1. Dlaczego ważna jest optymalizacja regulacji ciśnienia lub przepływu?
Ulrich Sixt: Wydajna automatyzacja wymaga precyzyjnej koordynacji obu zmiennych. W systemach pneumatycznych ciśnienie i przepływ są ze sobą nierozerwalnie związane. Siłownik nie porusza się tylko dlatego, że jest w nim ciśnienie - powietrze musi również przepływać, aby umożliwić ruch. Czysto statyczna regulacja ciśnienia nie jest zatem wystarczająca.
Dobrze skoordynowany układ regulacji niesie ze sobą wiele korzyści. Efektywność energetyczna odgrywa kluczową rolę, ponieważ zbyt wysokie zasilanie sprężonym powietrzem prowadzi do niepotrzebnego zużycia i rosnących kosztów. Zawory proporcjonalne ciśnienia mogą pomóc w precyzyjnym sterowaniu przepływem powietrza i dostarczaniu tylko wymaganej objętości. Co równie ważne, precyzyjna regulacja zwiększa żywotność komponentów, ponieważ pozwala uniknąć nagłych wahań ciśnienia, które przyspieszają zużycie zaworów i siłowników.
2. Jakie są najnowsze osiągnięcia w dziedzinie regulacji ciśnienia lub przepływu i czym różnią się od konwencjonalnych systemów?
Ulrich Sixt: Technologia proporcjonalna, czujniki i inteligentne algorytmy w nowoczesnych zautomatyzowanych systemach znacząco optymalizują precyzję i efektywność. Jednym z tych udoskonaleń są zawory regulacyjne sterowane pneumatycznie lub elektrycznie. Dostosowują one przepływ i ciśnienie do wartości zadanej lub do sygnału zewnętrznego - co jest interesujące, jeśli w procesie wymagane są różne ciśnienia. Proporcjonalne regulatory ciśnienia utrzymują stałe ciśnienie w układzie w czasie rzeczywistym, niezależnie od wahań.
W wielu zastosowaniach ciśnienie i przepływ są nadal sterowane ręcznie lub za pomocą prostych regulatorów. Są one wypróbowane i przetestowane, ale często niewystarczające do osiągnięcia większej precyzji i efektywności. Na przykład zawory ręczne wymagają regularnej regulacji, ponieważ nie reagują automatycznie na wahania ciśnienia.
3. Jakie korzyści dla automatyki oferują nowoczesne zawory proporcjonalne?
Ulrich Sixt: Dzięki inteligentnemu połączeniu wysoce dynamicznych elementów wykonawczych, czujników i algorytmów regulacyjnych możliwe jest niezwykle precyzyjne sterowanie ciśnieniem, przepływem i ruchem – w sposób zautomatyzowany, wydajny i dostosowany do zróżnicowanych wymagań procesowych. Festo z powodzeniem wdrożyło dokładnie tę zasadę z Controlled Pneumatics.
Nowoczesne zawory proporcjonalne działają w dynamicznej, zamkniętej pętli sterowania, która umożliwia ciągłą adaptację do zmieniających się warunków. Czujniki stale mierzą aktualne ciśnienie i przesyłają wartości do elektroniki sterującej. Porównuje ona zmierzoną wartość rzeczywistą z określoną wartością docelową i natychmiast rozpoznaje odchylenia. Zawór reaguje w czasie rzeczywistym i automatycznie dostosowuje się, zwiększając lub zmniejszając ciśnienie w celu precyzyjnego utrzymania żądanej wartości (kontrola przepływu). Decydującą rolę w tej pętli sterowania odgrywają regulatory przepływu. Zapewniają one precyzyjne dozowanie strumienia objętości w celu optymalizacji zużycia energii, a jednocześnie gwarantują stałą wydajność. Ten inteligentny system sterowania zapewnia stabilne warunki procesu, zmniejsza straty energii i zwiększa efektywność całego systemu.
4. Jakie korzyści przynosi inteligentna regulacja ciśnienia lub przepływu?
Ulrich Sixt: Inteligentna regulacja ciśnienia i przepływu zwiększa efektywność, stabilność procesu i dostępność systemu. Precyzyjna regulacja bez wahań optymalizuje zużycie energii i poprawia jakość produktu. Stałe ciśnienie chroni elementy pneumatyczne przed nadmiernym naprężeniem i zużyciem. Zwiększa to niezawodność procesu. Automatyczne dostosowanie umożliwia również elastyczną regulację dla różnych materiałów i procesów. Pozwala to na redukcję kosztów operacyjnych bez pogarszania wydajności.
5. W jaki sposób inteligentna regulacja ciśnienia lub przepływu zwiększa niezawodność procesu i zapewnia jakość?
Ulrich Sixt: W praktyce wielokrotnie widzę, jak wahania ciśnienia lub przepływu prowadzą do wadliwych produktów. Szczególnie we wrażliwych sektorach, takich jak przemysł motoryzacyjny, technologia medyczna, żywność i opakowania, stabilne procesy mają kluczowe znaczenie dla uniknięcia odpadów i poprawek.
Powszechny problem: Różne ciśnienia na różnych stanowiskach produkcyjnych, co może prowadzić do niedokładnego pozycjonowania elementów przez siłownik lub uszczelka nie jest dociskana odpowiednią siłą. Zawory proporcjonalne z regulacją w pętli zamkniętej mogą mieć tutaj duże znaczenie. Utrzymują one ciśnienie na wymaganym poziomie - niezależnie od zmian obciążenia, wahań ciśnienia wejściowego lub nieszczelności. W praktyce oznacza to: Nieciągłe procesy mogą prowadzić do wysokich wskaźników odpadów — inteligentna regulacja pozwala je znacząco zmniejszyć.
Mój wniosek: Kto chce poprawić bezpieczeństwo procesu i jakość, nie może pominąć precyzyjnej, zautomatyzowanej regulacji ciśnienia lub przepływu. Redukują one nie tylko błędy, ale także zapewniają stałą jakość produktu, mniejsze przestoje i wyższą ogólną efektywność urządzenia.
6. Jaki widzisz potencjał w zakresie efektywności energetycznej?
Ulrich Sixt: Sprężone powietrze jest jedną z najdroższych form energii w przemyśle, ponieważ jego wytwarzanie przez sprężarki zużywa dużo energii elektrycznej. Jednak wiele systemów działa przy wyższym ciśnieniu niż jest to konieczne, co prowadzi do niepotrzebnego zużycia energii. Nawet zmniejszenie ciśnienia w układzie o 1 bar może znacznie obniżyć zużycie energii.
Inteligentna regulacja ciśnienia lub przepływu zapewnia, że dostarczana jest tylko taka ilość sprężonego powietrza, jaka jest faktycznie wymagana. Podczas gdy konwencjonalne systemy często działają przy maksymalnym ciśnieniu w układzie, nowoczesne zawory proporcjonalne z czujnikiem sprzężenia zwrotnego dynamicznie dostosowują ciśnienie do rzeczywistego zapotrzebowania. Minimalizuje to straty spowodowane wyciekami, które w wielu firmach mogą stanowić nawet 20% zużycia sprężonego powietrza. Ponadto sterowanie oparte na zapotrzebowaniu może zoptymalizować wykorzystanie sprężarek i skrócić czas ich pracy. Znajduje to bezpośrednie odzwierciedlenie w niższych kosztach energii. W dużych zakładach przekłada się to na oszczędności rzędu kilkudziesięciu tysięcy euro rocznie. Firmy, które polegają na inteligentnych regulatorach ciśnienia i przepływu, nie tylko zmniejszają zużycie energii, ale jednocześnie zwiększają zrównoważony rozwój i wydajność operacyjną.
7. Jaką rolę odgrywa cyfryzacja w regulacji ciśnienia lub przepływu?
Ulrich Sixt: Kluczową zaletą systemów cyfrowych jest przejrzysta dostępność danych. Wartości ciśnienia lub przepływu mogą być wywoływane w dowolnym momencie za pośrednictwem IO-Link® lub innych interfejsów i optymalizowane w ukierunkowany sposób. Umożliwia to firmom rozpoznawanie strat ciśnienia lub wycieków na wczesnym etapie, zanim doprowadzą one do awarii. W praktyce widzimy, że firmy posiadające systemy sieciowe mogą znacznie ograniczyć nieplanowane przestoje.
Dostosowywanie procesów również staje się coraz bardziej elastyczne. W nowoczesnych liniach produkcyjnych wartości ciśnienia lub przepływu mogą być regulowane automatycznie w zależności od materiału lub produktu, bez konieczności ręcznej interwencji technika na miejscu.
W skrócie: Cyfrowe regulatory ciśnienia lub przepływu zapewniają większą niezawodność procesu, niższe koszty konserwacji i elastyczną, przyszłościową produkcję. Ci, którzy polegają na systemach sieciowych, korzystają z większej efektywności, przejrzystości i kontroli w całym procesie produkcyjnym.
8. Dokąd zmierza rozwój regulacji ciśnienia lub przepływu?
Ulrich Sixt: Zasadniczo widzę trzy wymagania dotyczące dalszego rozwoju regulacji ciśnienia i przepływu: większa precyzja, wyższa efektywność energetyczna oraz silniejsza cyfryzacja. Integracja czujników bezpośrednio z regulatorami łączy technologię pomiarową i regulacji w jednym komponencie. Oszczędza to miejsce, upraszcza instalacje i poprawia czas reakcji.
Wrażliwe branże, takie jak produkcja półprzewodników lub technologia medyczna, opierają się na zaawansowanych technologiach zaworów. Technologie piezoelektryczne lub cewkowe umożliwiają szybsze, dokładniejsze i bardziej efektywne regulacje. Trzecim dalszym krokiem jest adaptacyjna regulacja ciśnienia i przepływu z wykorzystaniem sztucznej inteligencji. W przyszłości algorytmy wspierane przez sztuczną inteligencję mogłyby automatycznie optymalizować procesy i dostosowywać je do zmieniających się wymagań produkcyjnych.
9. Jakie są Twoje zalecenia dla firm, które chcą zoptymalizować regulację ciśnienia lub przepływu?
Ulrich Sixt: Jeśli chcesz poprawić efektywność, stabilność procesu i oszczędność energii w produkcji, powinieneś przyjrzeć się inteligentnym koncepcjom sterowania. Dzięki Controlled Pneumatics Festo oferuje rozwiązanie, które łączy technologię proporcjonalną, technologię czujników i sterowanie cyfrowe w celu precyzyjnej, energooszczędnej i elastycznej regulacji ciśnienia i przepływu.
W przeciwieństwie do konwencjonalnych systemów ze stałymi ustawieniami, Controlled Pneumatics dynamicznie dostosowuje wartości w czasie rzeczywistym. Zwiększa to jakość produkcji, zmniejsza zużycie powietrza i wydłuża żywotność komponentów. Dla każdego, kto chce zagłębić się w temat, nasz e-book oferuje wgląd w to, jak inteligentna regulacja ciśnienia i przepływu obniża koszty, stabilizuje procesy - i optymalnie pozycjonuje firmy pod kątem przyszłych wymagań.
10. Jaką rolę odgrywa konserwacja predykcyjna w regulacji ciśnienia lub przepływu i jakie korzyści oferuje?
Ulrich Sixt: Dla stabilnej i wydajnej regulacji ciśnienia i przepływu kluczową rolę odgrywa konserwacja predykcyjna. Ciągłe pomiary ciśnienia, przepływu i temperatury za pomocą czujników pozwalają na wczesne rozpoznanie nawet najmniejszych odchyleń. Umożliwia to identyfikację zużycia lub zbliżających się usterek i ich naprawę na wczesnym etapie przed wystąpieniem awarii. Zamiast sztywnych interwałów konserwacyjnych, interwencja odbywa się dokładnie wtedy, gdy jest to konieczne - pozwala to na zmniejszenie nieplanowanych przestojów i kosztów konserwacji, a jednocześnie wydłuża żywotność komponentów.
Oczywiście integracja takich systemów z istniejącymi zakładami stanowi wyzwanie, zwłaszcza jeśli chodzi o przetwarzanie i analizę danych. Jednak dzięki nowoczesnym rozwiązaniom cyfrowym konserwacja predykcyjna coraz częściej staje się standardem. Stanowi to istotny wkład w zwiększenie efektywności, zrównoważonego rozwoju i niezawodności procesów w automatyce.
Chcielibyśmy podziękować Ulrichowi Sixtowi za ekscytujący wgląd w świat regulacji ciśnienia i przepływu. Jego doświadczenie pokazuje, jak inteligentne technologie nie tylko stabilizują procesy, ale także oszczędzają energię i poprawiają jakość produkcji. Firmy, które polegają na cyfrowych zaworach proporcjonalnych i technologii sterowania sieciowego, korzystają z większej efektywności, konserwacji predykcyjnej i maksymalnej elastyczności - przyszłość pneumatyki jest inteligentniejsza niż kiedykolwiek wcześniej.
