Maye güc sistemlərini əvəz etmək üçün hazırlanmış elektrik aktuatorları: Sənaye avtomatlaşdırılması üzrə praktik bələdçi

Onilliklər ərzində pnevmatik silindrlər və hidravlik aktuatorlar sənaye hərəkətinə nəzarətdə üstünlük təşkil edib. Onların populyarlığı sadə idarəetmə üsullarından, güclü qüvvə çıxışından və asan quraşdırılmasından irəli gəlir. Klapan işə düşür, maye hərəkət edir və aktuator uzanır və ya geri çəkilir. Prinsipi anlamaq asandır, texniki xidməti isə daha da asandır.

Lakin müasir istehsal müəssisələri enerji səmərəliliyini artırmaq, texniki xidmət tələblərini azaltmaq, sızmaları aradan qaldırmaq və daha yüksək mövqeləndirmə dəqiqliyinə nail olmaq üçün artan təzyiqlə üzləşirlər. Bu tələblər qablaşdırma və yığım işlərindən tutmuş yarımkeçirici istehsalına və proses avtomatlaşdırılmasına qədər müxtəlif sahələrdə elektrik aktuatorlarının tətbiqini sürətləndirib.

Ənənəvi maye ilə işləyən sistemlərdən fərqli olaraq, elektrik aktuatorları dəqiq mövqe nəzarəti, proqramlaşdırıla bilən hərəkət profilləri, təkrarlanan hərəkət və real vaxt diaqnostika imkanları təmin edir. Mühəndislər təzyiq tənzimləyicilərinə, axın idarəetmə elementlərinə və ya mexaniki sazlamalara əsaslanmadan sürətlənməni, sürəti, yavaşımanı və dayanma mövqeyini idarə edə bilərlər.

Tarixən bu üstünlüklər əhəmiyyətli bir çatışmazlıqla müşayiət olunurdu. Elektrik hərəkət sistemləri çox vaxt servo ötürücülər, PLC proqramlaşdırması, rabitə şəbəkələri, sazlama proqramı, enkoder əks əlaqə sistemləri və xüsusi hərəkətə nəzarət təcrübəsi tələb edirdi.

Bir çox müəssisə, xüsusən də sadə pnevmatik silindrləri əvəz edənlər üçün bu mürəkkəblik əsas tətbiq maneəsi yaradırdı.

Müasir inteqrasiya olunmuş elektrik aktuator platformaları aktuator mexanikasını, mühərrik idarəetmə elektronikasını və konfiqurasiya proqram təminatını vahid paketdə birləşdirərək bu çətinliyi aradan qaldırmağa çalışır. Nəticədə pnevmatik sistemləri bu qədər populyar edən əməliyyat sadəliyini qoruyaraq elektrik hərəkətinin üstünlüklərini təmin edən sistem əldə edilir.

Bu məqalədə SMC-nin e-Actuator platforması araşdırılır və inteqrasiya olunmuş elektrik hərəkət sistemlərinin istehsalçılara ənənəvi maye güc texnologiyalarından necə uzaqlaşmağa kömək etdiyi nəzərdən keçirilir.

Avtomatlaşdırma infrastrukturunu yeniləyən müəssisələr üçün bu texnologiyalar müasir istehsal əməliyyatlarında geniş istifadə olunan qabaqcıl PLC və PAC sistemlərini, sənaye HMI platformalarını və hərəkətə nəzarət həllərini getdikcə daha çox tamamlayır.

Şəkil 1. SMC-nin nümayiş qurğusunda e-Actuator seriyası.

İstehsalçılar pnevmatik və hidravlik aktuatorları niyə əvəz edirlər

Pnevmatik sistemlər sənaye avtomatlaşdırmasında ən geniş istifadə olunan hərəkət texnologiyalarından biri olaraq qalır. Sıxılmış hava əksər fabriklərdə asanlıqla mövcuddur və pnevmatik silindrlər bir çox tətbiq üçün etibarlı işləmə təmin edir.

Hidravlik sistemlər preslər, ağır maşınlar, metal formalaşdırma avadanlığı və iri sənaye aktuatorları daxil olmaqla son dərəcə yüksək qüvvə çıxışı tələb edən tətbiqlərdə üstünlük təşkil etməyə davam edir.

Bu üstünlüklərə baxmayaraq, maye gücü texnologiyaları bir sıra istismar çətinlikləri yaradır.

Sıxılmış hava sistemləri mahiyyət etibarilə səmərəsizdir. Havanın sıxılması, paylanması, saxlanması və boşaldılması zamanı əhəmiyyətli enerji itkiləri baş verir. Köhnələn müəssisələrdə tez-tez hava sızmaları yaranır və faydalı iş görmədən enerji xərclərini artırır.

Hidravlik sistemlər fərqli problemlər yaradır. Mayenin çirklənməsi, kipkəclərin aşınması, sızmalar, ətraf mühitlə bağlı məsələlər və davamlı texniki xidmət tələbləri istismar dövrü xərclərini artırır.

Elektrik aktuatorları bu problemlərin bir çoxunu birbaşa həll edir.

• Sıxılmış havanın sərf olunmaması
• Hidravlik mayeyə texniki xidmətin tələb olunmaması
• Sızma ilə bağlı narahatlıqların olmaması
• Daha aşağı iş səsi
• Təkmilləşdirilmiş mövqeləndirmə dəqiqliyi
• Proqramlaşdırıla bilən hərəkət profilləri
• İnteqrasiya olunmuş diaqnostika
• Daha yüksək enerji səmərəliliyi

Bəlkə də ən əsası, elektrik aktuatorları sadəcə iki sabit son nöqtə arasında hərəkət etmək əvəzinə, hərəkətə dəqiq nəzarət təmin edir.

Bu imkan mühəndislərə mexaniki düzəlişlər etmədən bir neçə məhsulu, resepti və iş rejimini dəstəkləyə bilən çevik istehsal sistemləri yaratmağa şərait yaradır.

Elektrik hərəkət sistemlərinin ənənəvi mürəkkəbliyi

Elektrik aktuatorları əhəmiyyətli performans üstünlükləri təqdim etsə də, ənənəvi servo əsaslı hərəkət sistemləri çox vaxt pnevmatik quraşdırmalara nisbətən xeyli daha çox mühəndislik səyi tələb edir.

Adi elektrik hərəkət həlli adətən aşağıdakı komponentləri ehtiva edir:

• Servo mühərriki
• Servo sürücüsü
• Hərəkət kontrolleri
• Enkoder əks-əlaqəsi
• Rabitə şəbəkəsi
• Proqramlaşdırma proqramı
• Enerjinin paylanması avadanlığı
• Təhlükəsizlik inteqrasiyası

Bir çox sənaye müəssisəsində mühəndislərə sadəcə silindri A mövqeyindən B mövqeyinə hərəkət etdirmək lazım olur. Belə sadə tələb üçün tam servo sisteminin quraşdırılması lazımsız mürəkkəblik və xərc yarada bilər.

Bu çətinlik məhdudiyyətlərinə baxmayaraq pnevmatik silindrlərin niyə hələ də geniş istifadə olunduğunu izah edir.

Ənənəvi hərəkətə nəzarət sistemini konfiqurasiya etmək, işə salmaq və texniki xidmət göstərmək üçün tələb olunan mühəndislik səyi sadə xətti hərəkət tətbiqləri üçün çox vaxt üstünlükləri üstələyir.

İnteqrasiya olunmuş elektrik aktuatorları ənənəvi maye gücünə nəzarət üsullarının sadəliyini qoruyaraq servo səviyyəli mövqeləndirmə göstəriciləri təmin etməklə bu fərqi aradan qaldırmağa çalışır.

SMC e-Actuator konsepsiyasını anlamaq

SMC EQFS e-Actuator seriyası hərəkətə nəzarətə praktik yanaşma təklif edir.

Mühəndislərin ayrıca mühərriklər, sürücülər, əks-əlaqə sistemləri və kontrollerlər almasını tələb etmək əvəzinə, aktuator bu komponentləri yığcam bir qurğuda birləşdirir.

Bu arxitektura quraşdırmanın mürəkkəbliyini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.

İnteqrasiya edilmiş nəzarətçi avtomatik olaraq bunları idarə edir:

• Mövqe nəzarəti
• Mühərrik kommutasiyası
• Sürətlənmə nəzarəti
• Yavaşlama nəzarəti
• Mövqe əks-əlaqəsi
• Hərəkətlərin ardıcıllığı
• Nasazlıqların monitorinqi

Nəticədə istifadəçi aktuatorla pnevmatik silindrlə işlədiyi kimi işləyir.

Sadə rəqəmsal girişlər hərəkəti əmr edir, daxili nəzarətçi isə arxa planda işləyən mürəkkəb hesablamaları və idarəetmə alqoritmlərini yerinə yetirir.

Şəkil 2. Xüsusi güc, Giriş/Çıxış və konfiqurasiya interfeyslərinə malik inteqrasiya edilmiş nəzarətçi.

İnteqrasiya edilmiş nəzarətçilər: Elektrik hərəkət sistemlərinin quraşdırılmasının sadələşdirilməsi

Elektrik aktuatorlarının tətbiqinin qarşısındakı ən mühüm maneələrdən biri tarixən nəzarətçinin mürəkkəbliyi olmuşdur.

Ənənəvi servo sistemləri çox vaxt geniş konfiqurasiya və xüsusi təcrübə tələb edir.

İnteqrasiya edilmiş nəzarətçi arxitekturaları hərəkət intellektini birbaşa aktuator qurğusuna yerləşdirməklə quraşdırmanı sadələşdirir.

Quraşdırma baxımından mühəndislər əsasən üç bağlantı ilə işləyirlər:

• 24 VDC enerji girişi
• Rəqəmsal Giriş/Çıxış interfeysi
• Konfiqurasiya interfeysi

Bu konstruksiya müstəqil hərəkətə nəzarət sistemləri ilə adətən əlaqələndirilən naqil mürəkkəbliyinin böyük hissəsini aradan qaldırır.

Maşın istehsalçıları daha az panel sahəsi tələbindən, sadələşdirilmiş sənədləşdirmədən və daha sürətli istismara vermə prosedurlarından faydalanırlar.

Ötürücü və aktuator vahid sistem kimi işlədikdə nasazlıqların axtarışı əhəmiyyətli dərəcədə asanlaşdığı üçün texniki xidmət işçiləri də fayda əldə edirlər.

Maye sistemləri ilə müqayisədə elektrik infrastrukturunun üstünlükləri

Elektrik aktuatorlarının çox vaxt nəzərdən qaçırılan üstünlüklərindən biri obyektin infrastrukturu ilə bağlıdır.

Pnevmatik sistemlər bir aktuator belə işləyə bilməzdən əvvəl geniş dəstəkləyici avadanlıq tələb edir.

Bu infrastruktura aşağıdakılar daxil ola bilər:

• Hava kompressorları
• Quruducular
• Filtrlər
• Təzyiq tənzimləyiciləri
• Saxlama çənləri
• Paylayıcı boru xətləri
• Sızmaların idarə edilməsi proqramları

Hidravlik sistemlər də eyni dərəcədə böyük infrastruktur sərmayələri tələb edir.

Bu sistemlərə adətən nasoslar, rezervuarlar, klapanlar, istilik dəyişdiriciləri, filtrasiya sistemləri və geniş boru şəbəkələri daxildir.

Elektrik aktuatorları bu tələblərin bir çoxunu aradan qaldırır.

Elektrik enerjisinin paylanması infrastrukturu əksər sənaye obyektlərində artıq mövcuddur. Uzaq məkanlara elektrik bağlantılarının çəkilməsi çox vaxt yeni sıxılmış hava və ya hidravlik şəbəkələrin quraşdırılmasından əhəmiyyətli dərəcədə asandır.

Bu üstünlük xüsusilə obyektlərin genişləndirilməsi və modernləşdirilməsi layihələrində əhəmiyyətlidir.

Mühəndislər sıxılmış havanın mövcud olmadığı və ya quraşdırılmasının həddindən artıq baha başa gəldiyi məkanlarda hərəkət sistemlərini quraşdıra bilərlər.

Güc və Giriş/Çıxış Bağlantılarını Anlamaq

e-Actuator ümumi sənaye avtomatlaşdırması təcrübələrinə uyğun olan sadə naqilləmə yanaşmasından istifadə edir.

Qida konnektoru standart 24 VDC idarəetmə qidasını qəbul edir və mövcud sənaye qida sistemləri ilə uyğunluq yaradır.

Müasir avtomatlaşdırma platformalarının əksəriyyəti sensorlar, kontrollerlər, HMI-lər və kommunikasiya avadanlıqları üçün artıq 24 VDC qida arxitekturalarından istifadə edir.

Bu uyğunluq sistem inteqrasiyasını sadələşdirir.

Şəkil 3. İnteqrasiya olunmuş kontrollerdə istifadə olunan qida və rəqəmsal giriş/çıxış pinlərinin təyinatı.

Rəqəmsal giriş arxitekturası bir çox ənənəvi PLC giriş modullarından bir qədər fərqlənir.

Aktuator daxildə təchizat gərginliyinə istinad etdiyindən, xarici qurğular ümumi elektrik istinadını paylaşmalıdır.

Bu əlaqəni başa düşmək sistem inteqrasiyası zamanı vacibdir.

Düzgün torpaqlama və ümumi istinadın düzgün idarə edilməsi elektrik səs-küyünü və kommunikasiya problemlərini minimuma endirməklə etibarlı işləməni təmin etməyə kömək edir.

Elektrik aktuatorlarını Allen-Bradley ControlLogix, Siemens SIMATIC S7 və ya Schneider Modicon Quantum sistemlərinə inteqrasiya edən mühəndislər quraşdırma zamanı ümumi qida istinadının tətbiqində qəbul olunmuş qaydaları yoxlamalıdırlar.

Elektrik aktuatorlarından ən çox faydalanan sənaye tətbiqləri

Hər pnevmatik və ya hidravlik tətbiq avtomatik olaraq elektrik hərəkətinə keçirilməməlidir.

Lakin müəyyən tətbiqlər elektrik aktuatoru texnologiyasından əhəmiyyətli dərəcədə faydalana bilər.

Nümunələrə aşağıdakılar daxildir:

• Qablaşdırma maşınları
• Götür-qoy sistemləri
• Yığma avadanlıqları
• Elektronika istehsalı
• Əczaçılıq məhsullarının emalı
• Qida və içki istehsalı
• Laboratoriya avtomatlaşdırılması
• Yarımkeçirici avadanlıqları

Bu tətbiqlər çox vaxt təkrarlana bilən mövqeləndirmə, çevik hərəkət profilləri və azaldılmış texniki xidmət tələbləri tələb edir.

Elektrik aktuatorları ənənəvi maye güc sistemləri ilə əldə edilməsi çətin olan üstünlüklər təmin edir.

İstehsal mühitləri smart zavod strategiyalarını tətbiq etməyə davam etdikcə, elektriklə idarə olunan hərəkət sistemləri əlaqələndirmə, diaqnostika, səmərəlilik və əməliyyatların görünürlüğünə yönəlmiş Sənaye 4.0 məqsədlərinə getdikcə daha çox uyğunlaşır.

Proqram təminatının konfiqurasiyası: Elektrik hərəkətinin praktik həllə çevrildiyi məqam

Bir çox mühəndis üçün pnevmatik silindrlərdən elektrik aktuatorlarına keçid zamanı proqram təminatının konfiqurasiyası ən böyük narahatlıq mənbəyidir.

Ənənəvi hərəkətə nəzarət platformaları çox vaxt geniş parametr qurulması, kommunikasiya xəritələndirilməsi, ox konfiqurasiyası, tənzimləmə prosedurları və proqramlaşdırma təcrübəsi tələb edir.

e-Actuator platformasının məqsədi prinsip etibarilə fərqlidir.

Yüzlərlə hərəkət parametrini təqdim etmək əvəzinə proqram təminatı ümumi sənaye tətbiqləri üçün yalnız zəruri parametrlərin konfiqurasiyasına diqqət yetirir.

Bu yanaşma elektriklə hərəkətin üstünlüklərini qorumaqla istismaravermə müddətini əhəmiyyətli dərəcədə qısaldır.

Konfiqurasiya proqramı qoşulmuş aktuator modelini avtomatik müəyyənləşdirir və tənzimləmə üçün yalnız müvafiq parametrləri təqdim edir.

Nəticədə mühəndislər mürəkkəb menyularda naviqasiya etməyə daha az, maşının məhsuldarlığını optimallaşdırmağa isə daha çox vaxt sərf edirlər.

e-Actuator Setup Tool-a qoşulma

Konfiqurasiya SMC tərəfindən təqdim edilən xüsusi e-Actuator Setup Tool vasitəsilə həyata keçirilir.

Proqram təminatı inteqrasiya olunmuş kontrollerdə yerləşən xüsusi M12 konfiqurasiya portu vasitəsilə əlaqə yaradır.

Rabitə qurulduqdan sonra proqram təminatı avtomatik olaraq aşağıdakıları aşkarlayır:

• Aktuator tipi
• Gediş uzunluğu
• Kontroller versiyası
• Mövcud iş rejimləri
• Cari parametr parametrləri

Bu avtomatik aşkarlama prosesi ənənəvi olaraq servo sistemləri ilə əlaqəli olan bir çox əl ilə quraşdırma prosedurunu aradan qaldırır.

Bir neçə aktuator quraşdıran maşın istehsalçıları üçün bu imkan işə salınma müddətini əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər.

İstismaravermə texnikləri geniş proqramlaşdırma biliyi olmadan konfiqurasiyaları tez yoxlaya, parametrləri tənzimləyə və işini təsdiqləyə bilərlər.

Şəkil 4. e-Actuator Setup Tool daxilində mövcud iş rejimləri.

İş rejimlərinin izahı

Platformanın ən innovativ cəhətlərindən biri tanış pnevmatik klapan davranışını təqlid etmək qabiliyyətidir.

Texniki xidmət mütəxəssisləri və maşın operatorları pnevmatik istiqamətləndirici klapanların necə işlədiyini artıq bilirlər.

Bu idarəetmə üsullarını təqlid etməklə elektriklə hərəkətə keçid üçün öyrənmə əyrisi əhəmiyyətli dərəcədə qısalır.

Platforma üç əsas iş rejimi təklif edir.

Tək solenoidli rejim

Bu rejim yayla geri qayıdan pnevmatik klapanla oxşar şəkildə işləyir.

Rəqəmsal giriş aktivləşdirildikdə aktuator əmr verilmiş mövqeyə doğru hərəkət edir.

Siqnal götürüldükdə aktuator avtomatik olaraq başlanğıc mövqeyinə qayıdır.

Bu iş rejimi aşağıdakılar üçün idealdır:

• Detalların çıxarılması sistemləri
• Sadə mövqeləndirmə qurğuları
• Sıxma mexanizmləri
• Çıxdaş qapıları
• Yükləmə stansiyaları

Bir çox pnevmatik silindr tətbiqi bu idarəetmə üsulundan istifadə etməklə birbaşa əvəz edilə bilər.

İki solenoidli rejim

İki solenoidli rejim pnevmatik avtomatlaşdırmada geniş istifadə olunan iki solenoidli istiqamətləndirici klapanın iş prinsipini təqlid edir.

Bir rəqəmsal giriş açılmanı, ikinci giriş isə geri çəkilməni idarə edir.

Aktuator yeni əmr qəbul edilənədək mövqeyini saxlayır.

Bu yanaşma daha geniş idarəetmə çevikliyi təmin edir və ənənəvi sənaye maşınlarının konstruksiyalarına yaxından bənzəyir.

Tətbiqlərə daxildir:

• Transfer sistemləri
• Materialların daşınması üçün avadanlıq
• Avtomatlaşdırılmış yığım stansiyaları
• İndeksləmə mexanizmləri
• Qablaşdırma avadanlığı

Qapalı mərkəz rejimi

Qapalı mərkəz rejimi ənənəvi pnevmatik silindrlərin əksəriyyətində mövcud olmayan imkan təqdim edir.

Aktuator uzadılma və geri çəkilmə mövqelərinə əlavə olaraq aralıq mövqeyə də hərəkət edə bilər.

Bu, yalnız iki rəqəmsal girişdən istifadə etməklə üçmövqeli idarəetməyə imkan verir.

Konfiqurasiya edilə bilən mərkəzi mövqedə dayanmaq imkanı tam servo hərəkət kontrollerinə ehtiyac olmadan daha mürəkkəb maşın əməliyyatları üçün imkanlar yaradır.

Tətbiqlərə daxildir:

• Detalların çoxmövqeli idarə edilməsi
• Çeşidləmə sistemləri
• Yoxlama stansiyaları
• Ötürmə mexanizmləri
• Məhsulun mövqeləndirilməsi sistemləri

Bu funksionallıq elektrik aktuatorların ənənəvi maye gücü texnologiyaları üzərində malik olduğu əsas üstünlüklərdən birini vurğulayır.

Pnevmatika ilə servo nəzarəti arasındakı fərqin aradan qaldırılması

İş rejimləri sənaye avtomatlaşdırmasının bütün sahələrində baş verən mühüm tendensiyanı nümayiş etdirir.

İstehsalçılar ənənəvi avtomatlaşdırmanın sadəliyini müasir rəqəmsal texnologiyaların çevikliyi ilə birləşdirən həllər axtarırlar.

Elektrik aktuatorlar bu keçid prosesində özünəməxsus mövqe tutur.

Onlar pnevmatik silindrlərdən əhəmiyyətli dərəcədə daha çox funksionallıq təmin edir, eyni zamanda tam servo hərəkət platformaları ilə əlaqəli mürəkkəbliyin böyük hissəsindən yayınır.

Bu balans xüsusilə xüsusi hərəkət nəzarəti üzrə təcrübəyə malik olmayan müştərilər üçün avadanlıq hazırlayan maşın istehsalçıları baxımından cəlbedicidir.

Sadə rəqəmsal əmrlər texniki xidmət personalına tanış olaraq qalır, qabaqcıl hərəkət profilləri isə mühəndislik qrupları üçün əlçatan olur.

İnteqrasiya edilmiş hərəkət profillərinin üstünlükləri

Pnevmatik silindrlərin ən böyük məhdudiyyətlərindən biri dəqiq hərəkət nəzarətinin olmamasıdır.

Axın tənzimləyiciləri sürətə təsir göstərə bilsə də, təkrarlana bilən sürətlənmə və yavaşıma profillərinə nail olmaq çətin olaraq qalır.

Pnevmatik silindrlər adətən sistem təzyiqi və yük şəraiti imkan verdiyi qədər sürətlə hərəkət edir.

Bu, çox vaxt aşağıdakılara səbəb olur:

• Mexaniki zərbə
• Məhsulun zədələnməsi
• Səs-küyün yaranması
• Komponentlərin aşınması
• Mövqeləndirmə dəqiqliyinin azalması

Elektrik aktuatorlar bu problemləri proqramlaşdırıla bilən hərəkət profilləri vasitəsilə həll edir.

Kontroller bütün hərəkət trayektoriyası boyunca idarə olunan hərəkətə nail olmaq üçün mühərrikin çıxışını fasiləsiz tənzimləyir.

Bu, daha hamar işləməyə, təkrarlanabilirliyin yaxşılaşmasına və avadanlığın istismar müddətinin uzanmasına səbəb olur.

Yüksək sürətli istehsal mühitlərində zərbə qüvvələrinin azaldılması maşının etibarlılığını və məhsul keyfiyyətini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra bilər.

Təkcə bu üstünlük çox vaxt pnevmatik sistemlərdən elektrik hərəkət texnologiyalarına keçidi əsaslandırır.

Sürət, sürətlənmə və mövqe parametrlərinin konfiqurasiyası

Elektrik aktuatorların maye ilə işləyən sistemlərlə müqayisədə təklif etdiyi ən böyük üstünlüklərdən biri hərəkət xüsusiyyətlərinə tam nəzarətdir.

Pnevmatik silindrlərdə mühəndislər sürətə təsir etmək üçün adətən axın tənzimləyici klapanları və tənzimləyici parametrlərini sazlayırlar. Bu yanaşma bir çox tətbiq üçün işləsə də, performans yük şəraitindən, hava təzyiqindəki dəyişikliklərdən və komponentlərin aşınmasından asılı olaraq dəyişə bilər.

Elektrik aktuatorları hərəkət parametrlərini birbaşa kontroller daxilində müəyyən etməyə imkan verməklə bu dəyişənləri aradan qaldırır.

Təzyiq və axın məhdudiyyətlərinə əsaslanmaq əvəzinə, mühəndislər aşağıdakılar üçün dəqiq qiymətlər təyin edə bilərlər:

• Sürətlənmə sürəti
• Maksimum hərəkət sürəti
• Yavaşıma sürəti
• Hədəf mövqelər
• Aralıq mövqelər
• Hərəkət müddəti

Bu səviyyədə idarəetmə istehsal dövrləri arasında ardıcıllığı əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır.

Kiçik ekoloji və ya istismar dəyişikliklərindən asılı olmayaraq, hər bir hərəkət eyni profil üzrə baş verir.

Şəkil 5. Mövqe, sürət, sürətlənmə və yavaşıma parametrləri quraşdırma proqramı vasitəsilə konfiqurasiya edilə bilər.

Müasir istehsalda hərəkət profilləri nə üçün vacibdir

İstehsal sistemləri inkişaf etdikcə hərəkətin keyfiyyəti getdikcə daha vacib olur.

Köhnə istehsal avadanlıqlarında çox vaxt hər şeydən əvvəl sürətə üstünlük verilirdi. Silindr sürətlə irəli və geri hərəkət etdiyi müddətdə sistem öz məqsədinə çatırdı.

Müasir istehsal mühitləri daha çox şey tələb edir.

İstehsal xətləri artıq zərif məhsullar, yüngül materiallar, dəqiq yığmalar və yüksək dərəcədə fərdiləşdirilmiş məhsul variantları ilə işləyir.

Həddindən artıq zərbə qüvvələri məhsullara zərər verə, keyfiyyəti azalda və avadanlığın aşınmasını sürətləndirə bilər.

Proqramlaşdırıla bilən hərəkət profilləri bu problemləri aradan qaldırmağa kömək edir.

Mexaniki dayandırıcılara qəfil çırpılmaq əvəzinə, elektrik aktuatorları tədricən sürətlənə, idarə olunan hərəkət sürətini qoruya və hədəf mövqeyə çatmazdan əvvəl rəvan şəkildə yavaşıya bilər.

Üstünlüklərə aşağıdakılar daxildir:

• Mexaniki zərbələrin azaldılması
• Daha aşağı vibrasiya səviyyələri
• Məhsul keyfiyyətinin yaxşılaşdırılması
• Daha uzun maşın istismar müddəti
• Azaldılmış texniki xidmət xərcləri
• Daha yüksək mövqeləndirmə dəqiqliyi

Bu üstünlüklər elektronika istehsalı, əczaçılıq istehsalı, yarımkeçirici istehsalı və avtomatlaşdırılmış yığma əməliyyatları kimi sahələrdə xüsusilə vacibdir.

Mexaniki son dayandırıcılardan kənarda konfiqurasiya edilə bilən mövqeləndirmə

Ənənəvi pnevmatik silindrlər adətən iki sabit mexaniki hədd arasında işləyir.

Fərqli mövqe tələb olunarsa, mühəndislər çox vaxt mexaniki dayandırıcılar quraşdırmalı, avadanlığın konstruksiyasını yenidən işləməli və ya fərqli aktuator gediş uzunluğu seçməlidirlər.

Elektrik aktuatorları xeyli daha böyük çeviklik təmin edir.

Proqram təminatı mühəndislərə işçi mövqeləri aktuatorun fiziki hərəkət məhdudiyyətlərindən asılı olmayaraq müəyyən etməyə imkan verir.

Bu o deməkdir ki, tək bir aktuator mexaniki dəyişiklik edilmədən bir neçə maşın konfiqurasiyasını dəstəkləyə bilər.

Nümunələrə aşağıdakılar daxildir:

• Məhsula xas reseptlər
• Bir neçə qablaşdırma ölçüsü
• Çevik yığma əməliyyatları
• Avtomatlaşdırılmış dəyişdirmə əməliyyatları
• Adaptiv istehsal sistemləri

İstehsalçılar çevik istehsal strategiyalarına getdikcə daha çox üstünlük verdikcə, bu imkan əhəmiyyətli rəqabət üstünlüyünə çevrilir.

İstehsal seriyaları arasında avadanlığı fiziki olaraq tənzimləmək əvəzinə, operatorlar maşının interfeysi vasitəsilə sadəcə yeni resept seçə bilərlər.

Aktuator yeni konfiqurasiya parametrlərinə uyğun olaraq avtomatik hərəkət edir.

Sənaye 4.0 və ağıllı istehsalın üstünlükləri

Maye gücündən elektrik hərəkətinə keçid daha geniş Sənaye 4.0 təşəbbüsləri ilə sıx uyğunlaşır.

Müasir fabriklər əməliyyat görünürlüğünü, diaqnostik məlumatları və performans analitikasını təmin edə bilən əlaqəli avadanlıqlardan getdikcə daha çox asılıdır.

Pnevmatik silindrlər, ümumiyyətlə, məhdud əks-əlaqə imkanı təqdim edir.

Ən yaxşı halda mühəndislər açılmış və yığılmış mövqeləri müəyyən etmək üçün xarici sensorlar quraşdıra bilərlər.

Elektrik aktuatorları mahiyyət etibarilə daha zəngin əməliyyat məlumatları yaradır.

Nümunələrə aşağıdakılar daxildir:

• Mövqe əks-əlaqəsi
• Hərəkət statusu
• Dövrlərin sayı
• Xəta halları
• Hərəkət müddəti
• Performans tendensiyaları
• İstismar tarixçəsi

Bu məlumat proqnozlaşdırıcı texniki xidmət təşəbbüslərini dəstəkləyə və avadanlığın ümumi effektivliyini yaxşılaşdıra bilər.

Müasir Sənaye rabitə şəbəkələri və Sənaye hesablama platformaları ilə inteqrasiya edildikdə, elektrik aktuatorları əlaqəli istehsal mühitlərində dəyərli məlumat mənbələrinə çevrilir.

Enerji səmərəliliyinin müqayisəsi: Elektrik və pnevmatik sistemlər

Enerji səmərəliliyi elektrik aktuatorlarının tətbiqinin ən güclü arqumentlərindən biri olaraq qalır.

Sıxılmış hava çox vaxt istehsal müəssisəsində ən bahalı kommunal xidmətlərdən biri kimi təsvir olunur.

Sıxılmış hava yaratmaq üçün əhəmiyyətli miqdarda elektrik enerjisi tələb olunur.

Əlavə itkilər aşağıdakılar vasitəsilə yaranır:

• Sıxılma səmərəsizliyi
• Paylayıcı boru kəmərlərində itkilər
• Təzyiq düşmələri
• Hava sızmaları
• Klapan itkiləri
• Buraxılış itkiləri

Sənaye araşdırmaları tez-tez hesab edir ki, fabriklərdə istehsal olunan sıxılmış havanın əhəmiyyətli bir hissəsi heç vaxt faydalı iş görmür.

Elektrik aktuatorları elektrik enerjisini birbaşa mexaniki hərəkətə çevirir.

Bu birbaşa çevrilmə prosesi, ümumiyyətlə, sistemin ümumi səmərəliliyini xeyli artırır.

Bir neçə istehsal xəttində yüzlərlə aktuator işlədən müəssisələrdə ümumi enerji qənaəti əhəmiyyətli həddə çata bilər.

Bu qənaət elektrik və pnevmatik texnologiyaları müqayisə edərkən ümumi sahibolma dəyərinin hesablanmasını çox vaxt yaxşılaşdırır.

Texniki xidmət tələblərinin azaldılması

Texniki xidmət məsələləri enerji sərfiyyatından daha geniş sahəni əhatə edir.

Maye gücü sistemlərinin etibarlı işləməsini təmin etmək üçün müntəzəm diqqət tələb olunur.

Ümumi texniki xidmət fəaliyyətlərinə aşağıdakılar daxildir:

• Sızmanın aşkarlanması
• Kipləşdiricinin dəyişdirilməsi
• Filtrə texniki xidmət
• Təzyiqin tənzimlənməsi
• Yağlama prosesinin idarə edilməsi
• Havanın keyfiyyətinin monitorinqi
• Hidravlik mayenin dəyişdirilməsi

Elektrik aktuatorları bu tələblərin bir çoxunu aradan qaldırır.

Mexaniki komponentlər hələ də vaxtaşırı yoxlama tələb etsə də, sıxılmış havanın və hidravlik mayelərin olmaması uzunmüddətli texniki xidmət strategiyalarını sadələşdirir.

Etibarlılıq mərkəzli texniki xidmət proqramlarını tətbiq edən bir çox müəssisə planlaşdırılmamış dayanma müddətini və texniki xidmət yükünü azaltmaq üçün elektrikli hərəkət sistemlərinə getdikcə daha çox üsul kimi baxır.

Şəkil 6. Hərəkət parametrləri birbaşa aktuatora yazıla bilər; bu, istismara vermə və gələcək konfiqurasiya dəyişikliklərini sadələşdirir.

Elektrik aktuatorlarının ən böyük dəyər yaratdığı sənaye tətbiqləri

Elektrik aktuatorları bir çox pnevmatik silindri əvəz edə bilsə də, investisiyanın ən yüksək gəliri çox vaxt çeviklik, dəqiqlik və təkrarlanabilirlik tələb edən tətbiqlərdə əldə olunur.

Hər maşın elektrikli hərəkətdən eyni dərəcədə faydalanmır.

Yüksək sürətlə fasiləsiz işləyən sadə itələmə və geri çəkmə tətbiqləri daha aşağı ilkin xərclərə görə hələ də pnevmatik texnologiyaya üstünlük verə bilər.

Lakin idarəolunan mövqeləndirmə, məhsul dəyişiklikləri və ya bir neçə iş rejimi tələb edən tətbiqlər çox vaxt elektrik həllərindən faydalanır.

Ən uğurlu tətbiqlərdən bəziləri bunlardır:

• Avtomatlaşdırılmış montaj sistemləri
• Qablaşdırma maşınları
• Qutuların qablaşdırılması avadanlığı
• Məhsul yoxlama stansiyaları
• Robotik transfer sistemləri
• Elektronika istehsal xətləri
• Tibbi cihazların istehsalı
• Yarımkeçiricilərin emalı avadanlığı

Bu mühitlərdə hərəkət parametrlərini avadanlıq tənzimləmələri əvəzinə proqram təminatı vasitəsilə dəyişdirmək imkanı əhəmiyyətli əməliyyat üstünlükləri yaradır.

Qablaşdırma maşınlarının modernləşdirilməsi

Qablaşdırma avadanlığı elektrik aktuatorlarının tətbiqi üçün ən böyük imkanlardan birini təqdim edir.

Ənənəvi qablaşdırma sistemlərində çox vaxt aşağıdakılara cavabdeh olan onlarla pnevmatik silindr olur:

• Məhsulun yerləşdirilməsi
• Kartonların daşınması
• Qapının işlədilməsi
• Hissələrin kənarlaşdırılması
• Qutuların yüklənməsi
• Etiketin yerləşdirilməsi

Məhsul çeşidi artdıqca, istehsalçılar tez-tez uzunmüddətli yenidən sazlama prosedurları ilə bağlı çətinlik çəkirlər.

Qablaşdırma ölçüləri dəyişdikdə mexaniki tənzimləmələr zəruri olur.

Elektrik aktuatorları bu tənzimləmələrin avtomatik həyata keçirilməsinə imkan verir.

Dayandırıcıları və istiqamətləndiriciləri əl ilə yenidən yerləşdirmək əvəzinə, operatorlar sadəcə yeni məhsul reseptini seçirlər.

Daha sonra maşın aktuatorların mövqelərini saxlanılmış konfiqurasiya parametrlərinə uyğun olaraq avtomatik tənzimləyir.

Bu imkan yenidən sazlama müddətini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır və eyni zamanda təkrarlanabilirliyi yaxşılaşdırır.

Bir çox qablaşdırma OEM-i istifadəçi dostu quraşdırma interfeysləri yaratmaq və maşının istismarını sadələşdirmək üçün elektrik aktuatorlarını sənaye HMI sistemləri ilə birləşdirir.

Avtomatlaşdırılmış montaj sistemləri

Yığma əməliyyatları çox vaxt pnevmatik silindrlərin etibarlı şəkildə təmin edə bildiyindən xeyli yüksək mövqeləndirmə dəqiqliyi tələb edir.

Yerləşdirmə, bərkitmə, qaynaq və ya yoxlama prosedurları həyata keçirilməzdən əvvəl komponentlər dəqiq şəkildə hizalanmalıdır.

Elektrik aktuatorları aşağıdakı əməliyyatları dəstəkləyən təkrarlana bilən mövqeləndirmə göstəriciləri təqdim edir:

• Komponentlərin yerləşdirilməsi
• Preslə birləşdirmə
• Bərkidicilərin mövqeləndirilməsi
• Konnektorların quraşdırılması
• Detalların transferi əməliyyatları

Mövqeləndirmə proqram təminatı ilə müəyyən edildiyinə görə, məhsullar inkişaf etdikcə mühəndislər hərəkət profillərini asanlıqla dəyişə bilərlər.

Bu çeviklik ortaq istehsal avadanlığında bir neçə məhsul variantı istehsal edən müəssisələrdə getdikcə daha dəyərli olur.

Qida və İçki İstehsalı

Qida istehsalı müəssisələri həm əməliyyat, həm də davamlılıq səbəbləri ilə pnevmatik sistemlərə alternativləri araşdırmağa davam edir.

Sıxılmış hava qida emalı müəssisələrində hələ də geniş istifadə olunur, lakin ümumi hava sərfiyyatının azaldılması enerji səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra bilər.

Elektrik aktuatorları əlavə üstünlüklər də təmin edir:

• Enerji sərfiyyatının azaldılması
• Mövqeləndirmə ardıcıllığının yaxşılaşdırılması
• Texniki xidmət tələblərinin azaldılması
• Sanitariya prosedurlarının sadələşdirilməsi
• Prosesin təkrarlanabilirliyinin yaxşılaşdırılması

Doldurma, çeşidləmə, qablaşdırma və materialların daşınması kimi tətbiqlər elektrik hərəkət sistemlərinin təmin etdiyi dəqiq idarəetmə xüsusiyyətlərindən tez-tez faydalanır.

Maşın İstehsalçıları və OEM Layihələndirməsi üzrə Üstünlüklər

Maşın istehsalçıları maşının məhsuldarlığını yaxşılaşdırmaqla yanaşı, mühəndislik səylərini azaltmaq üçün daim təzyiq altındadır.

İnteqrasiya edilmiş elektrik aktuatorları hər iki məqsədə nail olmağa kömək edir.

Ənənəvi hərəkət sistemləri çox vaxt aktuator istehsalçıları, ötürücü təchizatçıları, kabel təchizatçıları və idarəetmə sistemi təminatçıları da daxil olmaqla bir neçə təchizatçı arasında koordinasiya tələb edir.

İnteqrasiya edilmiş aktuator platforması bu mürəkkəbliyin böyük hissəsini birləşdirir.

OEM-lər üçün üstünlüklərə aşağıdakılar daxildir:

• Komponentlərin sayının azaldılması
• Sadələşdirilmiş elektrik layihələndirməsi
• Daha sürətli montaj
• Panel üçün daha az yer tələbi
• Sadələşdirilmiş sənədləşdirmə
• Daha qısa istismaravermə dövrləri

Bu üstünlüklər avadanlıq platformaları üzrə standartlaşdırmanı yaxşılaşdırmaqla yanaşı, maşınların hazırlanması xərclərini əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər.

Müasir PLC Platformaları ilə İnteqrasiya

Elektrik aktuatorlarının populyarlıq qazanmaqda davam etməsinin səbəblərindən biri onların müasir sənaye idarəetmə sistemləri ilə uyğunluğudur.

Sadə rəqəmsal giriş arxitekturası demək olar ki, istənilən PLC platforması ilə asan inteqrasiyaya imkan verir.

Geniş yayılmış inteqrasiya platformalarına aşağıdakılar daxildir:

• Allen-Bradley ControlLogix
• Allen-Bradley CompactLogix
• Siemens SIMATIC S7
• Mitsubishi MELSEC iQ-R
• Omron CJ Series
• Schneider Modicon Quantum

Aktuator kontrolleri hərəkət hesablamalarını daxildə yerinə yetirdiyinə görə, PLC-yə yalnız sadə əmr siqnalları təqdim etmək lazımdır.

Bu arxitektura mövcud avtomatlaşdırma infrastrukturu ilə uyğunluğu qoruyaraq proqramlaşdırma tələblərini minimuma endirir.

Pnevmatik sistemlər hələ də nə vaxt məntiqli seçimdir

Elektrik aktuatorlarının üstünlüklərinə baxmayaraq, pnevmatik texnologiya bir çox sənaye tətbiqi üçün hələ də yüksək effektivliyə malikdir.

Mühəndislər daha yeni texnologiyaların avtomatik olaraq ən yaxşı həlli təmin etdiyini fərz etmək əvəzinə, tələbləri obyektiv şəkildə qiymətləndirməlidirlər.

Pnevmatik silindrlər aşağıdakı hallarda çox vaxt üstün olaraq qalır:

• Son dərəcə yüksək dövr tezlikləri tələb olunur
• Mövqeləndirmə dəqiqliyi kritik deyil
• Mövcud sıxılmış hava infrastrukturu mövcuddur
• İlkin xərc əsas narahatlıqdır
• Ətraf mühit şəraiti ağırdır
• Başdan sona sadə hərəkət kifayətdir

Ən uğurlu mühəndislik qərarları yalnız ilkin alış qiymətinə fokuslanmaq əvəzinə, ümumi həyat dövrü xərclərinin qiymətləndirilməsi ilə qəbul edilir.

Bir çox müəssisədə pnevmatik, hidravlik və elektrik hərəkət texnologiyalarının birləşməsi optimal həlli təmin edir.

Sənaye hərəkətinin idarə edilməsinin gələcəyi

Sənaye avtomatlaşdırmasının gələcəyi, ehtimal ki, intellektual elektrik hərəkət sistemlərinin getdikcə daha geniş tətbiqini əhatə edəcək.

Bir sıra sənaye tendensiyaları bu keçidi davamlı olaraq sürətləndirir:

• Sənaye 4.0 təşəbbüsləri
• Proqnozlaşdırıcı texniki xidmət proqramları
• Enerji səmərəliliyi hədəfləri
• Çevik istehsal tələbləri
• Rəqəmsal transformasiya layihələri
• İşçi qüvvəsinin bacarıq çatışmazlığı

İnteqrasiya olunmuş elektrik aktuatorları bu çətinliklərin bir çoxunu eyni vaxtda aradan qaldırır.

Onlar ənənəvi avtomatlaşdırma sistemləri ilə tanış olan texniklər üçün əlçatan olaraq qalmaqla yanaşı, təkmilləşdirilmiş diaqnostika, proqram təminatı ilə konfiqurasiya edilə bilən iş rejimi, daha yüksək enerji səmərəliliyi və sadələşdirilmiş texniki xidmət təmin edir.

Kontroller texnologiyası inkişaf etdikcə, elektrik aktuatorlarının tətbiqi, ehtimal ki, daha da asanlaşacaq və onlar getdikcə daha təkmil imkanlar təqdim edəcək.

Nəticə

Elektrik aktuatorları artıq yalnız mürəkkəb servo-idarəetməli tətbiqlərlə məhdudlaşmır. SMC e-Actuator platforması kimi müasir inteqrasiya olunmuş həllər göstərir ki, elektrik hərəkəti müasir mühərrik idarəetmə texnologiyasının dəqiqlik, çeviklik və səmərəlilik üstünlüklərini təmin etməklə yanaşı, ənənəvi olaraq pnevmatik sistemlərlə əlaqələndirilən sadəliyə də nail ola bilər.

Kontrollerləri birbaşa aktuator qurğusuna inteqrasiya etməklə, naqillərə olan tələbləri sadələşdirməklə və intuitiv proqram konfiqurasiya alətləri təqdim etməklə bu sistemlər əvvəllər elektrik hərəkət texnologiyalarının tətbiqinə mane olan bir çox baryeri aradan qaldırır.

Səmərəliliyi artırmaq, texniki xidməti azaltmaq, mövqeləndirmə dəqiqliyini yüksəltmək və istehsal çevikliyini artırmaq istəyən istehsalçılar üçün elektrik aktuatorları ənənəvi maye güc sistemlərinə cəlbedici alternativ təklif edir. Pnevmatik və hidravlik texnologiyalar mühüm sənaye rollarını yerinə yetirməyə davam etsə də, inteqrasiya olunmuş elektrik hərəkət həlləri yeni nəsil avtomatlaşdırma sistemləri üçün getdikcə daha cəlbedici seçimə çevrilir.