Når vi åbner ISO/TR 22165 Technical Report om energieffektivitetsforbedringer for pneumatiske systemer og læser introduktionen, finder vi denne vigtige sætning: "For at det udviklede energikoncept kan fungere, er det afgørende, at maskinen er optimalt tilpasset de specifikke behov, såsom arbejdscyklus, præcision og automatiseringsniveau."
af Danilo Giordana, Energy Efficiency Project Manager, SMC Italy
JUNI 2023
Hvad betyder det at være "optimalt tilpasset"? Udover et design, der sigter mod at finde den rigtige balance mellem produktivitet og forbrug (hvilket ikke altid er let), kan vi identificere tre måder at besvare dette spørgsmål på.
Først og fremmest handler konceptet om digitalisering, dvs. indsamling af data over tid for at analysere adfærden hos den pågældende maskine og sammenligne den med lignende maskiner. I dag taler man meget om dette, men den aktuelle tilstand af maskinparken er stadig langt fra fuld digitalisering.
For det andet er der muligheden for Tilstandsbaseret Vedligeholdelse (CBM), som hjælper med at forbedre funktionseffektiviteten. Kun ved at opnå de optimale driftsbetingelser for en maskine, også set ud fra et pneumatisk synspunkt, etablerer vi en slags "fingeraftryk" af maskinen, og vi vil være i stand til hurtigt at opdage eventuelle afvigelser.
Tredje og sidst skal maskinen udføre sin funktion på en bæredygtig og energieffektiv måde, hvor den kun forbruger det absolut nødvendige, og kun når det er påkrævet.
SMC´s Air Management System – AMS20/30/40/60 Serien (foto 1 & 2). På hubens display kan du se parametrene, der vises i realtid: tryk, øjeblikkelig trykluft, luftforbrug og væsketemperatur.
Lad os nu analysere, hvordan SMC-systemet, kaldet Air Management System (AMS), reagerer på disse krav (foto 1). Med hensyn til de første to aspekter, digitalisering og CBM, indsamler systemet data vedrørende tryk, temperatur, øjeblikkelig flow, forbrug, maskinstop og afvigelser på grund af lækager og transmitterer alt til den plantecomputer, der er opsat til at indsamle og analysere data. Data sendes via Ethernet-IP/OPC UA eller Profinet/OPC-UA; eller EtherCAT, via Open Platform Communications United Architecture (OPC UA) protokol. Kernen i systemet, kaldet Hub'en, er forbundet via et Ethernet-kabel og kan fungere som en samler for yderligere ti Hub'er. Enhedens display tillader allerede visning af nogle nøgleparametre i realtid (foto 2). Hver Hub indeholder en yderligere IO-link-port, der gør det muligt at tilslutte en ekstra enhed, der bruger samme kommunikationsprotokol, for at imødekomme specifikke brugerbehov.
På den anden side, med hensyn til energibesparelse og den efterfølgende reduktion af CO2-udledning, er systemet i stand til at genkende, når maskinen stopper på grund af uforudsete hændelser, baseret på brugerens tilpassede parametre. Efter en fastsat tid, der er fastlagt af procesingeniøren, sætter AMS maskinen i stand-by-tilstand ved at reducere trykket til en fastsat værdi, hvilket sparer energi. Det skal bemærkes, at der er en direkte sammenhæng mellem trykniveauet og energiforbruget. Efter en vis tid, som også kan være forudbestemt, kan systemet fuldstændigt isolere maskinen, indtil næste genstart.
Hvad gør AMS fleksibelt/tilpasningsdygtigt?
Muligheden for at programmere systemet direkte via Web Server-funktionen (foto 3) gør AMS fleksibelt. Ved at tilslutte en bærbar til enheden kan man programmere tærskelværdien og indstille tiden til at sætte maskinen i stand-by, og om nødvendigt frakoble den helt fra det pneumatiske netværk. Denne funktion gør det virkelig nemt for en produktionschef at tilpasse maskinens drift og dermed reducere energiforbruget. De vigtigste parametre for enheden kan også nemt programmeres fra produktets tastatur, så produktionschefen altid nemt kan ændre indstillingerne. Ved at programmere AMS på denne måde er der ikke behov for at ændre maskinens PLC-program; selv en maskine med relælogik kan gøres "smart" med hensyn til energiforbrug og bæredygtighed.
Driftsdiagrammet, numeriske værdier er kun til illustration
Hvad angår installationen, skal systemet placeres ved maskinens indløb eller ved den anvendelse, der skal styres. Et sidste interessant aspekt, som blev antydet ovenfor, især for en produktionsvirksomhed med en eksisterende maskinpark, er, at den intelligente enhed fås i to konfigurationer: "base" eller "remote" Hub. Basen er forbundet til overvågningscomputeren via et Ethernet-kabel, men den samme base Hub kan indsamle signaler fra ti fjern-Hub-moduler via trådløs forbindelse, med en rækkevidde på op til hundrede meter. Data fra elleve maskiner - eller endda toogtyve, hvis den ekstra IO-link-port benyttes - kan indsamles fra et enkelt fysisk tilslutningspunkt, hvilket giver betydelige fordele i form af nem installation og netværkslayoutomkostninger. Basen og fjernsystemerne fås i øjeblikket i følgende konfigurationer: Ethernet-IP/OPC UA eller Profinet/OPC-UA; eller EtherCAT. Muligheden for kun at tilslutte enhederne via kabel er også tilgængelig. Endelig er systemet fuldstændigt åbent og integrerer med al strømstyringssoftware, der er tilgængelig på markedet. På denne måde bliver en teknologisk og tilpasset opgradering af eksisterende maskiner nemt og omkostningseffektivt.
For at opsummere og vende tilbage til det oprindelige spørgsmål: At tilpasse en maskine til at opfylde behovene optimalt betyder at have det bedst mulige design og udstyre det med moderne systemer, der muliggør overvågning, opdagelse af potentielle problemer på forhånd og forbruger så lidt energi som muligt. Med AMS-systemet er det virkelig inden for alles rækkevidde at opfylde disse mål.
PProgrammeringssiden via Web Server-funktionen. Bemærk, at disse er enkle driftsparametre, der kun skal indtastes i de foruddefinerede felter.
