Trajnost v avtomatizaciji

Trajnost pri avtomatizaciji se začne z načrtovanjem vašega sistema. Z izbiro prave pogonske tehnologije lahko v celotni življenjski dobi izberete energetsko najučinkovitejšo pot. Pri izbiri imajo pomembno vlogo merila, kot so dinamika, sila, možnost krmiljenja, togost obremenitve in seveda ekonomičnost. V številnih primerih je lahko optimalna rešitev tudi smiselna kombinacija obeh tehnologij.

Elektrika – energetsko učinkovita za dinamične premike
Tehnologija električne avtomatizacije ponuja energetsko učinkovite rešitve za zelo dinamične, linearne ali rotacijske večosne premike v prilagodljivih konfiguracijah – zelo natančno in z veliko močjo.

Pnevmatika – energetsko učinkovito držanje, vpenjanje, napenjanje
Cenovno ugodna tehnologija, ki ne zahteva vzdrževanja, omogoča energetsko učinkovito premikanje med dvema končnima položajema, npr. pri držanju, vpenjanju, napenjanju in potiskanju. Enostavno in robustno pnevmatiko najdemo v skoraj vseh vejah avtomatizacijske tehnologije.

Controlled Pneumatics – energetsko učinkovit nadzor pretoka, tlaka in gibanja
Z usmerjenim doziranjem stisnjenega zraka lahko prihranite veliko energije. V vsakem delovnem koraku lahko z najmanjšo potrebo po stisnjenem zraku prikličete največjo zmogljivost. S tem prihranite do 50 % stisnjenega zraka. Več informacij o Controlled Pneumatics.

Servopnevmatika – energetsko učinkovita pri velikih obremenitvah
Če morate pozicionirati večje mase od 15 kg do 300 kg, je servopnevmatika energetsko učinkovita in cenovno privlačna rešitev. Za te pogonske sklope sta značilna hiter preklop s položaja na krmiljenje sile in nemoten vstop v položaj.

Več pomoči pri izbiri tehnologije v Vodniku za avtomatizacijo (PDF)

Ali pa si preberite našo belo knjigo »Pnevmatika ali elektrika (PDF)«

Preden izberete tehnologijo za svoj obrat, morate vedeti, kako visoka je poraba CO₂v fazi obratovanja in kolikšne skupne stroške lastništva (TCO) lahko pričakujete v prihodnosti.

Z našim Vodnikom o CO₂ & TCO lahko primerjate električne in pnevmatske pogone iz našega portfelja izdelkov. Orodje jasno prikazuje porabo energije, emisije CO₂ter stroške nabave in celotne stroške lastništva, kar vam zagotavlja dragoceno pomoč pri odločanju na podlagi najpomembnejših dejavnikov.

Zaženi vodnik o CO2 in TCO

Inteligentni inženiring se osredotoča na popolnoma prilagojeno dimenzioniranje sestavnih delov in izbiro optimalnega krmilnika.

Naša digitalna inženirska orodja omogočajo energetsko učinkovito načrtovanje vaših sistemov. Z dimenzioniranjem pnevmatskih pogonov glede na potrebe lahko na primer prihranite do 40 % porabe zraka v aplikaciji. Ocenjevalne matrike, kalkulatorji stroškov in simulacijska programska oprema vam pomagajo pri sprejemanju pravilnih odločitev že od samega začetka in pri optimizaciji sistemov za vaše posebne aplikacije.

Na pregled inženirskih orodij

Ukrepi za energetsko učinkovitost se začnejo z načrtovanjem. Ključnega pomena je premišljena izbira ustreznega tipa pogona za uporabo. Enosmerni valji ali povratni hod z zmanjšanim tlakom lahko občutno zmanjšajo porabo stisnjenega zraka. Uporabite plošče za uravnavanje tlaka in regulatorje tlaka. Za daljše čase mirovanja se priporočajo npr. servomotorji/koračni motorji z zadrževalno zavoro.

Inženirska orodja podjetja Festo vam pomagajo izbrati pravi izdelek za vašo aplikacijo.

Poraba energije je v veliki meri odvisna od zasnove pogonov: predvsem se je treba izogibati prevelikim pogonom. Manjši je pogon, bolj je energetsko učinkovit.

• Pazite, da izberete prave varnostne faktorje in premaknete malo mase. Pnevmatski pogoni lahko na primer prihranijo do 40 % porabe zraka v aplikaciji.
  Primer: Pri standardni jeklenki DSBC se z zmanjšanjem velikosti s 40 na 32 prihrani približno 35 % energije.
• Če pogonski sklop načrtujete kot celoto in ga tako optimalno dimenzionirate, se izognete kopičenju varnostnih faktorjev. Pri tem vam lahko pomagajo inženirska orodja Festo. To so praktični kalkulatorji, simulacijska programska oprema in konfiguracijska orodja, kot so orodje za načrtovanje in simulacijo Electric Motion Sizing, orodje Solution Finder Simplified Motion Series ali tudi naš spletni priročnik za obdelavo (HGO).

Za premikanje teže je potrebna energija. Zato bodite pozorni na majhno gibljivo maso, npr. s pravilnim dimenzioniranjem, kombinacijo sestavnih delov in izbiro lahkih izdelkov.

• Če vaša aplikacija to dopušča glede na koristni tovor in čas cikla, je električni upravljalni sistem v kombinaciji s pnevmatsko osjo Z dobra izbira.
• Pnevmatska prijemala so lažja od električnih prijemal. Pri premikanju se s tem prihranita teža in energija.
• Z lahkimi izdelki ne zmanjšate le porabe energije. Ker je za njihovo proizvodnjo potrebnega manj materiala, imajo tudi boljši odtis CO₂.

Manjše je trenje, manjše so izgube energije in daljša je življenjska doba. Za trajnostno delovanje je najbolje uporabiti komponente z nizkim trenjem.

• Naši pnevmatski drsniki mini DGSL ali DGST se premikajo z visoko natančnostjo in minimalnim trenjem.
• Električne pogone in osi je treba redno servisirati, da se zmanjšajo izgube zaradi trenja.
• Vedno preverite, ali je reduktorska enota res potrebna ali odveč.

V številnih aplikacijah morajo električni pogoni ne le pospeševati mase, temveč tudi aktivno zavirati. Pod določenimi pogoji se lahko ta zavorna energija uporabi za varčevanje z električno energijo, npr. s povezavo na enosmerni tok.

Pri aplikacijah, pri katerih se faze pospeševanja in upočasnjevanja različnih pogonov ujemajo, lahko povežete vmesna vezja krmilnikov in vanje shranite zavorno energijo. Pri tem vam pomaga krmilnik motorja CMMT-AS.

Nekateri delovni cikli omogočajo začasno prekinitev oskrbe z energijo – za ničelno porabo energije in ničelno uhajanje.

• Izklopite dovod zraka, kadar koli je to mogoče, npr. ko stroj miruje, ob koncu izmene ali med odmori. To se samodejno izvede z našim modulom za energetsko učinkovitost iz serije MSE6.
• Da bi se izognili neproduktivnemu prostemu teku, je treba omogočiti izklop celotnega sistema, posameznih enot ali sestavnih delov, če je to mogoče. Zagotovite varno zaporedje pri izklopu in vklopu.

V tehnologiji električne avtomatizacije optimalne nastavitve regulatorjev z ravnimi pristopnimi rampami zmanjšujejo porabo energije in tudi vibracije.

• Z našo programsko opremo za konfiguracijo in zagon Festo Configuration Tool FCT lahko nastavite dobro krmiljenje za sisteme osi z malo vibracijami in posegi v krmilnik. K temu prispeva toga sestava osi in motorja.
• Digitalizirana pnevmatika s terminalom Motion VTEM ponuja različne aplikacije »Motion«, s katerimi je mogoče krmiliti priključene komponente pnevmatskega pogona s čim manjšo porabo energije.

Za varno zadrževanje predmetov v vakuumu ni nujno potreben konstanten vakuumski tlak. Zlasti pri gladkih površinah in neporoznih materialih se lahko z uporabo kroga za varčevanje z zrakom izognete stalni porabi zraka. Cilj je: vakuum le po potrebi.

Vakuumska sesalna šoba OVEM in vakuumski generator VADMI z inteligentnim nadzorom vakuuma ustvarjata vakuum samo takrat, ko je potreben, in se lahko samodejno izklopita. Prihranek je približno 60 % količine stisnjenega zraka, ki je bila prej potrebna.

Obstajajo različni načini za znižanje tlaka in s tem tudi stroškov energije.

• Nepotrebno visok tlak v celotnem omrežju stane veliko energije. Z znižanjem omrežnega tlaka za 1 bar lahko prihranite do 10 % energije.
• Nekateri stroji potrebujejo konstanten najnižji tlak. Če posamezne aplikacije zahtevajo višjo raven tlaka na določenih točkah, lahko to izvedete decentralno, na primer z ojačevalnikom tlaka DPA, namesto da bi dvignili tlak v celotnem oskrbovalnem omrežju.
• Če aplikacija zahteva polno silo le v eni smeri premikanja ali če lahko pogon na splošno deluje z nižjim tlakom, lahko tlak za povratni hod preprosto zmanjšate za polovico. To je še posebej enostavno izvesti pri ventilskih sklopih z vertikalnim povezovanjem/regulatorsko ploščo. Prihranek znaša več kot 20 % količine stisnjenega zraka. V ta namen uporabite naše regulatorske plošče VMPA1 in VABF.

Priprava čistega stisnjenega zraka podaljšuje ne le življenjsko dobo sestavnih delov in sistemov, temveč tudi produktivnost in energetsko učinkovitost. Dolgoročno se vam izplača biti skrbni. Naša serija vzdrževalnih enot MS ponuja ustrezne rešitve, tudi v različnih velikostih.

• Pomembno je, da je sistem za pripravo stisnjenega zraka ustrezno dimenzioniran, tudi glede na opremo za vzdrževanje. Preverite smiselno uporabo filtrov, saj vsaka stopnja filtra zmanjša pretok in poveča padec tlaka.
• Pri pripravi stisnjenega zraka lahko z rednim vzdrževanjem in pravilno izbiro kakovosti stisnjenega zraka prihranite do 20 % energije. Pravočasna zamenjava filtrirnih elementov v vzdrževalnih enotah preprečuje nepotrebno upiranje pretoku.
• V cevnem omrežju so uporabni vijačni nastavki z majhnim pretočnim uporom. Napajalni vodi do sistemov in do ventilov/ventilskih sklopov morajo biti dovolj veliki, da se preprečijo izgube tlaka.
• Uporabite več distributerjev, namesto da bi nanizali T-odcepe skupaj. S tem se zmanjša padec tlaka.

Več o izbiri optimalne kombinacije vzdrževalnih naprav si lahko preberete v naši beli knjigi »Priprava stisnjenega zraka v pnevmatiki (PDF)«

Številne cevi med ventili in pogoni so predolge in povečujejo porabo stisnjenega zraka zaradi tako imenovanega mrtvega volumna. Ta neproduktivni zrak negativno vpliva tudi na čas cikla naprave. Mrtvi prostor v ceveh pogosto predstavlja velik delež celotne porabe, zlasti pri pogonih ali prijemalih z majhno prostornino.

• Prepričajte se, da so cevi čim krajše in da so optimalno speljane. Priporočamo predvsem decentralizirano namestitev ventilskih sklopov.
• Za rezanje cevi za stisnjeni zrak po dolžini uporabite ustrezno orodje, kot je rezalnik cevi in gibkih cevi ZRS, da zagotovite tesne povezave in preprečite puščanje.

Ne pozabite, da neodkrita puščanja neprestano povzročajo nepotrebne stroške energije. Iz izkušenj vemo, da je mogoče stopnjo puščanja obstoječih sistemov zmanjšati za do 20 %. Zato je pomembno redno pregledovanje sistema stisnjenega zraka, vključno z odkrivanjem puščanja.

• Z našimi storitvami varčevanja z energijo za vas hitro in zanesljivo odkrijemo puščanje ter zaustavimo izgube stisnjenega zraka.
• Vlaga, umazanija in olje negativno vplivajo na tesnila in začetno mazanje sestavnih delov. Zato priporočamo decentralizirano pripravo stisnjenega zraka neposredno na enoti.
• Izberite materiale za gibke cevi, ki so primerni za okolje. Tako preprečite kemične, fizikalne in mikrobne poškodbe ter s tem puščanje.
• Priključki s sodobnimi tesnilnimi obroči in podporno funkcijo zagotavljajo tesen in ponovno uporaben spoj.

Še več možnosti za varčevanje z energijo v sistemih stisnjenega zraka najdete v naši beli knjigi »Zmanjšanje stroškov energije v sistemih stisnjenega zraka do 60 %)«

Namestite stalno spremljanje porabe energije in spremljajte porabo stisnjenega zraka. Načeloma je treba vse vire energije spremljati s senzorsko tehnologijo, v pnevmatiki zlasti s senzorji pretoka.

• Z merjenjem pretoka lahko preprosto in hitro odkrijete odstopanja od idealnega stanja, npr. zaradi puščanja ali izgube tlaka. S tem znanjem lahko začnete izvajati prave ukrepe za varčevanje z energijo.
• Zaradi stalnega spremljanja porabe stisnjenega zraka je poraba stisnjenega zraka takoj pregledna. Previsoka vrednost pretoka je pogosto pokazatelj možnih prihrankov.
• Spremljajte porabo zraka, da lahko v primeru odstopanj sprejmete protiukrepe. Neprekinjeno spremljanje stisnjenega zraka zagotavlja trajno varnost.
• Zanesite se na prediktivno upravljanje energije. Z uporabo umetne inteligence je mogoče vnaprej izračunati, kako se bo spremenilo stanje vaših objektov. Uporabljamo našo programsko opremo Festo Automation Experience (Festo AX).