Zasilacze hydrauliczne zintegrowane ze środowiskiem I4.0

Jak będą wyglądały zasilacze hydrauliczne w przyszłości? Czy będą znacząco różnić się od rozwiązań, które znamy obecnie?
Zdecydowanie tak. Najnowsza generacja już teraz cechuje się większą elastycznością, sprawnością energetyczną i dostępnością w zakresie monitorowania warunków pracy.
Ponadto, najnowsze agregaty hydrauliczne są w pełni hermetyczne i umożliwiają optymalne odgazowywanie oraz osiągnięcie pełnej wydajności w obrębie niewielkiej przestrzeni.

Rozwiązania, które upraszczają serwis
Nowoczesne rozwiązania zdecydowanie zwiększają komfort i ułatwiają codzienną pracę. Rutynowe czynności serwisantów to wywołanie aplikacji i sprawdzenie – z poziomu panelu serwisowego - działania zasilaczy hydraulicznych. Jeden rzut oka na logikę sygnału wystarczy, aby stwierdzić, czy wszystko jest w porządku. Przycisk stanu oleju jednego z agregatu świeci się na żółto. Wciśnięcie przycisku pozwala serwisantowi uzyskać bardziej szczegółowe informacje. Serwisant sprawdzi, kiedy maszyna skończy pracę i zgodnie z tym zaplanuje odpowiednie czynności serwisowe oraz kontrolę wszystkich parametrów. Sprawdzona zostanie liczba cykli przełączania zaworów i możliwe nieprawidłowości w pracy pompy. W przypadku wystąpienia odchyleń o znaczeniu krytycznym na ekranie telefonu serwisanta pojawi się komunikat typu „push" i pracownik będzie mógł niezwłocznie podjąć odpowiednie działania.

Monitorowanie warunków pracy – zdążyć przed awarią
Nie jest to melodia przyszłości, ale najnowocześniejsza obecnie technologia stosowana w nowoczesnych agregatach hydraulicznych. Rozwiązanie jest proste: wykrywanie zużycia i błędów zanim spowodują one przestój maszyn. Monitorowanie warunków ma wpływ na dostępność i przekształca nieoczekiwane przestoje w planowane czynności serwisowe.
Do tego celu zasilacze hydrauliczne należy wyposażyć w czujniki, inteligentne rozwiązania oraz specjalistyczne oprogramowanie. Dzięki zastosowaniu czujników w produkcji seryjnej na wielką skalę, ich koszt zmalał a dostępność wzrosła. Dane przesyłane są z czujników do sterownika, który gromadzi informacje o ciśnieniu, temperaturze, zanieczyszczeniu filtra, poziomie napełnienia i kondycji oleju. Inne parametry, takie jak cykle przełączania zaworów, też są mierzalne. Obecnie zasilacze coraz częściej wykorzystują napędy pomp o zmiennej wydajności, dostarczając nam dodatkowe dane, z których czerpiemy informacje o możliwym zużyciu.

Poszukiwane: perfekcyjnie komunikujące się systemy sterowania dla zasilaczy hydraulicznych
Dane przetwarzane są w sterowniku, który jest zintegrowany z agregatem. Zaletą tego rozwiązania jest brak obciążenia sterownika maszyny dodatkowymi operacjami obliczeniowymi. Podczas modernizacji pakietów monitorujących często wykorzystywane jest podejście typu brownfield. Starsze systemy sterowania często nie mają wystarczających rezerw mocy i podłączenie nowoczesnych czujników jest niezwykle złożone. Rozwiązania z inteligencją rozproszoną zwykle wymagają znacznie mniejszych nakładów pracy – pod warunkiem, że zostały wyposażone w otwarte interfejsy.
Otwarte interfejsy składają się z typowych magistrali typu fieldbus oraz protokołów Ethernet. Podczas uruchamiania odpowiednich protokołów ustawiane są znaczniki. Zmniejsza to nakład pracy i upraszcza wszystkie procesy logistyczne — od zakupu, przez serwisowanie, aż do wymiany. Dodatkowo, trwają intensywne prace nad opracowywaniem nowych standardów umożliwiających wymianę informacji z systemami spoza środowiska maszyn — od smartfonów do systemów SAP. OPC UA jest obecnie przyjętym standardem do komunikacji typu maszyna-maszyna. Serwery WWW zintegrowane z systemami sterowania umożliwiają aplikacjom internetowym wymianę danych za pośrednictwem smartfonów i tabletów.

Technologia hydrauliczna i oprogramowanie
Poza programowaniem w ustalonych językach PLC zgodnie z normą IEC 61131-3, pierwsze standardowe systemy sterowania obsługują również języki wysokiego poziomu, takie jak C lub Java. To znacząco upraszcza proces uruchamiania czujników i nowych interfejsów użytkownika. Podczas testowej modernizacji stanowisk hydraulicznych firmy Bosch Rexroth takie rozwiązania zostały zaimplementowane w 4 godziny. Jeśli konieczne będzie programowanie w języku PLC, wówczas uruchomienie nieznacznie się wydłuża.
Jak wygląda ten proces? Na początku system sterujący określa standardowe warunki zasilacza - na tej podstawie będzie raportować o wystąpieniu odchyleń o znaczeniu krytycznym. Bardzo ważne jest, aby utrzymać równowagę między rzetelnymi i dokładnymi ostrzeżeniami a fałszywymi alarmami. W tym celu specjalistyczna wiedza na temat hydrauliki i zachowania zasilaczy hydraulicznych musi być monitorowana przez oprogramowanie. Takie rozwiązanie będzie funkcjonowało tylko wtedy, gdy producent dostarczający rozwiązania ma bogate doświadczenie w dziedzinie różnych zastosowań układów hydraulicznych. Jednocześnie należy uprościć złożoność układów hydraulicznych, tak aby serwisanci lub operatorzy bez żadnej specjalistycznej wiedzy w tym zakresie, mogli zrozumieć komunikaty ostrzegawcze i usunąć przyczyny awarii.
Logika sygnału reprezentuje powszechnie stosowane podejście. Upraszcza ono regularne monitorowanie pracy maszyny przez serwisantów lub przez odpowiednie rozwiązania informatyczne. Dostępne są różne sposoby informowania osób lub systemów przy użyciu komunikatów ostrzegawczych. Ostrzeżenia mogą być przesyłane do systemu sterowania maszyny, aby jej operator mógł je natychmiast wyświetlić za pośrednictwem interfejsu HMI. Można je również przesyłać do zdefiniowanych osób SMS-em, poprzez pocztę elektroniczną lub za pośrednictwem komunikatora.

Zasilacze hydrauliczne nowej generacji: kompaktowe, wydajne, ciche
Nowa generacja agregatów hydraulicznych zmieniła się nie tylko pod względem funkcji monitorowania warunków. Ze względu na potrzebę oszczędnego podejścia do przestrzeni, urządzenia są projektowane według całkiem nowego podejścia. Innowacyjne projekty obejmują między innymi zbiornik, który jest zoptymalizowany pod kątem efektywnego odgazowania
i zmniejsza objętość oleju nawet o 80%. Ponadto, projektanci mogą skonfigurować swoje agregaty online, z użyciem szybko dostępnych standardowych komponentów i dzięki temu skrócić czas wprowadzania ich na rynek. Decydujące znaczenie ma fakt, że właściwie wszystkie elementy są zintegrowane wewnątrz obudowy. Obudowa, w optymalnie zaprojektowanym kształcie, mieści wszystkie wymagane komponenty hydrauliczne, a także przetwornicę częstotliwości, silnik, pompę i czujniki.
Takie rozwiązanie zdecydowanie wpływa na wielkość urządzenia. Co więcej, sterowanie prędkością obrotową pompy zmniejsza nagrzewanie się oleju. Obudowa powinna również izolować otoczenie od wszelkich źródeł hałasu. Producenci maszyn nie stosują już dodatkowych kosztownych i zajmujących miejsce rozwiązań, aby uzyskać zgodność z międzynarodowymi i typowymi dla branży motoryzacyjnej standardami dotyczącymi dopuszczalnej emisji hałasu. Zasilacze mają klasę ochrony IP54.
Produkt firmy Bosch Rexroth - CytroPac - daje nam wyobrażenie o nowych agregatach hydraulicznych, które są w pełni usieciowione za pośrednictwem otwartych interfejsów. Ułatwia to producentom maszyn spełnienie wymagań europejskiej Dyrektywy 2009/125/WE ws. zużycia energii i emisji CO2 (Dyrektywa Ecodesign), a częściowo także surowszych wymagań obowiązujących w przemyśle motoryzacyjnym.

Napędy o zmiennej prędkości: mniejsze zużycie energii i mniejszy poziom hałasu
Korzystanie z napędów o zmiennej prędkości staje się standardową praktyką. Dzięki temu rozwiązaniu oszczędzamy 80% energii w porównaniu z zasilaczami napędzanymi cały czas. Zasilacze przyszłości łączą zalety systemów elektrohydraulicznych i wzajemnych połączeń. Zużywają one mniej energii oraz cechują się większą dostępnością i elastycznością w porównaniu z poprzednią generacją. Dostępne technologie pozwalają na wykorzystanie ich w różnych branżach przemysłu.