Automatyzacja na rzecz zrównoważonego rozwoju

Zrównoważony rozwój w automatyce zaczyna się już na etapie projektowania systemu. Wybierając odpowiednią technikę napędową, można zapewnić maksymalną efektywność energetyczną systemu przez cały okres jego eksploatacji. Zasadniczo w procesie wyboru ważną rolę odgrywają takie kryteria jak dynamika, siła, sterowalność, obciążenia i oczywiście ekonomiczność. W wielu przypadkach optymalnym rozwiązaniem może być również rozsądne połączenie obu technologii.

Systemy elektryczne - oszczędność energii przy dynamicznych ruchach
Technologia automatyki elektrycznej oferuje energooszczędne rozwiązania dla wysoce dynamicznych, liniowych lub obrotowych ruchów wieloosiowych w elastycznych konfiguracjach - z doskonałą dokładnością i dużą siłą.

Pneumatyka - energooszczędne trzymanie, zaciskanie, mocowanie
Ta ekonomiczna i niewymagająca konserwacji technologia umożliwia energooszczędny ruch pomiędzy dwoma położeniami końcowymi, np. podczas trzymania, zaciskania, mocowania i pchania. Prostą i wytrzymałą pneumatykę można znaleźć w niemal wszystkich gałęziach techniki automatyzacji.

Controlled Pneumatics - energooszczędne sterowanie przepływem, ciśnieniem i ruchem
Ukierunkowane dozowanie sprężonego powietrza otwiera ogromne możliwości oszczędzania energii. Na każdym etapie pracy można uzyskać maksymalną wydajność przy minimalnym zapotrzebowaniu na sprężone powietrze. Pozwala to zaoszczędzić do 50% sprężonego powietrza. Dowiedz się więcej o Controlled Pneumatics.

Serwopneumatyka - energooszczędna przy dużych obciążeniach
Jeśli potrzebujesz pozycjonować większe masy od 15 kg do 300 kg, serwopneumatyka jest rozwiązaniem energooszczędnym i atrakcyjnym cenowo. Pakiety napędowe oparte na tej technologii charakteryzują się szybkim przełączeniem pomiędzy pozycjonowaniem, kontrolą siły oraz łagodnym osiąganiem różnych pozycji.

Więcej informacji na temat wyboru technologii można znaleźć w Automation Guide (PDF)

Możesz też zapoznać się z naszą białą księgą "Pneumatic or electrics (PDF)"

Zanim wybierzesz technologię dla swojego systemu, powinieneś wiedzieć, jak wysoki jest poziom emisji CO₂- zużycie energii w fazie eksploatacji oraz jakiego całkowitego kosztu posiadania (TCO) można się spodziewać w przyszłości.

Nasz przewodnik CO₂ & TCO Guide umożliwia porównanie napędów elektrycznych i pneumatycznych z naszego portfolio produktów. Narzędzie zapewnia przejrzyste porównanie zużycia energii, emisji CO₂, kosztów zakupu i całkowitego kosztu posiadania, a tym samym stanowi cenne wsparcie przy podejmowaniu decyzji w oparciu o kluczowe czynniki.

Uruchom przewodnik CO2 & TCO

Inteligentne projektowanie koncentruje się na idealnym dopasowaniu wielkości komponentów i wyborze optymalnej koncepcji sterowania.

Nasze cyfrowe narzędzia inżynierskie ułatwiają tworzenie energooszczędnych projektów systemów. Dopasowanie wielkości napędów pneumatycznych do wymagań może zaoszczędzić do 40% zużycia powietrza w danej aplikacji. Matryce oceny, kalkulatory kosztów i oprogramowanie symulacyjne pomagają w podejmowaniu właściwych decyzji od samego początku i w optymalizacji systemów pod kątem konkretnych zastosowań.

Do przeglądu narzędzi inżynierskich

Działania na rzecz efektywności energetycznej zaczynają się od planowania. Decydujące znaczenie ma przemyślany wybór odpowiedniego typu napędu dla danego zastosowania. Siłowniki jednostronnego działania lub ze zredukowanym ciśnieniem powrotnym pozwalają na wyraźną redukcję zużycia sprężonego powietrza. Należy stosować płyty z regulatorami i regulatory ciśnienia. Dla długich czasów postoju zalecane są np. silniki serwo / silniki skokowe z hamulcem.

Narzędzia inżynierskie Festo pomagają w wyborze właściwego produktu do danego zastosowania.

Zużycie energii zależy w dużej mierze od konstrukcji napędów: Przede wszystkim należy unikać zbyt dużych napędów. Im mniejszy napęd, tym większa energooszczędność.

• Należy upewnić się, że współczynniki bezpieczeństwa zostały dobrane prawidłowo i że masy ruchome są niskie. W przypadku napędów pneumatycznych pozwala to zaoszczędzić do 40% powietrza zużywanego w danej aplikacji.
  Przykład: w przypadku siłownika znormalizowanwgo DSBC zmniejszenie wielkości tłoka z 40 do 32 pozwala zaoszczędzić około 35% energii.
• Projektując system napędowy jako całość, a tym samym dobierając optymalną wielkość, można uniknąć kumulacji czynników bezpieczeństwa Pomagają w tym narzędzia inżynierskie Festo. Są to praktyczne kalkulatory, oprogramowanie symulacyjne i narzędzia konfiguracyjne, takie jak narzędzie do projektowania i symulacji Electric Motion Sizing, Solution Finder Simplified Motion Series lub nasz Handling Guide Online (HGO).

Do przemieszczania ciężaru potrzebna jest energia. Dlatego należy zwrócić uwagę na niską masę ruchomą, np. poprzez prawidłowy dobór wielkości komponentów, łączenie komponentów i wybór lekkich produktów.

• Jeżeli dana aplikacja pozwala na to pod względem obciążenia użytkowego i czasu cyklu, dobrym wyborem jest połączenie elektrycznego systemu manipulacyjnego z lekką pneumatyczną osią Z.
• Chwytaki pneumatyczne są lżejsze od chwytaków elektrycznych. Pozwala to zaoszczędzić masę i energię w zastosowaniach związanych z przemieszczaniem.
• Lekkie produkty nie tylko zmniejszają zużycie energii. Ponieważ produkty lekkie wymagają mniejszej ilości materiału, mają również mniejszy wpływ na emisję CO₂-Footprint.

Im mniejsze tarcie, tym mniejsze straty energii i dłuższy okres eksploatacji. Aby zapewnić trwałe działanie, najlepiej jest stosować elementy o niskim współczynniku tarcia.

• Nasze pneumatyczne mini jednostki DGSL lub DGST oferują bardzo dokładne ruchy przy minimalnym tarciu.
• Napędy elektryczne i osie należy regularnie serwisować, aby ograniczyć straty wynikające z tarcia.
• Zawsze należy sprawdzić, czy przekładnia jest rzeczywiście konieczna, czy też można się bez niej obejść.

W wielu zastosowaniach napędy elektryczne muszą nie tylko przyspieszać masy, ale także aktywnie je wyhamowywać. W pewnych okolicznościach energia hamowania może być ponownie wykorzystana w celu zaoszczędzenia energii elektrycznej, na przykład dzięki sprzężeniu obwodu pośredniego.

W aplikacjach, w których fazy przyspieszania i zwalniania różnych napędów odbywają się jednocześnie, można połączyć obwody pośrednie sterownika i przechowywać w nich energię hamowania. Pomaga w tym sterownik silnika CMMT-AS.

W niektórych cyklach roboczych zasilanie energią może być czasowo wstrzymane - w celu uzyskania zerowego zużycia energii i zerowego wycieku.

• Wyłączaj dopływ powietrza zawsze, gdy jest to możliwe, na przykład podczas postoju maszyny, pod koniec zmiany lub podczas przerwy. Odbywa się to automatycznie dzięki naszemu modułowi efektywności energetycznej z serii MSE6.
• Aby zapobiec bezproduktywnej pracy na biegu jałowym, powinna istnieć możliwość wyłączenia całego systemu, a także poszczególnych jednostek lub komponentów. Należy pamiętać o zastosowaniu bezpiecznej sekwencji wyłączania i uruchamiania.

W technologii automatyki elektrycznej optymalne ustawienia sterownika z płaskimi rampami przyspieszenia zmniejszają zużycie energii i minimalizują wibracje.

• Dzięki naszemu oprogramowaniu do konfiguracji i uruchamiania Festo Configuration Tool FCT uzyskuje się dobre zachowanie sterowania dla systemów osiowych z niewielką ilością oscylacji i interwencji sterownika. Ważną rolę odgrywa także sztywny montaż napędu i silnika.
• Cyfrowa pneumatyka z Motion Terminal VTEM oferuje szeroki zakres aplikacji Motion Apps do sterowania podłączonymi komponentami napędu pneumatycznego w sposób możliwie najbardziej energooszczędny.

Ciągłe podciśnienie nie jest koniecznie wymagane do bezpiecznego utrzymywania przedmiotów za pomocą podciśnienia. Ciągłego zużycia powietrza można uniknąć, stosując układ oszczędzania powietrza, zwłaszcza w przypadku gładkich powierzchni i nieporowatych materiałów. Celem jest stosowanie podciśnienia tylko wtedy, gdy jest ono potrzebne.

Generator podciśnienia OVEM i generator podciśnienia VADMI z inteligentnym systemem monitorowania podciśnienia wytwarzają podciśnienie tylko wtedy, gdy jest ono potrzebne, i mogą się automatycznie wyłączyć. Oszczędności sięgają około 60% poprzednio wymaganej ilości sprężonego powietrza.

Istnieją różne sposoby obniżenia poziomu ciśnienia, a tym samym zmniejszenia kosztów energii.

• Niepotrzebnie wysoki poziom ciśnienia w całej sieci wymaga dużej ilości energii. Zmniejszając ciśnienie w systemie o 1 bar, można zaoszczędzić do 10% całkowitej ilości zużywanej energii.
• Niektóre urządzenia wymagają stałego minimalnego poziomu ciśnienia. Jeżeli niektóre zastosowania wymagają wyższego poziomu ciśnienia w pewnych punktach, można je zapewnić lokalnie, na przykład za pomocą wzmacniacza ciśnienia DPA, zamiast zwiększać ciśnienie w całej sieci zasilającej.
• Jeżeli w danym zastosowaniu wymagana jest pełna siła tylko w jednym kierunku ruchu lub jeżeli napęd może być zasadniczo eksploatowany przy niższym ciśnieniu, ciśnienie dla skoku powrotnego można łatwo zmniejszyć o połowę. Jest to szczególnie łatwe do zrealizowania w przypadku wysp zaworowych z płytami z regulatorami w zabudowie pionowej. Zużycie sprężonego powietrza można zmniejszyć o ponad 20%. Użyj do tego celu nasze płyty regulatorów VMPA1 i VABF.

Właściwe przygotowanie sprężonego powietrza nie tylko wydłuża okres eksploatacji elementów i systemów, ale także zwiększa wydajność i efektywność energetyczną. W tym przypadku staranność i dbałość o szczegóły opłaca się na dłuższą metę. Nasza seria jednostek przygotowania powietrzaMS oferuje odpowiednie rozwiązania, również w różnych wielkościach.

• Ważne jest odpowiednie dobranie wielkości systemu przygotowania sprężonego powietrza, także w odniesieniu do komponentów w zespołach przygotowania powietrza. Należy sprawdzić, czy filtry są stosowane rozsądnie, ponieważ każdy stopień filtracji zmniejsza natężenie przepływu i zwiększa spadek ciśnienia.
• Regularna konserwacja i prawidłowo dobrana jakość sprężonego powietrza mogą zmniejszyć zużycie energii podczas przygotowania sprężonego powietrza nawet o 20%. Terminowa wymiana wkładów filtracyjnych w zespołach przygotowania powietrza zapobiega niepotrzebnym oporom przepływu.
• W sieci rurociągów przydatne są złączki o niskich oporach przepływu. Przewody zasilające układy oraz zawory lub wyspy zaworowe powinny być wystarczająco duże, aby zapobiec stratom ciśnienia.
• Użyj wielokrotnych rozdzielaczy, zamiast złączy typu T. Zmniejsza to spadek ciśnienia.

Więcej informacji na temat wyboru optymalnej kombinacji zespołów przygotowania powietrza można znaleźć w naszej Białej Księdze "Przygotowanie sprężonego powietrza w pneumatyce (PDF)".

Wiele przewodów pomiędzy zaworami i siłownikami jest zbyt długich i zwiększa zużycie sprężonego powietrza poprzez tzw. objętość martwą. To bezproduktywne powietrze ma również negatywny wpływ na czas cyklu pracy systemu. Objętość martwa w przewodach często stanowi dużą część całkowitego zużycia, zwłaszcza w napędach lub chwytakach o małych objętościach.

• Upewnij się, że przewody są możliwie najkrótsze i optymalnie poprowadzone. Zalecamy przede wszystkim zdecentralizowane rozmieszczenie wysp zaworowych.
• Do przycinania przewodów sprężonego powietrza należy używać odpowiednich narzędzi,, takich jak nożyc ZRS do cięcia rur/przewodów,, aby zapewnić szczelność połączeń i zapobiec wyciekom.

Należy zawsze pamiętać, że niewykryte nieszczelności powodują niepotrzebne koszty energii przez całą dobę. Z doświadczenia wiemy, że w istniejących systemach można ograniczyć nieszczelności nawet o 20%. Dlatego ważne jest, aby regularnie kontrolować system sprężonego powietrza i sprawdzać, czy nie ma w nim nieszczelności.

• Dzięki naszym Serwisom Efektywności Energetycznej szybko i niezawodnie wykrywamy nieszczelności i eliminujemy straty sprężonego powietrza.
• Wilgoć, zanieczyszczenia i olej mają negatywny wpływ na uszczelki i wypłukują z elementów wstępne smarowanie. Dlatego zalecamy stosowanie zdecentralizowanego przygotowania sprężonego powietrza bezpośrednio w układzie.
• Należy wybierać materiały przewodów, które są odpowiednie dla danego środowiska. Zapobiegnie to uszkodzeniom chemicznym, fizycznym i mikrobiologicznym, a więc także wyciekom.
• Złączki z nowoczesnymi pierścieniami uszczelniającymi i funkcjami wspomagającymi zapewniają szczelne połączenia wielokrotnego użytku.

Jeszcze więcej możliwości oszczędzania energii w systemach sprężonego powietrza można znaleźć w naszej białej księdze "Obniżenie kosztów energii w systemach sprężonego powietrza nawet o 60% (PDF)"

Zainstaluj stały system monitorowania energii i monitoruj zużycie sprężonego powietrza. W zasadzie wszystkie źródła energii powinny być monitorowane za pomocą technologii czujników, w pneumatyce szczególnie za pomocą czujników przepływu.

• Dzięki pomiarom przepływu można szybko i łatwo zidentyfikować odchylenia od stanu idealnego, na przykład z powodu nieszczelności lub strat ciśnienia. Wiedzę tę można następnie wykorzystać do wprowadzenia właściwych środków oszczędności energii.
• Stały monitoring sprężonego powietrza natychmiast zapewnia przejrzystość zużycia sprężonego powietrza. Jeśli wartość przepływu jest zbyt wysoka, często wskazuje to na możliwość oszczędności.
• Monitorowanie zużycia sprężonego powietrza umożliwia podjęcie działań w przypadku wystąpienia odchyleń. Ciągły monitoring sprężonego powietrza zapewnia stałą niezawodność.
• Wykorzystaj predykcyjne zarządzanie energią. Wykorzystując sztuczną inteligencję, można przewidywać, jak stan systemów będzie się zmieniał w czasie. W tym celu korzystamy z naszego oprogramowania Festo Automation Experience (Festo AX).