自動化中的永續發展

自動化的永續性始於系統的設計階段。透過選擇正確的驅動技術，您可確保系統在整個使用壽命期間盡可能達成節能。當然，動態響應、力、控制特性、負載剛性以及經濟效益始終是重要的影響因素。在許多情況下，將兩種技術適當結合往往能夠得到最佳解決方案。

電動 – 在動態運動過程中實現節能
電動自動化技術可為高動態、直線或旋轉多軸運動提供靈活配置的節能解決方案，其具有高精度且輸出力強大。

氣動 – 實現節能的保持、拉緊和夾緊動作
氣動技術經濟高效且維護要求低，可減少兩個終端位置之間的運動的能耗，可用於保持、拉緊、夾緊和按壓等應用。簡單而穩固的氣動技術幾乎可見於自動化行業的所有領域。

受控氣動 – 節能控制流量、壓力和運動
透過有針對性地節流壓縮空氣，為您打開龐大的節能潛力。在每個工作步驟中，都可以用最少的壓縮空氣來獲得最大的性能。這可節省高達 50% 的壓縮空氣。可在此處瞭解更多關於受控氣動元件的資訊.

氣伺服 – 在大負載應用中實現節能
如果您需要定位 15 到 300 公斤的重負載，則氣伺服技術是一種節能且經濟實惠的解決方案。基於這項技術的驅動元件特性出眾，可在位置控制和力控制之間快速切換並輕緩移動到不同位置。

有關技術選擇的更多支援，請參閱《自動化指南》(PDF)

您也可以參閱我們的白皮書《氣動或電動》(PDF)

為系統選擇技術前，您應該瞭解工作階段的 _{CO2 消耗量}以及未來的預期總擁有成本 (TCO)。

我們的《CO2 和 _{TCO 指南》} 可協助您比較產品組合中的電動驅動器和氣動驅動器。該工具提供能源消耗、_{CO2 排放量、}採購成本和總擁有成本的清晰比較，支援您根據關鍵因素做出重要決策。

參閱《CO2 排放和 TCO 指南》

智慧工程設計能夠精確調整元件尺寸並選擇最合適的控制技術。

您可以利用我們的數位化工程設計工具，輕鬆為系統建立節能型的設計。根據要求有針對性的選擇氣缸，可在實際應用中節省高達 40% 的耗氣量。評估矩陣、成本計算器和模擬軟體有助於您從一開始便做出正確決定，並根據您的具體應用優化系統。

前往工程設計工具概覽

從規劃開始採取節能措施。明智的選擇適合應用的驅動器類型極為重要。單動氣缸或降低返回行程壓力可以顯著減少壓縮空氣消耗。也可使用壓力控制板和壓力控制器。在長時間待機的情況下，建議使用配備刹車的伺服/步進馬達。

Festo 工程設計工具將協助您選擇適合您應用的產品。

驅動器的設計是影響能源消耗的主要因素。必須盡可能避免驅動器過大。驅動器愈小，能源效率愈高。

• 確保選擇正確的安全係數，並保持較小的移動質量。對於氣動驅動器，這種做法最多可為應用節省 40% 的耗氣量。
  範例：對於標準氣缸DSBC，將規格從 40 減小到 32 可以節省大約 35% 的能源。
• 以整體理念進行驅動器系統最優化的選型搭配，有助於避免安全系數的累積。Festo 工程設計工具有助於您達成這個目標。其中包括實用的計算器、模擬軟體和配置工具，如設計和模擬工具電動選型軟體 (Electric Motion Sizing)、解決方案搜尋器 簡易運動系列或我們的移載系統線上選型工具 (HGO)。

移動重量需要消耗能量。應該保持較小的移動質量，例如確保一切設備尺寸適當、組合元件和選擇輕型產品。

• 如果應用的有效負載和循環時間允許，您可將電動抓取系統與輕型氣動 Z 軸相結合，選擇技術組合。
• 氣動夾爪比電動夾爪更輕。可在移動應用中減輕質量並節省能耗。
• 輕型產品不僅可以降低能源消耗， 而且由於其所需的材料更少，_碳足跡也會更少。

摩擦愈小，能源損失愈小，壽命就愈長。為確保永續運作，最好使用低摩擦元件。

• 我們的小型滑台式氣缸 DGSL 或 DGST 能實現高度精確的運動，而摩擦小到可以忽略不計。
• 您應該定期維護電缸，藉以減少摩擦損失。
• 始終檢測是否有必要使用齒輪箱，或者能否免於使用。

在許多應用中，電驅動器不僅需要加速負載，也必須主動控制其減速。在特定情況下，制動能源可重複利用以節省電能，例如 B 具有中間電路耦合。

如果在應用中，不同驅動器的加速和減速階段同時進行，您可對控制器的中間電路進行耦合，並將制動能源儲存在其中。馬達控制器 CMMT-AS 有助於完成此項工作。

在一些工作循環中，可以暫時停止能源供應，藉以達成零能耗和零洩漏。

• 停止空氣供應，例如機器待機、換班或發生故障時。我們的 MSE6 系列節能模組可自動執行。
• 為避免非生產待機，設計應支援關閉整個系統，也可以關閉單個設備或元件。確保在關機和啟動時使用安全操作步驟。

在電動自動化技術中，具有平坦加速斜坡的合適控制器設定可以減少能源消耗，並盡可能地減少振動。

• 使用我們的配置和調試軟體 Festo Configuration Tool (FCT) ，您可以為軸系統設定少振動和控制器干預的控制方式。牢固組裝的軸和馬達也發揮重要作用。
• 採用數字控制終端 VTEM 的數位化氣控技術提供了廣泛的控制終端應用，以盡可能節能地方式控制已連接的氣動元件。

真空壓力並不需要完全保持恆定也可穩固地夾持物體。尤其對於光滑表面和無孔材料，可使用節氣迴路來避免連續的空氣消耗， 藉此實現僅在需要時使用真空技術。

真空發生器 OVEM 和真空產生器 VADMI 具備智慧真空監控功能，僅在需要時產生真空，並且可自動關閉。可節省 60% 壓縮空氣量。

我們有很多方式可降低壓力程度，藉以降低能源成本。

• 在整個網絡中保持不必要的高壓程度需要消耗大量能源。將系統壓力降低 1 bar，便可使能源消耗總量減少 10%。
• 一些機器需要恆定的最小壓力水平。如果個別應用在特定點需要更高的壓力程度，可以使用增壓缸 DPA 分散供氣，而無需增加整個供氣網路中的壓力。
• 如果應用僅需向一個運動方向施加全力，或驅動器通常可在較低壓力下運作，返回行程的壓力可以輕鬆降至一半。若採用具有垂直疊加板/壓力控制板的閥島，則可極為輕鬆地達成這個目標。使用我們的壓力控制板 VMPA1 和 VABF，耗氣量可減少 20% 以上。

正確的壓縮空氣處理不僅會延長元件和系統的使用壽命，也可提高生產率和能源效率。從長遠來看，這就是保養的效益。我們的 MS 系列氣源處理裝置可以提供適用的解決方案，可應對不同的規格組合設備。

• 正確選型壓縮空氣處理系統非常重要，氣源處理裝置元件亦是如此。仔細檢測過濾器的使用是否合理，因為每一級過濾都會使流量降低，壓降增高。
• 定期維護和正確選擇壓縮空氣品質，可在壓縮空氣處理期間節省高達 20% 的能源消耗。適時更換氣源處理單元中的過濾元件，防止產生不必要的流阻。
• 建議在管道系統中使用流動阻力最小的接頭。系統和閥或閥島的供給管線直徑應該足夠大，以避免壓力損失。
• 應使用複合分氣接頭，而不是將 T 型接頭相串接。這樣可以減少壓降。

有關選擇最佳壓縮空氣處理保養裝置組合系列的更多資訊，請參閱白皮書《氣動應用的壓縮空氣處理》(PDF)。

閥和氣缸之間的許多氣管過長，其中所謂的死體積會增加壓縮空氣消耗。這種非生產空氣消耗也會對系統的循環時間產生負面影響。氣管中的死體積通常在總耗氣量中佔有很大比例，尤其是在耗氣量較小的驅動器或夾爪中。

• 確保盡可能縮短氣管長度，並妥善安裝氣管。我們更是建議將閥島分散安裝。
• 使用合適的工具將氣管切割成一定長度，例如軟硬管切割器 ZRS，以確保緊密連接並防止洩漏。

需要注意的是，未發現的洩漏會一直產生不必要的能源成本。根據經驗，我們知道現有系統的洩漏率最多可以降低 20%。因此，必須定期檢測壓縮空氣系統，並檢測是否存在洩漏情況。

• Festo 節能服務能夠快速可靠地檢測出洩漏點，從此壓縮空氣不會再有損失。
• 水分、污染物和油會對密封件造成不良影響，可能會沖刷元件本身帶有的潤滑劑。因此，我們建議直接在系統中使用分散式壓縮空氣處理裝置。
• 選擇適用於具體環境的氣管材料。如此即可防止化學、物理和微生物損害，進而也可避免洩漏。
• 具有現代化密封圈和支撐功能的配件，可確保緊密連接，並且可重複使用。

有關更多壓縮空氣系統的潛在節能方式，請參閱白皮書《將壓縮空氣系統的能源成本降低高達 60%》(PDF)。

安裝永久能源監控裝置，監控壓縮空氣使用情況。原則上，每種能源均應透過感測器技術監控。在氣動應用中，主要透過流量感測器監控。

• 使用流量測量，您可以快速、輕鬆地識別與理想狀態的偏差，偏差原因可能是洩漏或壓力損失。隨後，您可利用這個資訊採取正確的節能措施。
• 藉由壓縮空氣監控功能，您可以即時監控壓縮空氣消耗量。如果流量值過高，通常表示具有節能潛力。
• 監控耗氣量，以便能夠在發生偏差時採取行動。持續壓縮空氣監控可提供持續的可靠性。
• 運用預測性能源管理。可使用人工智慧技術預測系統狀態隨時間推移的變化。為此，我們選擇使用 Festo Automation Experience (Festo AX) 軟體。