När vi öppnar den tekniska rapporten ISO/TR 22165, som handlar om energieffektivitetsförbättringar för pneumatiska system, och bläddrar igenom inledningen, finner vi denna mening: " Endast om maskinen är optimalt anpassad efter behov (t.ex. arbetscykel, precision, grad av automatisering), kan energikonceptet som utvecklats för det fungera”.
Av Danilo Giordana, Energy Efficiency Project Manager, SMC Italien
JUNI 2023
Vad betyder "optimalt anpassad"?
Vad betyder "optimalt anpassad"? Förutom en design som syftar till att skapa överensstämmelse mellan produktivitet och konsumtion, vilket i sig inte är givet, kan vi identifiera tre aspekter för att besvara denna fråga.
Först och främst graden av digitalisering, det vill säga insamling av data över tid för att analysera beteendet hos respektive maskin och jämföra det med liknande maskiner. Numera pratas det mycket om detta, men befintliga maskinparker är fortfarande långt ifrån fullt digitaliserade.
Den andra aspekten vi tänker på är Condition-Based Maintenance (CBM), som hjälper till att förbättra funktionell effektivitet. För att uppnå optimala driftsförhållanden för en maskin, även ur en pneumatisk synvinkel, etablerar vi ett slags "fingeravtryck" för maskinen och kommer omedelbart att kunna upptäcka eventuella avvikelser.
För det tredje måste maskinen utföra sitt arbete på ett hållbart och energieffektivt sätt, och endast förbruka ett absolut minimum och bara när så krävs.
SMC:s Air Management System – AMS20/30/40/60. I displayen kan du se parametrar som visas i realtid: tryck, luftflöde, luftförbrukning och vätskans temperatur.
Air Management System (AMS)
Låt oss nu analysera hur SMC:s system Air Management System (AMS), reagerar på dessa tre aspekter. När det gäller de två första, digitalisering och CBM, samlar systemet in data som rör tryck, temperatur, momentan flöde, förbrukning, maskinstopp och avvikelser på grund av luftläckage.
AMS överför allt till anläggningsdatorn som är uppsatt för att samla in och analysera data. Data skickas via Ethernet-IP/OPC UA eller Profinet/OPC-UA; eller EtherCAT, via Open Platform Communications United Architecture (OPC UA) protokoll. Kärnan i systemet, Hubben, är ansluten via en Ethernet-kabel och kan fungera som en samlare för ytterligare tio Hubbar.
Enhetens display visa några viktiga parametrar i realtid. Varje hubb har en extra IO-länk-port som gör det möjligt att ansluta en extra enhet som använder samma kommunikationsprotokoll för att möta specifika användares behov.
När det gäller energibesparingen och den därav följande minskningen av CO2-utsläpp, kan systemet känna igen när maskinen stannar på grund av någon oförutsedd händelse.
Efter en inställd tid som fastställts av processtekniken sätter AMS maskinen i stand-by-läge genom att minska trycket till ett inställt värde, vilket sparar energi. Det bör noteras att det finns ett direkt samband mellan trycknivån och energiförbrukningsvärdet. Efter en viss tid, som också kan vara förutbestämd, kan systemet helt isolera maskinen till nästa omstart.
Vad gör AMS anpassningsbar?
Möjligheten att programmera systemet direkt via webbserverfunktionen genom att ansluta en bärbar dator till enheten är det möjligt att programmera tröskeln och ställa in tiden för att sätta maskinen i stand-by och vid behov för att koppla bort den helt från det pneumatiska nätverket.
Denna funktion gör det verkligen enkelt för en produktionschef att anpassa maskinens drift och därmed minska energiförbrukningen. Enhetens nyckelparametrar kan också enkelt programmeras från produktens tangentbord, så att produktionschefen alltid enkelt kan ändra inställningarna. Genom att programmera AMS med denna metod, finns det inget behov av att ändra maskinens PLC-program; även en maskin med relälogik kan göras "smart" när det gäller energiförbrukning och hållbarhet.
Driftschema, numeriska värden är för illustrationsändamål.
Installation
När det gäller installation måste systemet placeras vid maskinens inlopp eller vid den applikation som ska styras. En intressant aspekt, särskilt för en produktionsanläggning med en befintlig maskinpark, är att den intelligenta enheten finns tillgänglig i två konfigurationer: "bas" eller "fjärr" hubb. Basen är ansluten till övervakningsdatorn via en Ethernet-kabel, men samma bas-hubb kan samla in signaler från tio fjärranslutna hubb-moduler via trådlös anslutning, med en räckvidd på upp till hundra meter.
Data från elva maskiner – eller till och med tjugotvå om den extra IO-link-porten används – kan samlas in från en enda fysisk anslutningspunkt, med avsevärda fördelar i form av enkel installation och låga kostnader för nätverkslayout.
Bas- och fjärrsystemen finns för närvarande i följande konfigurationer: Ethernet-IP/OPC UA eller Profinet/OPC-UA; eller EtherCAT. Möjligheten att ansluta enheterna endast via kabel är också tillgänglig. Slutligen är systemet helt öppet och fungerar med gränssnitt för alla strömhanteringsprogram som finns på marknaden. Därmed blir en teknisk och kundanpassad uppgradering av befintliga maskiner enkel och kostnadseffektiv.
Sammanfattning
För att sammanfatta och återkomma till den ursprungliga frågan: att anpassa en maskin för optimal användning innebär att utrusta maskinen med moderna system som möjliggör övervakning, upptäcker potentiella problem i förväg och förbrukar så lite energi som möjligt. Med AMS-systemet är det verkligen inom allas räckhåll att uppfylla dessa mål.
Programmeringssida via webbserverfunktionen. Observera att detta är enkla driftsparametrar som endast ska anges i de fördefinierade fälten.
