Tính bền vững trong tự động hóa

Thực hiện tính bền vững trong tự động hóa ngay từ việc thiết kế hệ thống của quý vị. Bằng cách chọn công nghệ truyền động phù hợp, quý vị có thể đảm bảo rằng hệ thống sẽ mang lại hiệu quả năng lượng nhất có thể trong suốt thời gian sử dụng. Về nguyên tắc, các tiêu chí như động lực học, công suất, các đặc tính điều khiển, độ cứng/sức chịu tải của sản phẩm và tất nhiên, hiệu quả chi phí sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc lựa chọn. Trong nhiều trường hợp, sự kết hợp hợp lý của cả hai công nghệ cũng có thể là giải pháp tối ưu.

Công nghệ điện - tiết kiệm năng lượng với các chuyển động động năng
Công nghệ điện tự động cung cấp các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho các chuyển động đa trục có động năng cao, tuyến tính hoặc quay trong các cấu hình linh hoạt - rất chính xác và với lực rất mạnh.

Công nghệ khí nén - tiết kiệm năng lượng trong quá trình giữ, kẹp, hoặc căng
Công nghệ tiết kiệm chi phí và ít phải bảo trì cho phép sự di chuyển tiết kiệm năng lượng giữa hai vị trí cuối, chẳng hạn như trong việc giữ, căng, kẹp và nén. Công nghệ khí nén đơn giản và có cường độ mạnh có thể được tìm thấy trong hầu hết các lĩnh vực công nghệ tự động hóa.

Điều khiển khí nén – Điều khiển dòng chảy, áp suất và dòng chuyển động hiệu quả về mặt năng lượng
Liều lượng khí nén được định mục tiêu sẽ mở ra tiềm năng lớn trong việc tiết kiệm năng lượng cho bạn. Trong từng bước công việc, bạn có thể đạt được hiệu suất tối đa với yêu cầu khí nén tối thiểu. Điều này giúp tiết kiệm đến 50 % khí nén. Tìm hiểu thêm về Điều khiển khí nén tại đây.

Công nghệ khí nén Servo - tiết kiệm năng lượng khi tải nặng
Nếu bạn phải định vị khối lượng lớn hơn từ 15 kg đến 300 kg, khí nén servo là một giải pháp hiệu quả năng lượng và có giá thành hấp dẫn. Các bộ điều khiển này nổi bật nhờ sự chuyển đổi nhanh chóng từ điều khiển vị trí sang điều khiển lực và nhẹ nhàng đi vào vị trí khác.

Tìm hiểu thêm về sự trợ giúp trong việc lựa chọn công nghệ trong sách Hướng dẫn Tự động hóa (PDF)

Hoặc đọc sách trắng "Pneumatics or Electrics (PDF)" của chúng tôi

Trước khi chọn một công nghệ cho hệ thống của bạn, bạn nên biết mức tiêu thụ CO₂và phải tính được tổng chi phí vận hành (Tổng chi phí sở hữu TCO) trong tương lai.

Với CO₂ & TCO Guide của chúng tôi, quý vị có thể có thể so sánh các sản phẩm truyền động điện và khí nén trong danh mục sản phẩm của chúng tôi. Công cụ này sẽ hiển thị rõ ràng mức tiêu thụ năng lượng, lượng khí thải CO₂,về chi phí mua lại và tổng chi phí sở hữu; do đó sẽ hỗ trợ quý vị để đưa ra quyết định có giá trị dựa trên các yếu tố quan trọng nhất.

Bắt đầu CO2 & TCO Guide

Thiết kế thông minh tập trung vào việc xác định kích thước được điều chỉnh hoàn hảo của các bộ phận và sự lựa chọn điều khiển tối ưu.

Các công cụ kỹ thuật được số hóa của chúng tôi giúp quý vị dễ dàng hơn trong việc thiết kế các hệ thống một cách tiết kiệm năng lượng. Với việc xác định kích thước dựa trên nhu cầu của truyền động khí nén, thì việc sử dụng khí nén của một ứng dụng có thể được tiết kiệm lên đến 40%. Các ma trận đánh giá, phần mềm tính chi phí và phần mềm mô phỏng sẽ hỗ trợ quý vị đưa ra quyết định đúng đắn ngay từ đầu và tối ưu hóa hệ thống cho các ứng dụng cụ thể của quý vị.

Xem tổng quan về các công cụ kỹ thuật

Giải pháp tiết kiệm năng lượng bắt đầu từ việc lập kế hoạch. Việc lựa chọn kỹ lưỡng kiểu truyền động phù hợp với ứng dụng là rất quan trọng. Xy lanh tác động đơn hoặc quá trình hồi lưu giảm áp suất có thể làm giảm đáng kể lượng tiêu thụ khí nén. Sử dụng các bộ điều chỉnh áp suất và bộ điều áp. Đối với thời gian ngừng hoạt động dài, thì khuyến nghị sử dụng ví dụ như động cơ Servo/ động cơ bước có bộ giữ phanh.

Các công cụ thiết kế kỹ thuật từ Festo giúp quý vị chọn sản phẩm phù hợp cho ứng dụng của mình.

Mức tiêu thụ năng lượng phụ thuộc phần lớn vào thiết kế của các trục truyền động: Điều đặc biệt quan trọng là phải tránh các trục truyền động quá khổ. Trục truyền động càng nhỏ, càng tiết kiệm năng lượng.

• Đảm bảo rằng bạn chọn đúng hệ số an toàn và giữ cho khối lượng di chuyển ở mức thấp. Đối với các trục truyền động khí nén, việc này có thể tiết kiệm tới 40% lượng khí tiêu thụ của một ứng dụng.
  Một ví dụ: Với xy lanh tiêu chuẩn DSBC , việc giảm kích thước 40 xuống 32 dẫn đến tiết kiệm năng lượng khoảng 35 %.
• Nếu quý vị thiết kế toàn bộ hệ thống truyền động và qua đó xác định kích thước tối ưu, quý vị sẽ tránh được sự chồng chất của các hệ số an toàn. Các công cụ thiết kế kỹ thuật của Festo sẽ giúp quý vị điều này. Đây là những phần mềm tính toán, phần mềm mô phỏng và công cụ cấu hình thực tế, chẳng hạn như công cụ thiết kế và mô phỏng Electric Motion Sizing, Solution Finder Simplified Motion Series hoặc Hướng dẫn xử lý trực tuyến (HGO) của chúng tôi.

Di chuyển trọng lượng sẽ tốn năng lượng. Do đó, hãy đảm bảo rằng khối lượng được di chuyển sẽ ở mức thấp, ví dụ như thông qua việc xác định kích thước phù hợp, sự kết hợp của các bộ phận và lựa chọn các sản phẩm nhẹ.

• Nếu ứng dụng của quý vị cho phép về mặt trọng tải và thời gian chu kỳ thì việc kết hợp công nghệ giữa hệ thống Handling điện với trục Z khí nén nhẹ là một lựa chọn tốt.
• Bộ gắp khí nén nhẹ hơn bộ gắp sử dụng điện. Điều này giúp tiết kiệm trọng lượng và năng lượng trong các ứng dụng di chuyển.
• Các sản phẩm nhẹ không chỉ làm giảm việc tiêu thụ năng lượng. Mà còn làm giảm lượng thải carbon,₂hơn.

Càng ít ma sát, tổn thất năng lượng càng thấp và tuổi thọ càng cao. Để vận hành bền vững, tốt nhất là sử dụng các bộ phận có độ ma sát thấp.

• Các xy lanh trượt mini bằng khí nén DGSL hoặc DGST của chúng tôi di chuyển với độ chính xác cao và ma sát tối thiểu.
• Các trục và trục truyền động điện nên được bảo dưỡng thường xuyên để giảm tổn thất ma sát.
• Luôn kiểm tra xem sự hiện diện của hộp số có thực sự cần thiết hay có thể bỏ qua.

Trong nhiều ứng dụng, các trục truyền động điện không chỉ phải tăng tốc trọng tải/khối lượng mà còn phải chủ động giảm tốc chúng lại. Trong những điều kiện nhất định, năng lượng giảm tốc này có thể được sử dụng để tiết kiệm năng lượng điện, ví dụ như bằng một mối nối mạch trung gian DC (dòng điện một chiều).

Trong các ứng dụng mà các giai đoạn tăng tốc và giảm tốc của các trục truyền động khác nhau diễn ra đồng thời, quý vị có thể nối các mạch trung gian của bộ điều khiển và lưu trữ năng lượng giảm tốc ở đó. Bộ điều khiển động cơ CMMT-AS sẽ giúp quý vị thực hiện việc này.

Một số chu kỳ làm việc cho phép tạm thời ngừng cung cấp năng lượng - để không tiêu hao năng lượng và không bị rò rỉ.

• Tắt nguồn cung cấp khí bất cứ khi nào có thể, ví dụ như khi dừng máy, hết ca làm việc hoặc nghỉ giải lao. Quá trình này sẽ hoạt động tự động với mô đun tiết kiệm năng lượng từ series MSE6 của chúng tôi.
• Để tránh việc chạy không tải vô ích, toàn bộ hệ thống, các cụm máy hoặc các bộ phận riêng lẻ phải được tắt nếu có thể. Chú ý đến trình tự an toàn khi tắt và bật.

Trong công nghệ điện tự động, cài đặt bộ điều khiển tối ưu với đường dốc khởi động bằng phẳng sẽ giúp giảm tiêu thụ năng lượng và giảm thiểu rung động.

• Với phần mềm cấu hình và vận hành Festo Configuration Tool FCT của chúng tôi, quý vị có thể thiết lập hành vi điều khiển phù hợp cho các hệ thống trục với độ dao động ít và hạn chế can thiệp từ bộ điều khiển. Việc trục và động cơ được lắp ráp chắc chắn cũng sẽ góp phần vào việc này.
• Hệ thống khí nén số hóa với Hệ van lập trình chuyển động VTEM sẽ cung cấp nhiều ứng dụng chuyển động để điều khiển các thành phần truyền động khí nén được kết nối một cách tiết kiệm năng lượng nhất có thể.

Để giữ an toàn các vật thể, không bắt buộc phải sử dụng áp suất chân không không đổi. Đặc biệt với bề mặt nhẵn và vật liệu không xốp, có thể tránh được việc tiêu hao không khí lâu dài nhờ bộ ngắt mạch chân không. Mục đích là: Chỉ hút chân không khi cần thiết.

Bộ phát chân không OVEM và bộ phát chân không VADMI với tính năng giám sát chân không thông minh chỉ tạo ra chân không khi cần thiết và có thể tự động tắt. Tiết kiệm khoảng 60% lượng khí nén yêu cầu trước đó.

Có nhiều cách khác nhau để giảm mức áp suất và qua đó giúp giảm chi phí năng lượng.

• Mức áp suất cao không cần thiết trong toàn bộ chuỗi tiêu tốn rất nhiều năng lượng. Bằng cách giảm áp suất xuống 1 nấc, quý vị có thể tiết kiệm đến 10% năng lượng.
• Một số máy cần áp suất tối thiểu ổn định. Nếu các ứng dụng riêng lẻ yêu cầu mức áp suất cao hơn, quý vị có thể thực hiện việc này với bộ tăng áp DPA, thay vì tăng áp suất trong toàn bộ mạng lưới cung cấp.
• Nếu một ứng dụng chỉ yêu cầu toàn bộ công suất theo một hướng chuyển động hoặc nếu trục truyền động về cơ bản có thể hoạt động với áp suất thấp, thì áp suất cho quá trình hồi lưu có thể dễ dàng giảm đi một nửa. Điều này đặc biệt dễ thực hiện với các van cụm có tấm điều chỉnh/theo hướng thẳng đứng. Tiết kiệm hơn 20% thể tích khí nén sử dụng. Hãy sử dụng các tấm điều khiển của chúng tôi cho việc này VMPA1 và VABF.

Xử lý khí nén đúng cách không chỉ làm tăng tuổi thọ của các bộ phận và hệ thống máy móc mà còn tăng năng suất và hiệu quả sử dụng năng lượng. Sự cẩn thận kỹ lưỡng cho việc này sẽ giúp đạt lợi ích về lâu dài. Sê-ri thiết bị bảo trì MS của chúng tôi cung cấp các giải pháp phù hợp, bao gồm cả việc kết hợp các kích cỡ.

• Việc xác định kích cỡ phù hợp của hệ thống xử lý khí nén là rất quan trọng, bao gồm cả các thiết bị bảo trì. Hãy kiểm tra việc sử dụng hợp lý các bộ lọc, vì mỗi một giai đoạn lọc sẽ làm giảm lưu lượng và làm tăng mức độ sụt áp suất.
• Bảo trì thường xuyên và lựa chọn đúng cách xử lý khí nén có thể giúp tiết kiệm đến 20% năng lượng. Thay thế kịp thời các bộ lọc trong các thiết bị khí đầu vào sẽ giúp giảm sức cản dòng chảy không cần thiết.
• Các vít nối có trở kháng dòng chảy thấp có vai trò rất quan trọng trong mạng lưới đường ống. Các đường cung cấp đến các hệ thống và đến các van/cụm van phải có kích thước đủ lớn để tránh tổn thất áp suất.
• Sử dụng bộ phân phối đa tầng thay vì xếp liên tiếp các vít nối chữ T. Điều này sẽ giúp làm giảm sự sụt giảm áp suất.

Quý vị có thể tìm hiểu thêm về việc lựa chọn tổ hợp thiết bị bảo trì tối ưu trong Sách trắng "Xử lý khí nén trong khí lực học (PDF)" của chúng tôi

Nhiều ống nối giữa van và trục truyền động quá dài và làm tăng lượng tiêu thụ khí nén do cái gọi là thể tích chết. Lượng khí không sinh lợi này cũng có tác động tiêu cực đến thời gian chu kỳ của hệ thống. Thể tích chết trong các ống thường chiếm tỷ trọng lớn trong tổng lượng tiêu thụ, đặc biệt là đối với các trục truyền động hoặc bộ kẹp/gắp có thể tích nhỏ.

• Hãy đảm bảo rằng độ dài và cơ cấu dẫn hướng của ống là tối ưu. Trên hết, chúng tôi khuyên quý vị nên định vị phân tán các van cụm.
• Hãy sử dụng bộ tool thích hợp để cắt ngắn ống khí nén như Đồ cắt ống mềm và ống ZRS để đảm bảo các mối nối kín khít và tránh rò rỉ.

Hãy nhớ rằng những rò rỉ không phát hiện ra sẽ gây ra chi phí năng lượng không cần thiết suốt 24/7. Bằng kinh nghiệm của mình, chúng tôi biết rằng tỷ lệ rò rỉ trong các hệ thống hiện có có thể giảm tới 20%. Đây là lý do tại sao việc kiểm tra thường xuyên hệ thống khí nén, bao gồm cả việc phát hiện rò rỉ, là rất quan trọng.

• Với Dịch vụ tiết kiệm năng lượng của mình, chúng tôi sẽ phát hiện tình trạng rò rỉ cho quý vị một cách nhanh chóng và đáng tin cậy - và ngăn chặn tình trạng thất thoát khí nén.
• Độ ẩm, bụi bẩn và dầu có ảnh hưởng tiêu cực đến các phớt và khả năng bôi trơn ban đầu của các bộ phận. Do đó, chúng tôi khuyến khích quý vị nên xử lý khí nén phân tán trực tiếp trên hệ thống.
• Hãy chọn vật liệu làm ống thích hợp với môi trường xung quanh. Bằng cách này, quý vị sẽ ngăn ngừa thiệt hại do hóa học, vật lý và vi sinh vật gây ra - và từ đó ngăn được rò rỉ.
• Các đầu nối có vòng phớt hiện đại và chức năng hỗ trợ sẽ đảm bảo mối nối chặt chẽ và có thể tái sử dụng.

Quý vị có thể tìm ra nhiều khả năng tiết kiệm năng lượng trong hệ thống khí nén hơn nữa trong sách trắng "Giảm chi phí năng lượng trong hệ thống khí nén lên đến 60% (PDF)" của chúng tôi

Hãy cài đặt hệ thống giám sát năng lượng liên tục và giám sát việc tiêu thụ khí nén của quý vị. Về nguyên tắc, tất cả các nguồn năng lượng phải được giám sát bằng công nghệ cảm biến, đặc biệt là trong hệ thống khí nén với cảm biến lưu lượng.

• Sử dụng phép đo lưu lượng, quý vị có thể xác định nhanh chóng và dễ dàng các sai lệch so với trạng thái lý tưởng, ví dụ như rò rỉ hoặc tổn thất áp suất. Với kiến thức này, quý vị có thể đưa ra các biện pháp tiết kiệm năng lượng phù hợp.
• Giám sát khí nén thường xuyên giúp cho việc tiêu thụ khí nén trở nên rõ ràng. Chỉ báo giá trị dòng chảy quá cao thường là một chỉ báo giúp phát hiện khả năng tiết kiệm.
• Hãy theo dõi mức tiêu thụ không khí để quý vị có thể có các biện pháp đối phó trong trường hợp sai lệch. Giám sát khí nén liên tục mang lại sự an toàn lâu dài.
• Hãy sử dụng trình Quản lý Năng lượng Dự đoán. Bằng cách sử dụng Trí tuệ nhân tạo, có thể dự đoán tình trạng hệ thống của quý vị sẽ thay đổi như thế nào. Chúng tôi sử dụng phần mềm của chúng tôi Festo Automation Experience (Festo AX).