Print

Správné dimenzování polohovacího systému může zvýšit energetickou účinnost

-- 01.07.14

Nástroje pro navrhování mechatroniky a řešení pro škálovatelné řízení pomáhají výrobcům optimalizovat energetickou účinnost a snižovat celkové náklady na vlastnictví.

Výrobci vždy usilují o zlepšování energetické účinnosti, která v konečném důsledku zlepšuje jejich hospodářské výsledky. Výrobci, kteří jsou na tomto poli úspěšní, se jen zřídka vydávají na tuto cestu sami. Využívají pomoci od dodavatelů strojů a zařízení a partnerských výrobců OEM. Ať už vyvíjejí jednoduchý nebo složitý stroj, optimalizované řešení je kriticky významné pro vytváření strojů, které nejen běží s vyšší účinností, ale také se rychleji přizpůsobují změnám na trhu a lépe se integrují s předchozími a následnými operacemi. Využitím nástrojů pro navrhování mechatroniky a škálovatelné, správně dimenzované automatizace, mohou výrobci OEM vyvíjet udržitelné,
energeticky účinné systémy, které jejich zákazníci potřebují.

Používejte nástroje pro navrhování mechatroniky

Mechatronika je multidisciplinární přístup k navrhování opírající se o kooperativní aplikaci softwaru produktů pro navrhování polohování. Využitím tohoto přístupu mohou elektrotechnici a řídicí technici snadno analyzovat, simulovat, optimalizovat a vybírat polohovací systémy pomocí virtuálního prototypování.

Tyto digitální simulace pomáhají technikům nacházet včas chyby v procesu navrhování. Navíc mohou technici zadávat informace o návrhu v důvěrně známém prostředí a mohou rozumět tomu, jak jejich návrhová rozhodnutí ovlivní systém jako celek, což jim dovoluje rychle vyhodnocovat návrhové alternativy a zvolit tu nejlepší variantu.

Podívejme se například na situaci u výrobce garážových vrat. Elektrotechnik simuloval polohovací aplikaci a zjistil, že pohon běží na 90 %. Automaticky jej napadlo: „Skvěle! Využívám téměř veškerý krouticí moment. Motor, který jsem zvolil, je správně dimenzovaný.“ Avšak mechanik zvolil předimenzovanou převodovku se systémem kladek pro převod rotačního pohybu na lineární. Když technici znovu simulovali aplikaci pomocí softwaru pro navrhování mechatroniky, jenž analyzuje pohyb pro vytváření aplikací zcela od začátku, byli nuceni si položit otázku: „Kolik energie je zapotřebí, abychom jen uvedli garážové dveře do pohybu, když ignorujeme všechny kroky, které podle našeho názoru potřebujeme, abychom se k tomu dostali?“ To znamená, že nepotřebovali měřit, kolik výkonu bylo zapotřebí pro běh málo účinné převodovky. Software  navrhnul, aby použili méně výkonný lineární elektromotor. Protože výkon motoru v kW se promítá také do větších rozměrů, snížení velikosti motoru omezilo energetické ztráty pocházející z mnoha naddimenzovaných a zbytečných komponent. Spotřeba energie pro aplikaci jako celek byla snížena na polovinu.

Software pro navrhování mechatroniky pomáhá výrobcům OEM získat úplný přínos mechatronického navrhování tím, že technici provedou virtuální prohlídku návrhu a identifikují příležitosti k optimalizaci účinnosti, výkonu a rozměrů řešení.

Zatímco v minulosti byla analýza potřebná pro správné dimenzování systémových komponenty tak časově náročná, že se nevyplatila, informace pro navrhování a vytvoření účinnějšího a cenově výhodnějšího řešení jsou nyní na dosah ruky. Navíc nové programy pro navrhování mění situaci v oblasti navrhování strojů tím, že výrobcům OEM umožňují nacházet funkční omezení již ve virtuálním prostředí.

Programy berou v úvahu výkon a celkové náklady na navrhování vývoj a dodání – ještě před zahájením fáze uvádění do provozu, a nabízejí tak rychlejší a cenově výhodnější řešení otázek navrhování a udržitelnosti.

Vyhodnoťte kompromisy

Programy pro mechatronické navrhování mohou být schopny spolupracovat s 3D mechanickými programy CAD pro vyhodnocení kompromisů mezi různými materiály, rozměry a bezpečností komponent a dostupných polohovacích systémů. To výrobcům OEM pomáhá udržovat stroje malé a energeticky účinné.

V minulosti mohlo být vhodné dimenzování mechatronického řešení ověřeno až po vyrobení stroje. Čas potřebný pro zvažování alternativ bránil optimalizaci, v důsledku toho byly stroje často vyráběny naddimenzované. Možnosti virtuálního navrhování dovolují výrobcům strojů provádět technickou analýzu mechatronického řešení ve virtuálním prostředí ještě před fyzickým vyrobením mechanismů. Tím se urychluje čas potřebný pro vývoj a umožňuje více optimalizované řešení.

Software pro mechatronické navrhování může například analyzovat náklady na energii potřebné k provozování stroje po dobu jednoho roku a stanovit, kolik peněz mohou energeticky účinnější produkty ušetřit. Software počítá hmotnost zatížení s polohovacím profilem – jak daleko a jak se rychle musí zátěž pohybovat. Následně může vypočítat energii spotřebovanou na jednotlivé osy, když uživatel zadá náklady na kilowatthodinu (kWh) a dobu provozu stroje za jeden rok.

Vezměme si stroj s rotačním motorem, který běží na energii v ceně 0,11 centů za kWh po dobu 50 týdnů ročně, 5 dnů v týdnu a 8 hodin denně. Provoz rotačního motoru bude stát 315 dolarů na osu za rok. Nahraďte rotační motor lineárním a náklady se sníží na 200 dolarů na osu za rok, což je významná úspora u strojů se stovkami os.

Škálovatelné nabídky

Software pro mechatronické navrhování může technikům rovněž pomoci ušetřit čas a peníze náležitým dimenzováním řídicích zařízení, protože naddimenzované nebo poddimenzované komponenty mohou zbytečně zvyšovat náklady. Implementace škálovatelných, správně dimenzovaných řídicích systémů může výrobcům OEM pomoci splňovat nejrůznější potřeby konečných uživatelů, a to cenově výhodným a návrhově efektivním způsobem.

Škálovatelné nabídky mají splňovat nejrůznější aplikační potřeby a zároveň poskytovat platformu použitelnou na všech strojích – od složitých až po jednoduché. Škálovatelnost pomáhá snižovat celkové nálady na vlastnictví tím, že výrobcům OEM umožňuje využívat jednotné návrhářské prostředí napříč širokému rozsahu strojů. Mohou rovněž opětovně využívat kód a pozadí rozhraní HMI a navrhovat zásady nejlepší praxe od jednoho systému ke druhému. Šetří se tím čas během navrhování, vývoje, zprovozňování a údržby po prodeji.

Například společnost Janda Company, OEM výrobce zaměřený na odporové svářečky, realizoval několik přínosů díky implementaci škálovatelného řešení řízení. Společnost zkrátila dobu potřebnou pro navrhování o 25 %, zkrátila dobu zprovozňování o 25 % a dobu instalace o 30 %, zlepšila toleranci z osminy palce na tisícinu palce, zmenšila velikost ovládacího panelu o 50 % a zkrátila celkový čas potřebný na údržbu – to vše díky implementaci  škálovatelné automatizace.

Společnost Janda se dokáže přizpůsobit požadavkům na řízení jednotlivých konečných uživatelů použitím škálovatelných řešení poskytujících vyšší účinnost  a udržitelnost. Je pro ně přínosné snížení objemu odpadu a nákladů na energii a údržbu. Koneční uživatelé mohou rovněž škálovat automatizaci, aby naplnili potřeby růstu v budoucnu, aniž by museli přeškolovat pracovníky nebo přeprogramovávat zařízení.

Udržitelné technické řešení

Při společném použití mohou nástroje pro mechanické navrhování a škálovatelná automatizace pomáhat výrobcům OEM navrhovat a dodávat efektivnější a udržitelnější stroje vyžadované dnešním globálním výrobním průmyslem. ce

Michael Cromheecke je marketingový manažer společnosti Rockwell Automation pro produkty Kinetix Motion. Upravil Mark T. Hoske, obsahový ředitel časopisu Control Engineering, kontaktovat ho lze na mhoske@cfemedia.com.

http://www.controlengcesko.com/fileadmin/grafika/Barca_Karch/Casopis_CERVEN-CERVENEC_2014/pohyb_1.JPG

Autor: Michael Cromheecke, Rockwell Automation


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Trendy v robotizaci 2020
2020-01-28 - 2020-01-30
Místo: Best Western Premier / Avanti, Brno
DIAGO 2020
2020-01-28 - 2020-01-29
Místo: Orea Resort Devět Skal ***, Sněžné - Milovy
Trendy automobilové logistiky 2020
2020-02-20 - 2020-02-20
Místo: Parkhotel Plzeň
Úspory v průmyslu
2020-03-03 - 2020-03-03
Místo: Ostrava
AMPER TOUR 2020
2020-03-17 - 2020-03-19
Místo: Brno

Katalog

BALLUFF CZ s.r.o.
BALLUFF CZ s.r.o.
Pelušková 1400
19800 Praha
tel. 724697790

EWWH, s. r. o.
EWWH, s. r. o.
Hornoměcholupská 68
102 00 Praha 10
tel. 734 823 339

B+R automatizace, spol. s r.o.
B+R automatizace, spol. s r.o.
Stránského 39
616 00 Brno
tel. +420 541 4203 -11

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

COGNEX
COGNEX
Emmy-Noether-Str. 11
76131 Karlsruhe
tel. 720 981 181

všechny firmy
Reklama


Tematické newslettery




Anketa


Na internetu
V tištěných médiích
Na veletrzích a výstavách
Jinde

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   
Copyright © 2007-2019 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI