Megnyitva az ISO/TR 22165 műszaki jelentést, amely a pneumatikus rendszerek energiahatékonyságának javításával foglalkozik, a bevezetés átolvasása során ezt a mondatot találjuk: "Ha a gép optimálisan van illesztve az igényekhez (például munkaciklus, pontosság, automatizáltság foka), csakis akkor működhet a hozzá kifejlesztett energia-koncepció."
Danilo Giordana, Energiahatékonysági projektmenedzser, SMC Olaszország
2023. június
Mit jelent az „optimálisan illesztve” kifejezés? A termelékenység és a fogyasztás közötti összhangot megcélzó tervezésen túl, amely önmagában nem magától értetődő, három lehetőséget sorolhatunk fel a kérdés megválaszolására.
Az első a digitalizáció fogalma, vagyis az adatok időbeli gyűjtése az adott gép viselkedésének elemzése és a hasonló gépekkel való összehasonlítása érdekében. Manapság sok szó esik erről, de a gépparkok jelenlegi állapota még mindig távol áll a teljes digitalizációtól.
Másodszor, ott van az Állapotfüggő Karbantartás (CBM, Condition-Based Maintenance) lehetősége, amely segít javítani a működési hatékonyságot. Csak a gép optimális működési körülményeinek elérésével, beleértve a pneumatikai szempontokat is, létrehozható a gép egyfajta "ujjlenyomata", és így képesek leszünk azonnal észlelni bármilyen eltérést.
Harmadszor és végezetül, a gépeknek fenntartható és energiahatékony módon kell működniük a lehető legkevesebb energiát fogyasztva, csak abban az esetben, amikor szükséges..
SMC Air Management System – AMS20/30/40/60 sorozat (1. és 2. kép). Az áramlásmérő kijelzőjén valós időben láthatók a megjelenített paraméterek: nyomás, pillanatnyi légáramlás, levegőfogyasztás, közeg hőmérséklete.
Most vizsgáljuk meg, hogyan reagál az SMC rendszere, az Air Management System, ezekre a követelményekre (1. kép). Az első két szempont tekintetében, a digitalizáció és az állapotfüggő karbantartás (CBM) terén, a rendszer adatokat gyűjt a nyomásra, a hőmérsékletre, a pillanatnyi áramlásra, a fogyasztásra, a gépleállásokra és a levegőszivárgások okozta eltérésekre vonatkozóan, majd mindezt továbbítja az adatok gyűjtésére és elemzésére kialakított üzemi számítógépnek. Átvitele Ethernet-IP/OPC UA, vagy Profinet/ OPC-UA, vagy EtherCAT protokollon keresztül kerül továbbításra (OPC UA = OpenPlatform Communications United Architecture). A rendszer központja, az úgynevezett Hub, Ethernet kábelen keresztül csatlakozik, és tíz további Hub számára gyűjtőként is alkalmazható. Már az eszköz kijelzője is lehetővé teszi néhány kulcsfontosságú paraméter valós idejű megtekintését (2. kép). Minden Hub tartalmaz egy IO-link portot is, amelyen keresztül lehetséges egy további, ugyanazt a kommunikációs protokollt használó eszköz csatlakoztatása, így kielégítve a specifikus felhasználói igényeket.
Másrészt, az energiamegtakarítás és az ebből adódó szén-dioxid-kibocsátás csökkentése tekintetében, a rendszer képes felismerni a felhasználói paraméterek testreszabása alapján, ha a gép bármilyen előre nem látható esemény miatt leáll. A folyamatmérnökség által meghatározott idő elteltével az Air Management System készenléti üzemmódba helyezi a gépet a nyomás meghatározott értékre csökkentésével, ezzel energiát takarítva meg. Fontos megjegyezni, hogy közvetlen összefüggés van a nyomásszint és az energiafogyasztás között. Egy adott idő elteltével, ami szintén előre meghatározható, a rendszer a következő újraindításig képes teljesen izolálni a gépet.
Mi teszi rugalmassá az Air Management System-et?
A rendszer közvetlenül programozható a Web Server funkció segítségével (3. kép); egy notebookot az eszközhöz csatlakoztatva lehetőség van a küszöbérték beprogramozására, továbbá be lehet állítani a gép készenléti üzemmódba helyezésének idejét, illetve szükség esetén a gép teljes leválasztását a pneumatikus hálózatról. Ez a lehetőség megkönnyíti a termelésvezető számára, hogy testreszabja a gépek működését, és ezáltal csökkentse az energiafogyasztást. Az eszköz kulcsfontosságú paraméterei a termék nyomógombjainak segítségével is könnyen programozhatók, így a termelésvezető bármikor könnyen módosíthatja a beállításokat. Kihasználva az Air Management System ezen programozási lehetőségét nincs szükség a gép PLC programjának módosítására; még egy relés logikával rendelkező gépet is "okossá" lehet tenni az energiafogyasztás és fenntarthatóság szempontjából.
Működési diagram, a számértékek szemléltetési célt szolgálnak.
A telepítést tekintve a rendszert a gép betápjánál vagy az irányítandó alkalmazásnál kell elhelyezni. Egy másik érdekes, már fentebb is említett szempont, különösen egy meglévő gépparkot használó gyártóüzem számára, hogy az intelligens egység a következő két konfigurációban érhető el: "alap" vagy "távoli" Hub. Az „alap” a felügyeleti számítógéphez Ethernet kábelen keresztül csatlakozik, de ugyanez az alap Hub képes összegyűjtheti vezeték nélküli kapcsolaton keresztül, akár száz méteres hatótávolságig, tíz távoli Hub-modul jeleit is. Egyetlen fizikai csatlakozási pontból tizenegy gépről gyűjthetők össze adatok - vagy akár huszonkettőről is a kiegészítő IO-link port használatával -, ami jelentős előnyökkel jár a telepítés egyszerűségét és a hálózat kialakításának költségeit tekintve. Az alap- és távoli rendszerek jelenleg az alábbi konfigurációkban érhetők el: Ethernet-IP/OPC UA vagy Profinet/OPC-UA; vagy EtherCAT. Lehetőség van arra is, hogy az eszközöket csak kábelen keresztül csatlakoztassa. Végezetül a rendszer teljesen nyitott, és bármely piacon elérhető energiagazdálkodási szoftverrel kompatibilis. Így a meglévő gépek technológiai és testreszabott korszerűsítése egyszerűvé és költséghatékonnyá válik.
Az eredeti kérdés újbóli áttekintéséhez: a gép optimális illesztése az igényekhez azt jelenti, hogy a lehető legjobb kialakítást kell alkalmazni, és modern rendszerekkel kell felszerelni, amelyek lehetővé teszik a monitorozást, a potenciális problémák előzetes észlelését, és a lehető legalacsonyabb energiafogyasztás elérését. Az Air Management System rendszerrel ezen célok teljesítése valóban mindenki számára elérhetővé válik.
Programozási oldal a Web szerver funkció segítségével. Vegye figyelembe, hogy ezek egyszerű működési paraméterek, amelyeket csak az előre meghatározott mezőkbe lehet beírni.
