Uvádění rozváděčů do provozu pomocí digitálních dvojčat – už 4.6. na Volty Expo & Meeting v Ostravě

Datum 02.06.2025

Virtuální (vlevo) a fyzická podoba rozváděče. Foto: Adam Kozmon

Digitální transformace průmyslového inženýrství přináší inovace, které zásadně ovlivňují procesy návrhu, testování a nasazování elektrických systémů. Mezi tyto inovace patří digitální dvojčata, která umožňují inženýrům simulovat reálné podmínky a optimalizovat rozváděče ve virtuálním prostředí před jejich fyzickou realizací. Virtuální uvedení do provozu představuje revoluční přístup, který zefektivňuje testování, minimalizuje náklady a zajišťuje bezproblémovou integraci s automatizačními systémy.

Tradiční proces uvádění rozváděčů do provozu je časově a finančně náročný. Vyžaduje fyzické prototypy, manuální testování a rozsáhlé řešení problémů přímo na místě. Jakákoli chyba v návrhu zjištěná v této fázi vede k dodatečným nákladům a zpožděním. Naproti tomu virtuální uvedení do provozu umožňuje inženýrům předem testovat funkčnost rozváděčů ve virtuálním prostředí, eliminovat chyby a optimalizovat systém ještě před jeho fyzickou realizací. Tento přístup umožňuje nejen včasnou detekci konstrukčních nedostatků, ale i optimalizaci automatizačních algoritmů a prediktivní simulace poruchových stavů.

Digitální dvojčata integrují simulační nástroje s reálnými automatizačními systémy, jako jsou programovatelné logické automaty, systémy SCADA a průmyslové senzory. Tento hybridní přístup umožňuje detailní testování v prostředí, které přesně odpovídá reálným provozním podmínkám. Inženýři mohou simulovat distribuci energie a proudové zátěže, modelovat možné poruchy a selhání komponentů, analyzovat tepelné chování systému a validovat automatizační algoritmy a ochranná relé. Tyto schopnosti vedou ke snížení rizika provozních chyb a významně zvyšují bezpečnost a spolehlivost rozváděčů.

V rámci pokročilých simulací je možné nejen analyzovat jednotlivé elektrické komponenty, ale i provádět zátěžové testy celých systémů v simulačním prostředí. Takový přístup umožňuje optimalizaci nejen z hlediska výkonu a bezpečnosti, ale i z hlediska efektivního využití materiálů a minimalizace nákladů na výrobu a údržbu.

Přednáška na téma “Digitální dvojčata a rozšířená realita v návrhu a diagnostice rozváděčů” je už pozítří (4.6.) na jednodenní B2B akci Volty Expo & Meeting v Ostravě na výstavišti Černá louka. Volnou vstupenku si můžete stáhnout zde.

Virtuální uvedení do provozu dramaticky snižuje dobu potřebnou k uvedení rozváděčů do provozu. Namísto týdnů fyzického testování lze většinu kroků provést během několika hodin v digitálním modelu. Tento přístup minimalizuje potřebu fyzických prototypů, snižuje náklady na přepracování a odstraňování chyb a umožňuje paralelní testování software a hardware. Kromě finančních úspor přispívá i ke zrychlení projektů a optimalizaci pracovních procesů.

Z ekonomického hlediska je přechod na digitální dvojčata výhodný nejen pro výrobce, ale i pro koncové uživatele, kteří těží z vyšší provozní spolehlivosti systémů a nižších nákladů na jejich údržbu. Díky simulovaným testům lze předcházet neplánovaným odstávkám a minimalizovat riziko provozních výpadků.

Testování vysokonapěťových systémů představuje riziko pro personál. Virtuální uvedení do provozu minimalizuje nutnost manipulace s fyzickými rozváděči pod napětím a umožňuje bezpečné testování v digitálním prostředí. Tento přístup snižuje pravděpodobnost poruch a havárií, zvyšuje shodu s průmyslovými normami a zjednodušuje dokumentaci a validaci systémů. Díky tomu lze lépe předcházet poruchám a zajistit dlouhodobou provozní stabilitu rozváděčů.

Využití prediktivní údržby založené na digitálních dvojčatech navíc umožňuje kontinuální monitoring a analýzu dat, což vede ke zlepšení preventivních opatření a snížení rizika kritických poruch.
Efektivita virtuálního uvedení do provozu závisí na propojení digitálních dvojčat s automatizačními systémy, jako jsou SCADA, PLC a IoT senzory. Testování Hardware-in-the-Loop umožňuje inženýrům validovat reálné řídicí hardware, otestovat reakce na simulované provozní podmínky a optimalizovat automatizační logiku před fyzickým nasazením. S rozvojem cloudových digitálních dvojčat se očekává další rozšíření možností vzdálené diagnostiky a prediktivní údržby.

Nejnovější vývoj v oblasti umělé inteligence a strojového učení navíc přináší další rozměr digitalizace. Pokročilé algoritmy umožňují analýzu velkých objemů dat a automatickou detekci anomálií, což výrazně přispívá k prediktivnímu plánování údržby a optimalizaci provozních podmínek rozváděčů.
Virtuální uvedení rozváděčů do provozu přináší zásadní změny do oblasti jejich návrhu a přípravy výroby. Snižuje náklady, zrychluje implementaci a zvyšuje bezpečnost a spolehlivost rozváděčů. Současné propojení s automatizačními systémy a cloudovými platformami ukazuje, že se tento přístup stane postupně standardem. Vývoj v oblasti simulačních nástrojů a jejich propojení s on-line monitorováním provozních dat poskytuje další možnosti pro optimalizaci návrhu, testování a údržbu rozváděčových systémů.

S rostoucí poptávkou po efektivnějších a udržitelnějších řešeních v průmyslu bude význam digitálních dvojčat a virtuálního uvedení do provozu nadále růst. Kombinace simulací, prediktivní analytiky a integrace s moderními automatizačními systémy umožní průmyslovým podnikům nejen snížit náklady, ale i zajistit vyšší bezpečnost a spolehlivost jejich výrobních procesů a tím i konkurenceschopnost.

Adam Kozmon, Petr Orság, VŠB

Schneider Electric 700 x 200 px

Napsat komentář