Rozhovory

Kdybychom měli stručně představit, čím se společnost REX Controls zabývá, nejjednodušší by to bylo prostřednictvím videa s trojramenným inverzním kyvadlem.

Tři nezávisle zavěšená ramena ovládá pouze vozík jezdící po lineární dráze, který je svými pohyby dokáže dostat do pozoru, umí s nimi dělat různé prostocviky a pak je organizovaně spustit zpět do výchozí svislé polohy tak, že prostě spadnou a už se ani nehnou. Kdo trochu rozumí fyzice, chápe, jakého zázraku je svědkem. Miloš Schlegel s Pavlem Baldou a dalšími kolegy to dokázali spočítat a naprogramovat tak, že to funguje. V řízení strojů a procesů je mnoho podobně složitých úloh a řízení trojitého inverzního kyvadla pouze ilustruje překvapující možnosti zpětnovazebního řízení. 

Byť společnost REX Controls působí na trhu pětadvacet let, její zkušenosti jsou díky oběma zakladatelům mnohem dlouhodobější. 

„Začínal jsem v osmdesátých letech ve výzkumném ústavu Škoda Plzeň, kde jsem vedl automatizační skupinu. Tam vznikl nápad vyvinout náš první řídicí systém ProConT – software pro pokročilé automatizace. Na základě toho jsme v roce 1990 založili firmu Easy Control, v jejímž rámci jsme se zaměřovali na průmyslovou automatizaci a regulaci. Hodně jsme spolupracovali se společností ZAT, která nás potom koupila. Chvilku jsme pro ně pracovali, ale pak jsme se vydali vlastní cestou a s kolegou Pavlem Baldou jsme založili REX Controls. Naším cílem bylo vytvořit nový pokročilý řídicí systém pro řízení složitých procesů a strojů. Tak vznikl REXYGEN, který nyní prodáváme v podstatě do celého světa,“ říká spoluzakladatel společnosti REX Controls Miloš Schlegel.

Co to držíte v ruce?

Miloš Schlegel (MS): To je hromadně vyráběný malý počítač, na nějž se nasadí námi vyvinutá vstupně-výstupní karta, která umí snímat analogové a digitální signály z procesu a ovládat příslušné výstupy řídicího systému. Do tohoto počítače nahrajeme náš REXYGEN a pro daný účel vyvinutý algoritmus v grafickém prostředí. Máme s tím velký úspěch. 

Pavel Balda (PB): Do Norska jsme prodali několik tisíc řídicích modulů firmě, která vyrábí líhně a odchovny lososů v moři. Pomocí kamery detekují lososy napadené parazity, software pak vyšle signál, laser zasáhne napadenou rybu a parazita spálí. 

Jak to, že je to tak malé?

PB: Základem je Raspberry Pi v ceně tisíc korun, který má ethernetový adaptér a několik konektorů USB. Když k tomu přidáte naši kartu Monarco HAT, dostanete malý řídicí počítač. My to prodáváme už s naším softwarem, říkáme tomu Automation Kit a je to připraveno k okamžitému použití. Můžete k tomu připojit počítač s velkou obrazovkou a na něm si vyvíjet algoritmus řízení. V REXYGENu lze vytvářet i mnohem rozsáhlejší aplikace. V České republice byl REXYGEN úspěšně a opakovaně aplikován např. firmou Altron v datových centrech portálu Seznam.cz.

MS: Důležité je, že algoritmus řízení můžete v tomto systému konfigurovat graficky z víc než 500 předpřipravených analogových a logických bloků. Navíc v případě potřeby můžete využít i standardní programovací jazyky používané pro tvorbu řídicích algoritmů. Náš systém funguje pro mnoho různých platforem, v současnosti nejpokročilejší platforma je od německé firmy Weidmüller, která se chystá dodávat náš systém do celého světa. 

PB: Jsme jedním z jejích oficiálních dodavatelů softwaru. 

To si můžu koupit pro jakýkoli výrobní proces? 

MS: Já to mám například na chatě a řídím tím topení. Má to dost vstupů na to, aby to umělo řídit jednoduché procesy. Složitější automatizace už vyžadují jiné platformy, kde je víc vstupů a výstupů. Na regulaci jsme experti, protože se už od roku 1990 zabýváme vývojem pokročilých algoritmů, které umožňují automaticky navrhnout parametry regulátoru tak, aby fungoval co nejlépe. 

PB: Nástroje pro automatické nastavování regulátorů jsou unikátní záležitost a díky tomu jsme získali spolupráci s firmami, které to převzaly do svých systémů. Seřízení zpětnovazební regulace je časově velmi náročná záležitost. Pro pomalé procesy je v praxi nejčastěji používaná metoda „pokus-omyl“ jen velice obtížně použitelná – trvá mnoho hodin a nezaručuje vyhovující výsledek. Kolega vyvinul nástroje, které to umějí nastavit na první dobrou. V tom je velká úspora času a velké zvýšení kvality regulací. 

MS: Dnes konstruktér nebo návrhář už ze školy ví, jak nakonfigurovat zpětnou vazbu u nějaké jednoduché regulační smyčky. Problém je, že ten regulátor má nejméně tři nastavitelné parametry, které musí návrhář zadat, aby řádně fungoval. Když je zadá špatně, systém může být nestabilní. Co já pamatuji, všichni praktici chtěli mít nástroj, který sám nastaví parametry automaticky na základě nějakého experimentu. To byl problém, který jsem dostal za úkol řešit, když jsem nastoupil do výzkumáku Škodovky. Když jsem dělal doktorát, zvolil jsem si to jako téma a vymysleli jsme metodu, která na základě jednoduchého experimentu – změřením odezvy na vstupní pulz – dokázala nastavit parametry regulátoru. Byla to docela složitá teorie, to už se mnou spolupracoval Pavel jako můj student, vyvinuli jsme to a nabídli německé firmě PMA, která vyráběla tisíce kompaktních regulátorů a dodávala je do celého světa, a tam jsme se s tím poprvé uchytili.

PB: Potom jsme pro ně vytvořili speciální software, který umožňoval nastavovat stejnou technikou i existující regulátory, které tuto vlastnost ještě neměly zabudovánu, a to jim přineslo další zajímavé zakázky. V referencích jsme měli firmy jako Mercedes-Benz, Sony, Evropskou kosmickou agenturu či NASA, prostě firmy, s nimiž bychom se nikdy nemohli potkat. 

MS: Hlavní přednosti systému REXYGEN spočívají především v oblasti zpětnovazebního řízení, kdy něco měříme a nějakou jinou veličinu ovládáme tak, aby její hodnota – třeba teplota, průtok, tlak, rychlost – souhlasila s požadovanou hodnotou. 

PB: Automatické nastavování regulátorů máme v REXYGENu od samého začátku a velmi cenné na tom je, že to zdaleka nemá každý systém. Většina automatizačních firem nabízí nějakou heuristickou metodu nastavování, která na rozdíl od naší obvykle není podložena seriózní teorií. Vypracovali jsme podrobnou studii porovnávající naši metodu s na trhu dostupnými metodami, např. metodou firmy Siemens. Výsledek je, že naše metoda vyžaduje méně času a poskytuje výrazně lepší kvalitu řízení.

Obracejí se na vás výrobci, abyste jim pomohli něco vyřešit?

MS: Třeba pro firmu Digiteq Automotive (dceřiná společnost Škody Auto) jsme vytvářeli asistenta řidiče pro couvání s přívěsem. A když už jsme byli v tom, vyvinuli jsme asistenta pro couvání s přívěsy s celkovým počtem náprav od jedné až do pěti. Většinou vyvíjíme hodně složité věci, tady na univerzitním pracovišti Nové technologie pro informační společnost (NTIS) máme spoustu kolegů, kteří se zabývají teorií automatického řízení a díky tomu jsme schopní aplikovat poslední výdobytky. 

Vy si prostě hrajete a pak to dobře prodáte…

MS: Přesně tak, já to říkám svému vnukovi: Buď inženýr, věnuj se automatickému řízení a budeš si hrát do konce života. My se rádi pouštíme do všeho, co někdo jiný neumí vyřešit. Taková činnost charakterizuje naši firmu. Například jsme takhle vyvinuli řídicí systém pro výzkumný jaderný reaktor v Řeži u Prahy. 

Jak je možné, že právě vy vymyslíte něco, co jiní ne?

MS: Jsme na univerzitě, takže výzkum je náš denní chleba, kolem nás jsou kolegové doktorandi, kteří se věnují výzkumu, a ve firmě se snažíme přenášet výsledky teoretického výzkumu do praxe. V oblasti automatického nastavování průmyslových regulátorů využíváme navíc originální přístup, který při splnění inženýrsky verifikovatelných apriorních předpokladů nikdy neselhává. 

Pracujete s umělou inteligencí?

MS: Pracujeme s ní ve dvou rovinách – jednak ji používáme pro vyhledávání relevantních informací a citací prací v našem oboru, jednak se do REXYGENu snažíme zabudovat nové metody, tj. metody, v jejichž rámci se na základě naměřených dat natrénuje řídicí systém tak, aby splňoval návrhové požadavky. Jsme v tom v počátcích a já pořád preferuji metody s pevným základem, to znamená matematické modely. Když to umíte spočítat, je to určitě lepší, protože máte pevnou půdu pod nohama. U umělé inteligence pořádně dopředu nevíte, co z toho vyleze a jak se to bude chovat, když přijde kritický problém. Když řídíte turbínu nebo reaktor, nemůžete si takovou chybu dovolit.