Fenntarthatóság az automatizálásban

Az automatizálásban a fenntarthatóság a rendszer tervezésével kezdődik. A megfelelő hajtástechnika kiválasztásával a leghatékonyabb energiafelhasználást biztosíthatja a teljes élettartam alatt. A kiválasztáskor alapvetően olyan szempontok játszanak fontos szerepet, mint a dinamika, az erő, a szabályozhatóság, a terhelés alatti merevség és természetesen a gazdaságosság. Sok esetben a két technológia észszerű kombinációja is optimális megoldás lehet.

Elektromosság - energiahatékony a dinamikus mozgásoknál
Az elektromos automatizálástechnika energiahatékony megoldásokat kínál a nagy dinamikájú, lineáris vagy forgató, többtengelyes mozgásokhoz, rugalmas konfigurációkban, nagyon pontosan és nagy erővel.

Pneumatika - Energiatakarékos tartás, szorítás, feszítés
A kedvező költségű és alacsony karbantartási igényű technológia két végállás közötti energiatakarékos mozgásokat tesz lehetővé, például tartás, befogás, szorítás és préselés esetén. Az egyszerű és strapabíró pneumatika az automatizálástechnika szinte minden ágában megtalálható.

Controlled Pneumatics - energiahatékony térfogatáram-, nyomás- és mozgásszabályozás
A sűrített levegő célzott adagolása nagy lehetőségeket kínál az energiatakarékosság terén. Minden egyes munkafázisban a minimális sűrítettlevegő-szükséglet mellett a maximális teljesítményt érheti el. Így akár 50%-kal csökkentheti a sűrített levegő fogyasztását. Tudjon meg többet a Controlled Pneumatics lehetőségeiről.

Szervopneumatika - a nagy terheléseknél energiahatékony
A szervopneumatika energiatakarékos és kedvező árú megoldás, ha nagyobb tömegeket kell pozícionálnia 15 kg-tól akár 300 kg-ig. Ezeket a hajtás csomagokat a pozíciószabályozásról erőszabályozásra való gyors átkapcsolás és a pozícióra való lágy ráállási viselkedés jellemzi.

További segítség a technológia kiválasztásához az Automation Guide-ban (PDF)

Ezenkívül elolvashatja a „Pneumatikus vagy elektromos” (PDF) című fehér könyvünket

Mielőtt kiválasztja a technológiát a rendszeréhez, tudnia kell, hogy milyen magas a CO₂-kibocsátás az üzemeltetési életciklus során és milyen teljes birtoklási költségekre (TCO) számíthat a jövőben.

A CO₂ & TCO Guide segítségével összehasonlíthatja termékválasztékunk elektromos és pneumatikus hajtóműveit. Az eszköz áttekinthetően jeleníti meg az energiafogyasztást, a CO₂-kibocsátást, a beszerzési költségeket és a teljes birtoklás költségét, így a legfontosabb tényezők alapján értékes segítséget nyújt Önnek a döntéshozatalhoz.

CO2 & TCO Guide indítása

Az intelligens mérnöki munka fókuszában a komponensek egymással tökéletesen összehangolt méretezése és az optimális vezérlő kiválasztása áll.

Digitális mérnöki eszközeink megkönnyítik rendszerei energiahatékony tervezését. A pneumatikus hajtóművek igény szerinti méretezésével például akár 40%-kal csökkentheti egy alkalmazás levegőfogyasztását. Az értékelési mátrixok, költségkalkulátorok és szimulációs szoftverek már a kezdetektől segítenek abban, hogy helyes döntéseket hozzon és rendszereit az Ön egyedi alkalmazásaihoz optimalizálhassa.

Mérnöki eszközök áttekintése

Az energiahatékonysági intézkedések a tervezésnél kezdődnek. Az alkalmazásnak megfelelő hajtástípus átgondolt kiválasztása kulcsfontosságú. Az egyszeres működésű hengerek vagy a csökkentett nyomású visszatérő löket jelentősen csökkentheti a sűrítettlevegő-fogyasztást. Használjon nyomásszabályozó lapokat és nyomásszabályozókat. Hosszú állásidők esetén például a rögzítőfékkel rendelkező szervo-/léptetőmotorok használata ajánlott.

A Festo mérnöki eszközei segítenek kiválasztani a megfelelő terméket az Ön alkalmazásához.

Az energiafogyasztás nagymértékben függ a hajtóművek kialakításától: elsősorban a túlméretezést célszerű elkerülni. Minél kisebb egy hajtómű, annál energiatakarékosabb.

• Győződjön meg a biztonsági tényezők megfelelő kiválasztásáról és a mozgatott tömeg minimalizálásáról. Pneumatikus hajtóművek esetén így az alkalmazás levegőfogyasztásának akár 40%-át is megtakaríthatja.
  Egy példa: A szabványos DSBC henger esetén a 40-es méret 32-re történő csökkentése kb. 35 %-os energiamegtakarítást eredményez.
• Ha egy egységként tekintve tervezi meg a hajtásláncot, és így optimálisan méretezi, akkor elkerülheti a biztonsági tényezők összegződését. Ebben segítenek a Festo mérnöki eszközei. Ezek praktikus kalkulátorok, szimulációs szoftverek és konfigurációs eszközök, mint például az Electric Motion Sizing tervezési és szimulációs eszköz, a Simplified Motion Series Solution Finder vagy a Handling Guide Online (HGO).

A súlyok mozgatása energiába kerül. Emiatt ügyeljen arra, hogy minél kisebb tömeget mozgasson, például a helyes méretezés, a komponensek kombinálása és a könnyű termékek kiválasztása révén.

• Ha az alkalmazása a hasznos teher és a ciklusidő szempontjából lehetővé teszi, akkor egy elektromos handling rendszer és egy könnyű pneumatikus Z tengely kombinációja jó választásnak bizonyulhat.
• A pneumatikus megfogó könnyebb, mint az elektromos megfogó. Ezzel súlyt és energiát takarít meg a mozgó alkalmazásoknál.
• Könnyű termékekkel nemcsak az energiafogyasztást csökkentheti. Mivel gyártásukhoz kevesebb anyag szükséges, a CO₂-lábnyomuk is kisebb.

Minél kisebb a súrlódás, annál kevesebb az energiaveszteség és annál hosszabb az élettartam. A fenntartható üzemeltetés érdekében a legjobb, ha alacsony súrlódású alkatrészeket használ.

• Pneumatikus DGSL vagy DGST mini szánegységeink nagy pontossággal és minimális súrlódással mozognak.
• A súrlódási veszteségek csökkentése érdekében célszerű rendszeresen karbantartani az elektromos hajtóműveket és tengelyeket.
• Mindig ellenőrizze, hogy valóban szükség van-e hajtóműre vagy az nélkülözhető.

Az elektromos hajtásoknak számos alkalmazásban nemcsak fel kell gyorsítaniuk a tömegeket, hanem aktívan le is kell lassítaniuk azokat. Bizonyos feltételek teljesülése esetén ez a fékenergia felhasználható az elektromos energia megtakarítására, például egy közbenső keresztkapcsolással.

Azokban az alkalmazásokban, ahol a különböző hajtóművek gyorsítási és lassítási fázisai egybeesnek, összekapcsolhatja a vezérlők közbenső áramköreit, és eltárolhatja a fékenergiát. Ebben a CMMT-AS motorvezérlő segít Önnek.

Egyes munkaciklusok lehetővé teszik az energiaellátás átmeneti lekapcsolását, így az energiafogyasztás és a szivárgás is nulla lesz.

• Amikor csak lehetséges, kapcsolja le a levegőellátást, például a gép állásidejében, a műszak végén vagy a szünetekben. Az MSE6 energiahatékonysági modulunk ezt automatikusan elvégzi.
• A gyártás nélküli üresjáratok elkerülése érdekében lehetővé kell tenni a teljes rendszer, valamint az egyes egységek vagy alkatrészek kikapcsolását. Ügyeljen a ki- és bekapcsolás biztonságos sorrendjére.

Az elektromos automatizálástechnikában lapos profilú indítási rámpákkal jellemzett optimális vezérlőbeállításokkal csökkentheti az energiafogyasztást és minimalizálhatja a rezgéseket.

• A Festo Configuration Tool FCT konfigurációs és üzembe helyező szoftverünkkel megfelelő szabályozási viselkedést állíthat be a tengelyrendszerekhez, minimális rezgéssel és szabályozói beavatkozással. Ehhez hozzájárul a tengely és a motor merevsége is.
• A digitalizált pneumatika a Motion Terminal VTEM segítségével a mozgásalkalmazások széles skáláját kínálja a csatlakoztatott pneumatikus hajtáskomponensek minél energiahatékonyabb vezérléséhez.

A tárgyak vákuummal történő biztonságos megtartásához nem feltétlenül szükséges állandó vákuumnyomás. Különösen a sima felületek és nem porózus anyagok esetén kerülheti el az állandó levegőfogyasztást egy légtakarékos kapcsolás használatával. A cél: az igény szerinti vákuum.

Az OVEM vákuumgenerátor és az intelligens vákuumfelügyelettel rendelkező VADMI vákuumgenerátor csak akkor hoz létre vákuumot, amikor arra szükség van, és automatikusan képesek azt lekapcsolni. A megtakarítás a korábban szükséges sűrített levegő mennyiségének mintegy 60%-a.

A nyomásszint és ezzel együtt az energiaköltségek csökkentésére különböző lehetőségek kínálkoznak.

• A hálózat szükségtelenül magas nyomásszintje sok energiát emészt fel. A hálózati nyomás 1 barral történő csökkentésével akár 10% energiát is megtakaríthat.
• Egyes gépekhez állandó minimális nyomásra van szükség. Ha az alkalmazások bizonyos pontokon magasabb nyomásszintet igényelnek, akkor ezt decentralizáltan is megvalósíthatja például a DPA nyomásfokozóval, ahelyett, hogy a teljes táphálózatban emelné a nyomást.
• Amennyiben egy alkalmazás csak az egyik mozgásirányban igényli a teljes erőt, vagy a hajtómű általában alacsonyabb nyomással üzemeltethető, akkor a visszatérő löket fázisában a nyomás gond nélkül a felére csökkenthető. Ez könnyen megvalósítható a vertikális kiépítéssel / szabályozólapokkal rendelkező szelepszigetek esetében. A megtakarított sűrítettlevegő-mennyiség akár a 20%-ot is meghaladhatja. Ehhez használja VMPA1 és VABF szabályozó lapjainkat.

A megfelelő sűrítettlevegő-előkészítés nemcsak a komponensek és rendszerek élettartamát növeli, hanem egyben a termelékenységet és az energiahatékonyságot is fokozza. A gondos tervezés itt hosszú távon kifizetődik. Az MS sorozatú levegőelőkészítő egységeink megfelelő megoldást kínálnak többféle méretben.

• A levegőelőkészítő egységek szempontjából nagyon fontos a sűrítettlevegő-előkészítés megfelelő méretezése. Vizsgálja meg a szűrők használatának észszerűségét, mivel minden szűrőfokozat csökkenti az áramlást és nyomáseséshez vezet.
• A levegőelőkészítésnél a rendszeres karbantartás és a sűrítettlevegő minőségének helyes megválasztása akár 20%-os energiamegtakarítást is eredményezhet. A sűrítettlevegő-előkészítő egységek szűrőelemeinek időben történő cseréje megakadályozza a szükségtelen áramlási ellenállást.
• A csőhálózatban alacsony áramlási ellenállású csavarzatokat célszerű használni. A rendszerek és a szelepek/szelepszigetek tápvezetékei kellően nagyok legyenek a nyomásveszteségek elkerülése érdekében.
• Használja a többszörös elosztókat, ahelyett, hogy T-ágakat fűzne össze. Így kisebb lesz a nyomásesés.

Az optimális sűrítettlevegő-előkészítő kombináció kiválasztásáról többet megtudhat a „Sűrítettlevegő-előkészítés a pneumatikában” (PDF) című fehér könyvből

A szelepek és az aktuátorok között sokszor túl hosszúak a csövek, és ez az ún. holttérfogat növeli a sűrítettlevegő-fogyasztást. Ez a nem produktív levegő negatív hatással van a rendszer ciklusidejére is. A tömlőkben lévő holttérfogat gyakran a teljes fogyasztás jelentős részét teszi ki, különösen kis térfogatú hajtóműveknél vagy megfogóknál.

• Ügyeljen arra, hogy a tömlők a lehető legrövidebbek legyenek, és optimálisan legyenek elvezetve. Tapasztalatunk szerint hasznos lehet a szelepszigetek decentralizált elhelyezése.
• Használjon megfelelő szerszámokat a sűrítettlevegős tömlők hosszra vágásához, például a ZRS cső- és tömlővágó készüléket, a szoros csatlakozások biztosítása és a szivárgás megelőzése érdekében.

Mindig tartsa észben, hogy a fel nem fedezett szivárgások éjjel-nappal felesleges energiaköltségeket okoznak. Tapasztalatból tudjuk, hogy a meglévő rendszerek szivárgási aránya akár 20%-kal is csökkenthető. Ezért fontos rendszeresen ellenőrizni a sűrítettlevegő-rendszert, beleértve a szivárgásvizsgálatot is.

• Energiahatékonysági szolgáltatásaink segítségével gyorsan és megbízhatóan észleljük a szivárgásokat és megállítjuk a sűrítettlevegő pazarlását.
• A nedvesség, a szennyeződések és az olaj negatív hatással van a tömítésekre és a komponensek gyári kenésére. Ezért decentralizált sűrítettlevegő-előkészítés használatát javasoljuk közvetlenül a berendezésnél.
• Válasszon a környezethez illő anyagú tömlőket. Így megelőzheti a kémiai, fizikai és mikrobiális károkat és ezáltal a szivárgást.
• A modern tömítőgyűrűkkel és támasztó funkcióval ellátott csatlakozók tömör és újrafelhasználható csatlakoztatást garantálnak.

A sűrítettlevegős rendszerekben rejlő további energiamegtakarítási lehetőségeket „Az energiaköltségek csökkentése akár 60%-kal a sűrítettlevegős rendszerekben (PDF)” című fehér könyvünkben találja

Telepítsen állandó energiafelügyeleti rendszert és figyelje a sűrítettlevegő-fogyasztását. Alapvetően minden energiaforrást célszerű érzékelőkkel felügyelni, a pneumatikában elsősorban áramlás érzékelőkkel.

• Az áramlásmérés segítségével könnyen és gyorsan észlelheti az ideális állapottól való eltéréseket, például szivárgások vagy nyomásveszteségek esetén. Ennek ismeretében megfelelő energiatakarékossági intézkedéseket hozhat.
• A sűrítettlevegő állandó felügyelete azonnal átláthatóvá teszi a sűrítettlevegő-fogyasztását. Ha az áramlási érték túl magas, az gyakran jelezhet megtakarítási potenciált.
• Felügyelje a levegőfogyasztást, hogy az eltérések esetén ellenintézkedéseket hozhasson. A sűrítettlevegő állandó felügyelete tartós biztonságot nyújt.
• Alkalmazzon prediktív energiagazdálkodást. A mesterséges intelligencia segítségével előre kiszámítható, hogyan fog változni a rendszerei állapota a jövőben. Erre a Festo Automation Experience (Festo AX) szoftverünket használjuk.