製造過程中的永續發展

自動化的可持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影響因素。在許多情況下，將兩種技術適當結合是最佳解決方案。

電動 – 在動態運動過程中達成節能
電動自動化技術可針對靈活配置的高動態、直線或旋轉多軸運動提供節能解決方案 — 精度高且輸出力強大。

氣動 – 在夾持、拉緊和夾緊工作中實現節能
這項技術經濟高效且維護要求低，可達成兩個終端位置之間的節能運動，例如用於夾持、拉緊、夾緊和壓製應用。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。

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，氣伺服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，具有在位置控制和力控制之間快速切換以及輕緩移動到不同位置的特性。

有關技術選擇的更多支援，請參閱「自動化指南」(PDF)

您也可以閱讀我們的白皮書「氣動或電動」(PDF)

為系統選擇技術前，您應該瞭解工作階段的₂ 以及未來的預期總擁有成本 (TCO)。

我們的《CO2₂ 和 TCO 指南》可協助您比較產品組合中的電動和氣動驅動器。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楚比較，支援您基於關鍵因素的寶貴決策。

發佈「CO2 排放和 TCO 指南」

智慧工程設計的重點是完美調整元件尺寸和選擇最佳控制技術。

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設計。根據要求進行針對性氣缸選型，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。

瀏覽工程設計工具概覽

節能措施始於規劃階段。精心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。也可使用調壓閥板和調壓閥。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 工程設計工具有助於您選擇適合您應用的產品。

驅動器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 減少到 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Electric Motion Sizing、解決方案搜尋器簡易運動系列或我們的抓取系統線上選型工具 (HGO)。

移動重量需要消耗能量。因此，您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。
• 氣爪比電爪輕， 因此可在行動應用中減輕重量和減少能量消耗。
• 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₂ 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，但摩擦可忽略不計。
• 您應該定期維護電缸，以減少摩擦損失。
• 務必檢查是否有必要使用減速機，或者能否不要使用。

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，例如使用直流母線耦合器。

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 CMMP-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。

• 盡量停止空氣供應，例如機器待機、換班或發生故障時。我們的 MSE6 系列能效模組可自動執行。
• 為避免非生產待機，應支援關斷整個系統，也可以關斷單個設備或元件。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最佳控制器設定可以減少能源消耗，並盡可能地減少振動。

• 您可以使用我們的配置和調試軟體Festo Configuration Tool (FCT) 為軸系統設定良好的控制特性，確保幾乎沒有振動和控制器干預。牢固組裝的軸和馬達也發揮重要作用。
• 採用數位控制終端 VTEM 的數位化氣控技術提供了廣泛的控制終端應用，以盡可能節能地控制已連接的氣動驅動元件。

在可靠地夾持物體時，真空壓力並不需要完全保持恆定。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。其目的是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，並且可自動關斷。可節省之前所需壓縮空氣量約 60%。

我們有很多方式可降低壓力程度，進而降低能源成本。

• 整個網絡保持不必要的高壓程度需要消耗大量能量，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水平，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/調壓閥板的閥島，則可極為輕鬆地達成這個目標。使用我們的調壓閥板 VMPA1 和 VABF，耗氣量可減少 20% 以上。

正確的氣源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 適用解決方案，可組合不同的規格。

• 氣源處理系統正確選型非常重要，氣源處理裝置元件也是如此。仔細檢查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，可在氣源處理期間節省高達 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寬大，以避免壓力損失。
• 使用複合分氣接頭，而不是將 T 型接頭串在一起。這樣可以減少壓降。

有關選擇最佳氣源處理裝置組合的更多資訊，請參閱白皮書「氣動應用的氣源處理」(PDF)。

閥和氣缸之間的許多氣管過長，其中所謂的死容積增加壓縮空氣消耗。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。氣管中的死區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。最重要的是，我們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，必須定期檢查壓縮空氣系統，並檢查是否存在洩漏情況。

• 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，可能會沖刷掉元件本身具有的潤滑成分。因此，我們建議直接在系統中使用分散式氣源處理裝置。
• 選擇適用於實際環境的氣管材料。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接頭可確保接口防漏，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)。

安裝能源持續監控系統，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。