpove ta sporazum s pisnim obvestilom depo-zitarju, ki o odpovedi obvesti preostale pogodbenice. Odpoved začne veljati eno leto po datumu, ko depozitar prejme obvestilo. V tem času druge pogodbenice sprejmejo potrebne ukrepe za preoblikovanje zračnega prostora in služb FAB CE. Pogodbenica, ki odpove sporazum, krije stroške, ki jih imajo druge pogodbenice zara- di odpovedi v prehodnem obdobju, in stroške, povezane s preoblikovanjem zračnega prostora ter služb FAB CE, ki jih sicer ne bi imele. 3.7.13 Prenehanje veljavnosti Sporazum FAB CE preneha veljati s pisnim soglasjem vseh pogodbenic, vendar šele po tem, ko te izpolnijo vse medsebojne obveznosti po sporazumu. 3.7.14 Pridržki Pridržek je v mednarodnem pravu enostranska izjava pogodbenice, s katerim želi ta spremeniti pravice in dolžnosti, ki zanjo izhajajo iz pogodbe. Vsaka pogodbenica lahko ob podpisu sporazuma FAB CE ali skupaj z deponiranjem svoje listine o ratifikaciji, sprejetju ali odobritvi predloži naslednje pridržke: • sporazum FAB CE se ne uporablja za enega ali več opredeljenih delov njenega opredeljenega zračnega prostora, razen nadzorovanega zračnega prostora zračnih poti; • sporazum FAB CE se ne uporablja za eno ali več služb (ali njenih delov), ki so zagotovljene v njenem zračnem prostoru in so naštete v prilogi 2, razen za službe zračnega prometa na zračnih poteh, komunikacijske, navigacijske in nadzorne službe, ki so potrebne za službe zračnega prometa na zračnih poteh, vmesnike med službami zračnega prometa na zračnih poteh in letalskimi informacijskimi službami; vmesnike med službami zračnega prometa na zračnih poteh in meteorološkimi službami; vmesnike med službami zračnega prometa na zračnih poteh in službami za iskanje in reševanje. Vsaka pogodbenica lahko pridržek delno ali v celoti umakne, ko začne veljati Sporazum FAB CE. Pridržek ali njegov umik začne veljati, ko ga prejme depozitar. 3.7.15 Začasna prekinitev Vsaka pogodbenica lahko začasno prekine izvajanje Sporazuma FAB CE ali njegovih delov, da zaščiti osnovni javni red, javno varnost in obrambne interese ali če je v sporazumu predvideno drugače. O tem obvesti depozitarja. Pogodbenica prekinitev konča takoj, ko ni več razlogov zanjo in o tem obvesti depozitarja. 3.7.16 Reševanje sporov Vsi spori med dvema ali več pogodbenicami glede razlage, uporabe ali izvajanja tega sporazuma, vključno z njegovim obstojem, veljavnostjo ali prenehanjem veljavnosti, se rešujejo: • s pogajanji med strankami v sporu, • z arbitražo. 3.7.17 Začetek veljavnosti Sporazum FAB CE je treba ratificirati, odobriti ali sprejeti, o čemer je potrebno obvestiti depozitarja. Depozitar vsako pogodbenico obvesti predvsem o: • vsakem deponiranju listine o ratifikaciji, odobritvi ali sprejetju, • datumu začetka veljavnosti tega sporazuma, • vsaki odpovedi sporazuma ali dela sporazuma, vsaki prekinitvi izvajanja sporazuma ali njegovega dela, vsakem pridržku, prenehanju veljavnosti sporazuma. Sporazum FAB CE je začel veljati šestdeseti dan po dnevu, ko sta dve sosednji pogodbenici (Avstrija in Madžarska) deponirali listini o ratifikaciji. Za vsako drugo pogodbenico začne sporazum veljati šestdeseti dan po dnevu deponiranja njene listine o ratifikaciji. 3.7.18 Začasna uporaba Sporazum FAB CE se po njegovih določbah lahko začasno uporablja od datuma njegovega podpisa (to- rej od 5. maja 2011). Podpisnice, ki ne ratificirajo sporazuma do odločilnega datuma, tj. do 30. junija 2012, imajo pravico na sestankih Sveta FAB CE sodelovati kot opazovalke brez glasovalnih pravic. 3.7.19 Priloge k Sporazumu FAB CE K sporazumu sta dodani dve prilogi: Razmejitev zračnega prostora (Priloga 1) in Navigacijske službe zračnega prometa (Priloga 2). Njune določbe so sestavni del sporazuma. 3.7.20 Registracija pri ICAO in OZN Depozitar ta sporazum in njegove spremembe registrira pri ICAO.25 Zanimivo je, da sestavljavci sporazuma niso v sam sporazum zapisali, kdo bo depozitar, čeprav to ni nič neobičajnega. Predstavniki Ministrstva za infrastrukturo in prostor so predlagali Slovenijo, kar je bilo tudi sprejeto, posebnega posvetovanja z Ministrstvom za zunanje zadeve pa ni bilo. Depozitarka je Republika Slovenija. V njenem imenu naloge depozitarja opravlja Ministrstvo za zunanje zadeve, ki ima na razpolago usposobljene strokovnjake mednarodnega prava in zagotovljeno ustrezno hrambo v za to predvidenih prostorih, ki morajo izpolnjevati določene (varnostne) pogoje. Sporazum FAB CE v tem trenutku še ni registriran pri ICAO, prav tako pa še ni registriran v skladu s 102. členom Ustanovne listine pri generalnem sekretarju Organizacije združenih narodov. ■ 4 Sklep Sporazum CEATS je v marsičem predhodnik tako SES I kot tudi SES II in posledično FAB CE. Dejstvo je, da postaja evropski zračni prostor vse ožji, saj je zračni promet v njem res velik. Praksa bo pokazala, ali je FAB CE pravi odgovor na to ali ne. Lahko se strinjamo tudi z mnenjem prof. dr. Haanappela, 25 Podrobno o vlogi depozitarja glej v: Pravo mednarodnih pogodb, avtor mag. Čičerov in drugi, Zbirka Mednarodno pravo, izdala MZZ RS in Založba FDV, 2013, str. 263-282; Aleksander Čičerov: Naloge in opravila depozitarja mednarodnih pogodb, Pravnik, Ljubljana 2009, št. 1-3, str. 33 - 50. ki trdi, da do spremembe suverenosti kljub vsemu ni prišlo, ampak so ideje Evropske komisije bolj evolucija v izvajanju nacionalne suverenosti. Slovenija je podpisnica Sporazuma FAB CE, ki ga je tudi ratificirala in se tako zavezala, da ga bo izvajala v skladu s Čikaško konvencijo in evropskimi predpisi ter določbami samega sporazuma. Za depozitarske naloge in opravila bo skrbelo Ministrstvo za zunanje zadeve s svojimi strokovnjaki, za izvajanje tega sporazuma pa skrbijo pristojno Ministrstvo za infrastrukturo in prostor, Ministrstvo za obrambo in Javna agencija za civilno letalstvo ter Kontrola zračnega prometa Slovenije. Tako velja za Slovenijo opredeljen zračni prostor FIR Ljubljana (FL 175-Unlimited). Slovenski nacionalni nadzorni organ za certificiranje je Javna agencija za civilno letalstvo, ozemeljski nacionalni nadzorni organ je prav tako Javna agencija za civilno letalstvo. Sestankov Sveta FAB CE se udeležuje predstavnik Ministrstva za infrastrukturo in prostor, v skupnem odboru za ci-vilno-vojaško koordinacijo zračnega prostora (JC-MACC) je predstavnik Ministrstva za obrambo, v koordinacijskem odboru nacionalnih nadzornih organov je predstavnik Javne agencije za civilno letalstvo. Svet FAB CE je ustanovil še naslednje organe: • pravni odbor FAB CE, • odbor za izvajanje planov FAB CE. Po znanih podatkih je bil za koordinatorja evropske komisije za oblikovanje funkcionalnih blokov SES potrjen Georg Jarzembowski, med devetimi FAB sta zaenkrat ustanovljena le UK-Irska in dansko-švedski FAB, o čemer je bila obveščena tudi Evropska komisija. ■ Establishment of the Functional Block of Central Europe Airspace Abstract: Seven European States, namely the Republic of Austria, Bosna and Herzegovina, the Republik of Croatia, the Czech Republic, the Republic of Hungary, the Slovak Republic and the Republic of Slovenia, signed at Brdo pri Kranju (Slovenia) the Agreement on the Establishment of Functional Block Central Europe on 5 May 2011. The aim of this FAB CE Agreement is to bring seven Countries airspaces under a single functional block. Its success will depend on the efficiant implementation of the cooperation structures and optimisation of the air navigation provision. The block is the fourth airspace group, out of nine, in Europe to be formally agreed. Thus the respective States have agreed to create a new, combined block of airspace, under the latest pact to restructure the European' air traffic control. The Republic of Slovenia is designated as Depositary of the FAB CE Agreement. This article attempts to present the FAB CE Agreement which is going to succede the so called CEATS Agreement, hopefully . Key words: Single European Sky, functional block of air space, International Civil Aviation Oirganisation, depositary, SES I, SES II, EUROCONTROL, safety of air traffic Kratice: ACC: Area Control Centre - Območna kontrola zračnega prometa AIS: Aeronautical Information Service - Služba letalskih informacij ANSP: Air Navigation Service Provider - izvajalec storitev navigacijskih služb zračnega prometa ATM: Air Traffic Management -upravljanje zračnega prostora ATSP: Air Traffic Service Provider - izvajalec storitev zračnega prometa CEATS: Agreement relating to the provision of air traffic servi- ecs and facilities vy EUROCONTROL at the Central European Air Traffic Services (CEATS) Upper Area Control Centre - Sporazum o storitvah v zračnem prometu in delovanju objektov in naprav, ki jih zagotavlja EUROCONTROL v srednjeevropskem Centru za nadzor storitev v zračnem prometu v zgornjem zračnem prostoru (CEATS) CEATS UAC: CEATS Upper Air Centre - CEATS-center zgornjega zračnega prostora CNS: Communication-Navigation-Surveillance - komunikacijski, navigacijski in nadzorni sistemi ČIKAŠKA KONVENCIJA: Chicha-go Convention - Mednarodna konvencija civilnega letalstva (Či-kago, 1945) EU: European Union - Evropska unija EUROCONTROL: The European Organization for the Safety of Air Navigation - Evropska organizacija za varnost zračnega prometa FAB CE: Agreement on the establishment of Functional Airspace Block Central Europe - Sporazum o vzpostavitvi funkcionalnega bloka zračnega prostora Srednje Evrope FIR: Flight Information Region -letalsko informativno področje FL: Flight Level - nivo leta ICAO: International Civil Aviation Organization - Mednarodna organizacija civilnega letalstva JCMACC: Joint Civil-Military Airspace Coordination Committee -Skupni civilno-vojaški koordinacijski odbor za zračni prostor MET: Meteo- (odvisno od konteksta) - izvajalec meteoroloških storitev NATO: North Atlantic Treaty Organization - Organizacija sever-noatlantskega sporazuma NSA CC: National Supervisory Authorities Coordination Committee - Koordinacijski odbor nacionalnih nadzornih organov NUAC: Nordic Unified Air Traffic Control - Nordijska enotna kontrola zračnega prostora SAR: Search and Rescue - iskanje in reševanje SESAR: Single European Sky ATM Research - ATM-raziskave evropskega neba SES I: Single European Sky I, II -prvi in drugi sveženj ukrepov za enotno evropsko nebo VFR: Visual Flight Rules - pravila vizualnega letenja TMA: Terminal Maneuvering Area - področje terminalnega manevriranja ToR: Terms of Reference - projektna naloga(e) [Član slovenske delegacije, ki se je pogajala o sklenitvi Sporazuma CEATS, nekdanji pooblaščeni minister v Ministrstvu za zunanje zadeve, nekdanji višji predavatelj letalskega prava in predpisov na Pravni fakulteti in Fakulteti za strojništvo UL, nekdanji član Pravne in tehnične komisije Mednarodne oblasti za morsko dno, Kingston, Jamajka.] ® DOMBL Ustvarjamo gibanje VRHUNSKA TEHNOLOGIJA, ZAGOTOVILO UČINKOVIToki DOMEL d.d. Otoki 21,4228 Železniki, Slovenija T:+386 (0)4 51 17355 F:+386 (0)4 51 17357 E: brane.cencic@domel.si I: www.domel.com Sr)^/ / Staubu www.staubli.com Gostinci, pozor! Preverite, ali so vaši kozarci tudi meroslovno ustrezni v / Dušanka SRBIC Ljudje merimo. Čeprav se večina tega niti ne zaveda, se meritve izvajajo povsod in ves čas - pri vsakdanjih opravilih in pri najzahtevnejših kemijskih ali fizikalnih operacijah. V vsakdanjem življenju večkrat slišimo besede, da je nečesa dovolj, približno polovica, dobra mera in podobno. Podatek o dejanski količini pa vendarle ni znan. Ko se želimo odžejati in si naročiti pijačo, je želimo dobiti toliko, kot smo naročili (in ne dobro mero), saj bomo toliko, kot smo dobili, tudi plačali. Da bi dobili pravo mero pijače, pa lahko zagotovi le meroslovno ustrezna gostinska posoda. Področje merjenja v Republiki Sloveniji ureja, vodi in nadzira nacio- Slika 1. Oblika meroslovne oznake v skladu s Pravilnikom o merilnih instrumentih (direktivo MID) nalna meroslovna institucija Urad RS za meroslovje v skladu z Zakonom o meroslovju (Ur. list RS, št. 26/2005 - uradno preč. besedilo) in drugimi podzakonskimi predpisi. V skladu z Zakonom o meroslovju in Pravilnikom o merilnih instrumentih (Ur. list RS, št, 42/06, 97/10 in 16/13, v nadaljevanju pravilnik), s katerim smo prevzeli Direktivo o merilnih in-strunsentih (v nadaljevanju direktiva MID), je gostinska posoda (kozarci, vrči ali merilni kozarci; v nadaljevanju kozarci), v kateri se streže pijača v gostinskih lokalih, merilo, ki mora izpolnjevati predpisane zahteve, kar Slika 2. Primer meroslovne oznake, odtisnjene na kozarcu Dušanka Škrbič, specialistka organizacije in managementa, Urad RS za meroslovje, Sektor za meroslov-ni nadzor se potrjuje z ustreznimi meroslov-nimi oznakami na kozarcih. Vendar pozor - vsaka merilna črtica na kozarcu še ne pomeni, da je bila ta odtisnjena skladno z meroslovnimi predpisi in da je takšen kozarec tudi ustrezen za uporabo v gostinstvu. Z direktivo MID, ki je začela veljati leta 2006, so se na področju gostinske posode uvedle nekatere novosti, ki se nanašajo predvsem na zahteve glede drugačnega označevanja. Kozarci, v katerih se prodaja pijača (razen kave, čaja in mlečnih izdelkov), morajo v skladu s pravilnikom imeti poleg merske črtice oznake nominalne količine (npr. 2 cl, 2 dl, 3 dl, 0,5 l, ...) in oznake proizvajalca tudi meroslovno oznako. Ta je sestavljena iz oznake CE, meroslovne oznake M z dvema zadnjima številkama leta ugotovljene skladnosti in štirimestne identifikacijske številke priglašenega organa. Primer oznak je prikazan na slikah 1 in 2. Mesto na kozarcu, kjer mora biti meroslovna oznaka odtisnjena, ni posebej predpisano. Tako jo lahko najdemo na mestu poleg ali nasproti merske črtice, pogosto pa tudi na spodnjem delu kozarca. Prehodna obdobja, v katerih se lahko dajejo v promet in uporabo kozarci, preskušeni po starem sistemu, se v posameznih državah članicah Evropske unije razlikujejo. Tako se v nekaterih državah kozarci po starem sistemu ne smejo dajati v promet in uporabo že od samega začetka veljavnosti direktive (npr. Velika Britanija), v drugih pa je dovoljeno 10-letno prehodno obdobje. Med slednjimi je tudi Slovenija. To pomeni, da se v tem obdobju, vendar pa najdlje do 30. 10. 2016, lahko še nabavijo kozarci, ki so bili odobreni in označeni po Pravilniku o meroslovnih zahtevah za gostinsko posodo (Uradni list RS, št. 117/02), ki je veljal pred uveljavitvijo pravilnika, in tudi po predpisih drugih držav članic EU, ki so veljali v teh državah članicah pred uveljavitvijo direktive MID. Gostinska posoda dobaviteljev iz držav članic Evropske unije se tako lahko daje v promet in uporabo v Republiki Sloveniji, če je bila dana zakonito v promet v državi članici Evropske unije na podlagi predpisov v tej državi članici, ki so primerljivi z zahtevami v Pravilniku o meroslovnih zahtevah za gostinsko posodo. Te zahteve izpolnjujejo kozarci, ki imajo poleg merske črtice in označene nazivne prostornine tudi znak proizvajalca, in sicer: iz Nemčije: znak proizvajalca, ki je registriran pri PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt), npr. za proizvajalce oz. dobavitelje RUHRGLASS, RASTAL, SCHOTT ZWIESEL; iz Avstrije: znak proizvajalca, ki je registriran pri BEV (Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen), npr. STÖLZLE OBERGLASS; V Italiji, Franciji, Madžarski in drugih državah Evropske unije, ki nimajo svojega meroslovne-ga predpisa za gostinsko posodo, če proizvajalec s pisno izjavo jamči, da je gostinska posoda skladna s Priporočilom OIML R29, npr. ST GLASS (Madžarska), BORMIOLI ROCCO, VETRO PAI-NI (oba Italija), ARC INTERNATIONAL (Francija); v državah izven Evropske unije, če meroslovno ustreznost prizna pristojna meroslovna institucija v državi članici Evropske unije. Pri nas kozarci Steklarne Hrastnik izpolnjujejo meroslovne zahteve skladno s starim pravilnikom, to je Pravilnikom o meroslovnih zahtevah za gostinsko posodo, in se lahko dajejo v promet do konca prehodnega obdobja. Ti kozarci so označeni z žigom v obliki ščita, znotraj katerega je napis Sil {slika 3). Steklarno Hrastnik je Urad pooblastil za potrjevanje skladnosti svojih kozarcev tudi po novem sistemu ES, tako da so njihovi novi kozarci sedaj označeni z novimi meroslovnimi oznakami CE. Ker lahko domnevamo, da večina gostincev ne ve, kateri kozarci tujih dobaviteljev (za slovenske kozarce je jasno, saj morajo ti imeti oznako Sil) so bili preskušeni po starem nacionalnem sistemu posameznih držav, torej so meroslovno ustrezni, jim priporočamo, da v bodoče kupujejo predvsem kozarce, ki so označeni z novo meroslovno oznako (sliki 1 in Slika 3. Meroslovna oznaka Steklarne Hrastnik po starem pravilniku 2). Pri takšnih kozarcih namreč ne bo dvomov o njihovi ustreznosti. Vse kozarce, ki so meroslovno ustrezni in označeni po starem sistemu, bodo gostinci lahko uporabljali tudi po koncu prehodnega obdobja, sama nabava takšnih novih kozarcev pa po oktobru 2016 ne bo več možna. Čeprav večina evropskih proizvajalcev svoje kozarce označuje po novem sistemu ES že od leta 2006 naprej, tj. od uveljavitve direktive MID, morajo biti gostinci pri nabavi še vedno pozorni in takšne kozarce tudi zahtevati. Kdaj je obvezna uporaba meroslovno ustreznih kozarcev Gostinec mora pijačo postreči v meroslovno ustreznih in označenih kozarcih, če jo prodaja po količini, ki jo natoči v kozarec, npr. pri prodaji točenega piva, odprtih sokov, odprtih vin, žganih pijač in podobnem. Pijača, ki jo gostinec prodaja na takšen način, mora segati do merilne črtice, označene na kozarcu. V primerih, ko gostinec ne postreže v kozarcu, s katerim pijačo tudi izmeri (npr. pri strežbi različnih žganih pijač ali nekaterih vin), pač pa količino izmeri v enem, postreže pa v drugem, običajno večjem ali »dekorativnem« kozarcu, lahko uporabi t. i. prenosni kozarec. To pomeni, da pijačo najprej izmeri v meroslovno ustreznem kozarcu in jo potem prelije v kozarec, v katerem pijačo postreže. Prav tako je potrebno poudariti, da avtomatski točilni aparati, ki jih nekateri gostinci uporabljajo pri merjenju iztočene žgane pijače, niso v skladu z meroslovnimi predpisi in se pri merjenju točenega žganja ne smejo uporabljati. V tem primeru je potrebno pijačo izmeriti le z meroslovno ustreznim kozarcem. Meroslovno ustrezno morajo biti označeni tudi plastični kozarci, kijih gostinci uporabljajo na različnih prireditvah na odprtem. Kdaj uporaba meroslovno ustreznega kozarca ni potrebna Če se pijača prodaja v originalno zaprti embalaži (steklenici, plastenki), npr. pivo, vino, sok in podobno, ni potrebno, da je kozarec meroslovno ustrezen, saj je cena določena za vnaprej predpakirano pijačo v zaprti embalaži, na katero gostinec nima vpliva. Količinsko ustreznost takšne pijače v meroslovnem nadzoru preverjamo v skladu s predpisi za pred-pakirane proizvode. Meroslovni nadzor nad gostinci Na Uradu smo v tem mesecu že začeli z nadzorom gostinskih lokalov, s katerim preverjamo, ali gostinci uporabljajo meroslovno ustrezne kozarce, ko točijo pijačo po količini. Že pri prvih nadzorih ugotavljamo, da večina gostincev ne ve, kateri kozarci so meroslovno ustrezni in pravilno označeni in kateri ne, saj večina med njimi »verjame«, da je že sama merilna črtica na kozarcu dovolj, da ga lahko uporabljajo kot merilnega. Prav zaradi teh razlogov bomo v prvi fazi nadzornih pregledov gostince v primeru uporabe neustreznih kozarcev samo opozarjali, če ugotovljene nepravilnosti ne bodo odpravili v predpisanem roku, pa bomo posegli tudi po ostrejših ukrepih, saj je v skladu s 1. točko prvega odstavka 27. člena Zakona o meroslovju za takšen prekršek predpisana globa v višini 417,29 EUR za pravno osebo in 208,65 EUR za odgovorno osebo pravne osebe. Za konec Čeprav se nekaterim potrošnikom ne bo zdelo tako pomembno, če jim gostinec v kozarcu postreže »malenkost« manj pijače, kot so je naročili in plačali, se moramo zavedati, da lahko gostinec proda veliko večjo količino pijače, kot je je dejansko iztočil. Zato apeliramo tudi na potrošnike, naj bodo pozorni, v kakšnih kozarcih in kakšno količino (če ta sega do merilne črtice) jim strežejo gostinci. Ob dvomu v ustreznost kozarca oziroma natočene količine naj gostinca na to takoj opozorijo. V primeru kršitev se potrošniki lahko obrnejo na inšpektorje Urada. 'IIMTndJIMIKA ZMAGOVALNI TIM Novost izumiteljev mehatronil