Maye Güc Sistemlərini Əvəz Etmək Üçün Dizayn Edilmiş Elektrik Aktuatorları: Praktik Sənaye Avtomatlaşdırma Bələdçisi

Onilliklər boyu pnevmatik silindrlər və hidravlik aktuatorlar sənaye hərəkət idarəetməsində üstünlük təşkil edib. Onların populyarlığı sadə idarəetmə üsulları, güclü qüvvə çıxışı və asan quraşdırma ilə bağlıdır. Valf enerji alır, maye hərəkət edir və aktuator uzanır və ya geri çəkilir. Konsept anlaşılandır və baxımı daha da asandır.

Lakin müasir istehsal müəssisələri enerji səmərəliliyini artırmaq, texniki xidmət tələblərini azaltmaq, sızmaları aradan qaldırmaq və daha yüksək mövqe dəqiqliyi əldə etmək üçün artan təzyiqlərlə üzləşir. Bu tələblər qablaşdırma və yığma sahələrindən tutmuş yarımkeçirici istehsalı və proses avtomatlaşdırmasına qədər sənayelərdə elektrik aktuatorlarının qəbulunu sürətləndirib.

Ənənəvi maye gücü sistemlərindən fərqli olaraq, elektrik aktuatorları dəqiq mövqe idarəsi, proqramlaşdırıla bilən hərəkət profilləri, təkrarlanan hərəkət və real vaxt diaqnostika imkanları təqdim edir. Mühəndislər təzyiq tənzimləyicilərinə, axın nəzarətinə və ya mexaniki tənzimləmələrə ehtiyac olmadan sürətlənmə, sürət, yavaşlama və dayanma mövqeyini idarə edə bilərlər.

Tarixən, bu üstünlüklər əhəmiyyətli bir çatışmazlıqla müşayiət olunurdu. Elektrik hərəkət sistemləri tez-tez servo sürücülər, PLC proqramlaşdırması, rabitə şəbəkələri, tənzimləmə proqramları, enkoder geribildirim sistemləri və ixtisaslaşmış hərəkət idarəetmə bilikləri tələb edirdi.

Bir çox müəssisə üçün, xüsusilə sadə pnevmatik silindrləri əvəz edənlər üçün, bu mürəkkəblik böyük bir qəbul maneəsi yaratdı.

Müasir inteqrasiya olunmuş elektrik aktuator platformaları bu çətinliyi aradan qaldırmaq üçün aktuator mexanikası, motor idarəetmə elektronikasını və konfiqurasiya proqram təminatını tək bir paketdə birləşdirir. Nəticədə, pnevmatik sistemləri bu qədər populyar edən əməliyyat sadəliyini qoruyarkən elektrik hərəkətinin üstünlüklərini təqdim edən bir sistem yaranır.

Bu məqalə SMC-nin e-Aktuator platformasını araşdırır və inteqrasiya olunmuş elektrik hərəkət sistemlərinin istehsalçıların ənənəvi maye gücü texnologiyalarından uzaqlaşmasına necə kömək etdiyini izah edir.

Avtomatlaşdırma infrastrukturunu modernləşdirən müəssisələr üçün bu texnologiyalar getdikcə müasir PLC və PAC Sistemləri, Sənaye HMI Platformaları və Hərəkət İdarəetmə Həlləri ilə tamamlanır ki, bunlar müasir istehsal əməliyyatlarında geniş istifadə olunur.

Şəkil 1. SMC-nin nümayiş vahidində e-Aktuator seriyası.

İstehsalçıların Pnevmatik və Hidravlik Aktuatorları Niyə Əvəzlədikləri

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 çox yüksək qüvvə tələb edən tətbiqlərdə, o cümlədən preslərdə, ağır maşınlarda, metal formalaşdırma avadanlıqlarında və böyük sənaye aktuatorlarında üstünlük təşkil edir.

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

Sıxılmış hava sistemləri təbii olaraq səmərəsizdir. Hava sıxılması, paylanması, saxlanması və boşaldılması zamanı əhəmiyyətli enerji itkiləri baş verir. Yaşlanan müəssisələrdə hava sızmaları tez-tez yaranır, bu da enerji xərclərini artırır, lakin faydalı işə töhfə vermir.

Hidravlik sistemlər fərqli narahatlıqlar yaradır. Maye çirklənməsi, möhürlərin sıradan çıxması, sızmalar, ətraf mühit məsələləri və davamlı texniki xidmət tələbləri həyat dövrü xərclərini artırır.

Elektrik aktuatorları bu problemlərin çoxunu birbaşa həll edir.

• Sıxılmış hava istehlakı yoxdur
• Hidravlik maye baxımı yoxdur
• Sızma narahatlığı yoxdur
• Aşağı əməliyyat səsi
• Yaxşılaşdırılmış mövqe dəqiqliyi
• Proqramlaşdırıla bilən hərəkət profilləri
• İnteqrasiya olunmuş diaqnostika
• Daha yüksək enerji səmərəliliyi

Bəlkə də ən önəmlisi, elektrik aktuatorları sadəcə iki sabit nöqtə arasında hərəkət etməkdən əlavə, hərəkətin dəqiq idarəsini təmin edir.

Bu imkan mühəndislərə mexaniki tənzimləmələr olmadan bir neçə məhsul, resept və iş rejimini dəstəkləyə bilən çevik istehsal sistemləri yaratmağa imkan verir.

Elektrik Hərəkət Sistemlərinin Ənənəvi Mürəkkəbliyi

Elektrik aktuatorları əhəmiyyətli performans üstünlükləri təklif etsə də, ənənəvi servo əsaslı hərəkət sistemləri pnevmatik quraşdırmalardan daha çox mühəndislik səyi tələb edir.

Ənənəvi elektrik hərəkət həlli adətən aşağıdakılardan ibarətdir:

• Servo mühərrik
• Servo sürücü
• Hərəkət idarəedicisi
• Encoder geribildirimi
• Əlaqə şəbəkəsi
• Proqramlaşdırma proqramı
• Enerji paylama avadanlığı
• Təhlükəsizlik inteqrasiyası

Bir çox sənaye müəssisələrində mühəndislər sadəcə bir silindrin A mövqeyindən B mövqeyinə hərəkət etməsini istəyirlər. Belə sadə tələblər üçün tam servo sistemin quraşdırılması lazımsız mürəkkəblik və xərc gətirə bilər.

Bu çətinlik, pnevmatik silindrlərin məhdudiyyətlərinə baxmayaraq niyə geniş istifadə edildiyini izah edir.

Ənənəvi hərəkət nəzarət sistemini konfiqurasiya etmək, işə salmaq və saxlamaq üçün tələb olunan mühəndislik səyi, sadə xətti hərəkət tətbiqlərində faydalardan çox ola bilər.

İnteqrasiya olunmuş elektrik aktuatorları, ənənəvi maye gücü nəzarət üsullarının sadəliyini qoruyarkən servo səviyyəsində mövqe performansı təmin etməyə çalışır.

SMC e-Aktuator Konsepsiyasını Anlamaq

SMC EQFS e-Aktuator seriyası hərəkət nəzarətinə praktik bir yanaşma təqdim edir.

Mühəndislərin ayrı-ayrı mühərriklər, sürücülər, geribildirim sistemləri və idarəedicilər almaq yerinə, aktuator bu komponentləri kompakt bir quruluşa birləşdirir.

Bu arxitektura quraşdırma mürəkkəbliyini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.

İnteqrasiya olunmuş nəzarətçi avtomatik olaraq idarə edir:

• Mövqe idarəsi
• Motor komutasiya
• Sürətləndirmə idarəsi
• Yavaşlatma idarəsi
• Mövqe geribildirimi
• Hərəkət ardıcıllığı
• Səhv monitorinqi

Nəticədə istifadəçi aktuatörlə pnevmatik silindr kimi qarşılıqlı əlaqədə olur.

Sadə rəqəmsal girişlər hərəkəti idarə edir, daxili nəzarətçi isə səhnə arxasında mürəkkəb hesablamalar və idarəetmə alqoritmlərini həyata keçirir.

Şəkil 2. Güc, Giriş/Çıxış və konfiqurasiya interfeysləri üçün ayrılmış inteqrasiya olunmuş nəzarətçi.

İnteqrasiya olunmuş Nəzarətçilər: Elektrik Hərəkətinin Yerləşdirilməsini Sadələşdirir

Elektrik aktuatörlərinin qəbul edilməsində ən böyük maneələrdən biri tarixi olaraq nəzarətçi mürəkkəbliyi olub.

Ənənəvi servo sistemlər tez-tez geniş konfiqurasiya və xüsusi bilik tələb edir.

İnteqrasiya olunmuş nəzarətçi arxitekturaları hərəkət ağıllığını birbaşa aktuatör yığımı daxilində yerləşdirərək yerləşdirməni sadələşdirir.

Quraşdırma baxımından mühəndislər əsasən üç əlaqə ilə işləyirlər:

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

Bu dizayn müstəqil hərəkət idarəetmə sistemləri ilə əlaqəli olan çoxlu kabel mürəkkəbliyini aradan qaldırır.

Maşın istehsalçıları azaldılmış panel sahəsi tələbləri, sadələşdirilmiş sənədləşmə və sürətli işə salma prosedurlarından faydalanır.

Texniki xidmət personalı da faydalanır, çünki sürücü və aktuatör vahid sistem kimi işlədikdə diaqnostika xeyli asanlaşır.

Elektrik İnfrastrukturunun Maye Sistemlərə Nisbətən Üstünlükləri

Elektrik aktuatörlərinin tez-tez nəzərdən qaçan üstünlüklərindən biri obyekt infrastrukturudur.

Pnevmatik sistemlər bir aktuatör işləmədən əvvəl geniş dəstək avadanlığı tələb edir.

Bu infrastruktur aşağıdakılardan ibarət ola bilər:

• Hava kompressorları
• Quruducular
• Filtrlər
• Təzyiq tənzimləyiciləri
• Saxlama tankları
• Paylama boruları
• Sızma idarəetmə proqramları

Hidravlik sistemlər də eyni dərəcədə böyük infrastruktur investisiyaları tələb edir.

Bu sistemlər adətən nasoslar, anbarlar, klapanlar, istilik dəyişdiricilər, filtrasiya sistemləri və geniş boru şəbəkələrini əhatə edir.

Elektrik aktuatorları bu tələblərin çoxunu aradan qaldırır.

Güc paylama infrastrukturu əksər sənaye obyektlərində artıq mövcuddur. Elektrik bağlantılarını uzaq yerlərə uzatmaq yeni sıxılmış hava və ya hidravlik şəbəkələrin quraşdırılmasından çox daha asandır.

Bu üstünlük xüsusilə obyektin genişləndirilməsi və modernləşdirilməsi layihələrində önəmli olur.

Mühəndislər sıxılmış hava mövcud olmayan və ya quraşdırılması çox baha başa gələn yerlərdə hərəkət sistemlərini yerləşdirə bilərlər.

Güc və Giriş/Çıxış Əlaqələrinin Anlaşılması

e-Actuator ümumi sənaye avtomatlaşdırma təcrübələrinə uyğun sadə bir kabel çəkmə yanaşmasından istifadə edir.

Güc konnektoru standart 24 VDC idarəetmə gücünü qəbul edir və mövcud sənaye güc sistemləri ilə uyğunluğu təmin edir.

Əksər müasir avtomatlaşdırma platformaları artıq sensorlar, nəzarətçilər, HMI-lər və kommunikasiya avadanlıqları üçün 24 VDC güc arxitekturasından istifadə edir.

Bu uyğunluq sistem inteqrasiyasını sadələşdirir.

Şəkil 3. İnteqrasiya olunmuş nəzarətçi tərəfindən istifadə olunan güc və rəqəmsal I/O pin təyinatları.

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

Çünki aktuator daxili olaraq təchizat gərginliyini referans götürür, xarici cihazlar ümumi elektrik referansını paylaşmalıdır.

Bu əlaqəni anlamaq sistem inteqrasiyası zamanı vacib olur.

Düzgün torpaqlandırma və ümumi referans idarəçiliyi etibarlı işləməyi təmin etməyə kömək edir və elektrik səs-küyü və kommunikasiya problemlərini minimuma endirir.

Elektrik aktuatorlarını Allen-Bradley ControlLogix, Siemens SIMATIC S7 və ya Schneider Modicon Quantum sistemləri ilə birləşdirən mühəndislər quraşdırma zamanı ümumi güc referans təcrübələrini yoxlamalıdırlar.

Elektrik aktuatorlarından ən çox faydalanan sənaye tətbiqləri

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

Lakin bəzi tətbiqlər elektrik aktuator texnologiyasından əhəmiyyətli dərəcədə faydalana bilər.

Nümunələrə daxildir:

• Qablaşdırma maşınları
• Seçib yerləşdirmə sistemləri
• Yığma avadanlıqları
• Elektron istehsal
• Farmaqoloji emal
• Qida və içki istehsalı
• Laboratoriya avtomatlaşdırması
• Yarımkeçirici avadanlıqları

Bu tətbiqlər tez-tez təkrarlanan mövqe təyini, çevik hərəkət profilləri və azaldılmış texniki xidmət tələbləri tələb edir.

Elektrik aktuatorları ənənəvi maye gücü sistemləri ilə çətin əldə edilən üstünlüklər təqdim edir.

İstehsal mühitləri ağıllı fabrik strategiyalarını qəbul etdikcə, elektriklə idarə olunan hərəkət sistemləri əlaqəlilik, diaqnostika, səmərəlilik və əməliyyat görünürlüğü mərkəzli Sənaye 4.0 məqsədlərinə daha çox uyğunlaşır.

Proqram təminatının konfiqurasiyası: Elektrik hərəkətinin praktik olduğu yer

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

Ənənəvi hərəkət nəzarət platformaları tez-tez geniş parametr qurulması, kommunikasiya xəritələşdirilməsi, ox konfiqurasiyası, tənzimləmə prosedurları və proqramlaşdırma bilikləri tələb edir.

e-Actuator platformasının məqsədi əsasən fərqlidir.

Proqram təminatı yüzlərlə hərəkət parametrini göstərmək əvəzinə, yalnız ümumi sənaye tətbiqləri üçün lazım olan parametrlərin konfiqurasiyasına diqqət yetirir.

Bu yanaşma işə salma vaxtını əhəmiyyətli dərəcədə azaldır və elektrik hərəkətinin performans üstünlüklərini qoruyur.

Konfiqurasiya proqramı qoşulmuş aktuator modelini avtomatik tanıyır və yalnız tənzimləmə üçün müvafiq parametrləri göstərir.

Nəticədə mühəndislər mürəkkəb menyularda az vaxt keçirir və maşın performansını optimallaşdırmağa daha çox vaxt ayırırlar.

e-Aktuator Quraşdırma Alətinə qoşulma

Konfiqurasiya SMC tərəfindən təqdim olunan xüsusi e-Aktuator Quraşdırma Aləti ilə həyata keçirilir.

Proqram təminatı inteqrasiya olunmuş nəzarətçidə yerləşən xüsusi M12 konfiqurasiya portu vasitəsilə əlaqə saxlayır.

Əlaqə qurulduqdan sonra proqram təminatı avtomatik olaraq aşkar edir:

• Aktuator növü
• Zərbə uzunluğu
• Nəzarətçi versiyası
• Mövcud iş rejimləri
• Cari parametr parametrləri

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

Çoxlu aktuatorlar quraşdıran maşın istehsalçıları üçün bu imkan işə başlama vaxtını əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər.

İşə salma mütəxəssisləri konfiqurasiyaları tez yoxlaya, parametrləri tənzimləyə və proqramlaşdırma biliyi olmadan əməliyyatı təsdiqləyə bilərlər.

Şəkil 4. e-Aktuator Quraşdırma Alətində mövcud iş rejimləri.

İş Rejimlərinin İzahı

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

Texniki xidmət mütəxəssisləri və maşın operatorları pnevmatik istiqamətverici klapanların necə işlədiyini artıq başa düşürlər.

Bu idarəetmə üsullarını təkrarlayaraq, elektrik hərəkətinin öyrənmə əyrisi əhəmiyyətli dərəcədə kiçilir.

Platforma üç əsas iş rejimi təklif edir.

Tək Solenoid Rejimi

Bu rejim yay geri dönüşlü pnevmatik klapan kimi davranır.

Rəqəmsal giriş aktivləşdikdə, aktuator əmr olunan mövqeyə doğru hərəkət edir.

Siqnal aradan qaldırıldıqda, aktuator avtomatik olaraq ev mövqeyinə qayıdır.

Bu iş rejimi üçün idealdır:

• Hissə atma sistemləri
• Sadə mövqe təyin edən cihazlar
• Sıxma mexanizmləri
• Rədd qapıları
• Yükləmə stansiyaları

Bir çox pnevmatik silindr tətbiqləri bu idarəetmə üsulu ilə birbaşa əvəz edilə bilər.

İkiqat Solenoid Rejimi

İkiqat solenoid rejimi pnevmatik avtomatlaşdırmada geniş istifadə olunan ikiqat solenoid istiqamətverici klapanın davranışını təqlid edir.

Bir rəqəmsal giriş uzanmanı, ikinci giriş isə geri çəkilməni əmr edir.

Aktuator yeni əmr alana qədər mövqeyini saxlayır.

Bu yanaşma daha böyük idarəetmə çevikliyi təklif edir və ənənəvi sənaye maşın dizaynlarına yaxından bənzəyir.

Tətbiqlərə daxildir:

• Transfer sistemləri
• Materialların daşınması avadanlığı
• Avtomatlaşdırılmış yığma stansiyaları
• İndeksləmə mexanizmləri
• Qablaşdırma avadanlığı

Bağlı Mərkəz Rejimi

Bağlı mərkəz rejimi ənənəvi pnevmatik silindrlərin çoxunda mövcud olmayan bir qabiliyyəti təqdim edir.

Genişlənmə və geri çəkilmə mövqelərinə əlavə olaraq aktuator ara mövqeyə hərəkət edə bilər.

Bu, yalnız iki rəqəmsal giriş istifadə edərək üç mövqe nəzarətini mümkün edir.

Konfiqurasiya edilə bilən mərkəz mövqedə dayanmaq imkanı tam servo hərəkət kontrolleri tələb etmədən daha mürəkkəb maşın əməliyyatları üçün imkanlar yaradır.

Tətbiqlərə daxildir:

• Çoxmövqeli hissə idarəsi
• Sıralama sistemləri
• Yoxlama stansiyaları
• Transfer mexanizmləri
• Məhsul mövqe sistemləri

Bu funksionallıq elektrik aktuatorların ənənəvi maye gücü texnologiyalarına nisbətən əsas üstünlüklərindən birini vurğulayır.

Pnevmatik və Servo Nəzarət Arasındakı Fərqi Bağlamaq

İş rejimləri sənaye avtomatlaşdırması boyunca baş verən vacib bir tendensiyanı göstərir.

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

Elektrik aktuatorlar bu keçiddə unikal mövqe tutur.

Onlar pnevmatik silindrlərdən xeyli daha çox funksionallıq təmin edir və tam servo hərəkət platformaları ilə əlaqəli çoxlu mürəkkəbliyi aradan qaldırır.

Bu balans, xüsusi hərəkət nəzarəti biliklərinə malik olmayan müştərilər üçün avadanlıq hazırlayan maşın istehsalçıları üçün xüsusilə cəlbedicidir.

Sadə rəqəmsal əmrlər texniki xidmət işçiləri üçün tanış qalır, eyni zamanda inkişaf etmiş hərəkət profilləri mühəndislik komandaları üçün əlçatandır.

İnteqrasiya olunmuş Hərəkət Profillərinin Üstünlükləri

Pnevmatik silindrlərin ən böyük məhdudiyyətlərindən biri dəqiq hərəkət nəzarətinin olmamasıdır.

Axın nəzarətləri sürətə təsir edə bilsə də, təkrarlanan sürətlənmə və yavaşlama profillərinə nail olmaq çətin qalır.

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

Bu tez-tez aşağıdakıları yaradır:

• Mexaniki şok
• Məhsul zədələnməsi
• Səs-küy yaranması
• Komponentlərin aşınması
• Azaldılmış mövqe dəqiqliyi

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

Kontroller motor çıxışını davamlı olaraq tənzimləyərək bütün hərəkət yolu boyunca nəzarətli hərəkət əldə edir.

Bu, daha hamar işləmə, təkrarlanma qabiliyyətinin yaxşılaşması və avadanlığın ömrünün uzanması ilə nəticələnir.

Yüksək sürətli istehsal mühitlərində təsir qüvvələrinin azaldılması maşın etibarlılığını və məhsul keyfiyyətini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra bilər.

Bu fayda təkcə pnevmatik sistemlərdən elektrik hərəkət texnologiyalarına keçidi tez-tez əsaslandırır.

Sürət, Sürətlənmə və Mövqe Parametrlərinin Konfiqurasiyası

Elektrik aktuatorların maye güclü sistemlərə nisbətən təklif etdiyi ən böyük üstünlüklərdən biri hərəkət xüsusiyyətləri üzərində tam nəzarətin olmasıdır.

Pnevmatik silindrlərlə mühəndislər adətən sürəti təsir etmək üçün axın nəzarət klapanları və tənzimləyici parametrlərini tənzimləyirlər. Bu yanaşma bir çox tətbiq üçün işləsə də, performans yük şəraitindən, hava təzyiqi dəyişikliklərindən və komponentlərin aşınmasından asılı olaraq dəyişə bilər.

Elektrik aktuatorları bu dəyişənləri aradan qaldıraraq hərəkət parametrlərinin birbaşa kontrollerdə təyin olunmasına imkan verir.

Mühəndislər təzyiq və axın məhdudiyyətlərinə güvənmək əvəzinə dəqiq dəyərlər təyin edə bilərlər:

• Sürətlənmə sürəti
• Maksimum hərəkət sürəti
• Yavaşlama sürəti
• Hədəf mövqelər
• Ara mövqelər
• Hərəkət vaxtı

Bu səviyyədə nəzarət istehsal dövrləri boyunca ardıcıllığı əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır.

Hər bir hərəkət kiçik ətraf mühit və əməliyyat fərqliliklərindən asılı olmayaraq eyni profil üzrə gedir.

Şəkil 5. Mövqe, sürət, sürətlənmə və yavaşlama parametrləri quraşdırma proqramı vasitəsilə təyin edilə bilər.

Müasir istehsalda hərəkət profillərinin əhəmiyyəti

Hərəkət keyfiyyəti istehsal sistemləri inkişaf etdikcə getdikcə daha vacib olur.

Köhnə istehsal avadanlıqları tezliklə sürəti hər şeydən üstün tuturdu. Silindr tez uzanıb geri çəkildiyi müddətcə sistem məqsədinə çatırdı.

Bugünkü istehsal mühitləri daha çox tələb edir.

İstehsal xətləri indi həssas məhsulları, yüngül materialları, dəqiq yığmaları və yüksək fərdiləşdirilmiş məhsul variantlarını idarə edir.

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

Proqramlaşdırıla bilən hərəkət profilləri bu problemləri aradan qaldırmağa kömək edir.

Mexaniki dayandırıcılara qəfil dəymək əvəzinə, elektrik aktuatorları tədricən sürətlənə, nəzarət olunan hərəkət sürətini saxlaya və hədəf mövqeyə çatmazdan əvvəl hamar şəkildə yavaşlaya bilər.

Faydalar bunlardır:

• Azaldılmış mexaniki şok
• Aşağı vibrasiya səviyyələri
• Yaxşılaşdırılmış məhsul keyfiyyəti
• Daha uzun maşın ömrü
• Azaldılmış texniki xidmət xərcləri
• Daha yüksək mövqe dəqiqliyi

Bu üstünlüklər xüsusilə elektronika istehsalı, dərman istehsalı, yarımkeçirici istehsalı və avtomatlaşdırılmış yığma əməliyyatları kimi sahələrdə vacib olur.

Mexaniki son dayandırıcılardan kənar konfiqurasiya edilə bilən mövqe təyini

Ənənəvi pnevmatik silindrlər adətən iki sabit mexaniki hədd arasında işləyir.

Əgər fərqli mövqe tələb olunursa, mühəndislər tez-tez mexaniki dayandırıcılar quraşdırmalı, aparatları yenidən dizayn etməli və ya fərqli aktuator zərbə uzunluğu seçməlidirlər.

Elektrik aktuatorları xeyli daha çox çeviklik təmin edir.

Proqram təminatı mühəndislərə aktuatorun fiziki hərəkət hədlərindən asılı olmayaraq əməliyyat mövqelərini təyin etməyə imkan verir.

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

Nümunələrə daxildir:

• Məhsula xas reseptlər
• Çoxsaylı qablaşdırma ölçüləri
• Çevik yığma əməliyyatları
• Avtomatlaşdırılmış dəyişikliklər
• Uyğunlaşan istehsal sistemləri

İstehsalçılar çevik istehsal strategiyalarını getdikcə daha çox tətbiq etdikcə, bu imkan əhəmiyyətli rəqabət üstünlüyünə çevrilir.

İstehsal dövrləri arasında maşınları fiziki olaraq tənzimləmək əvəzinə, operatorlar sadəcə maşın interfeysi vasitəsilə yeni resept seçə bilərlər.

Aktuator avtomatik olaraq yeni konfiqurasiya parametrlərinə uyğun hərəkət edir.

Sənaye 4.0 və Ağıllı İstehsalın Faydaları

Maye gücündən elektrik hərəkətinə keçid geniş sənaye 4.0 təşəbbüsləri ilə sıx bağlıdır.

Müasir fabriklər əməliyyat görünüşü, diaqnostik məlumat və performans analitikası təmin edə bilən əlaqəli avadanlıqlara getdikcə daha çox güvənir.

Pnevmatik silindrlər ümumiyyətlə məhdud geribildirim təklif edir.

Ən yaxşı halda, mühəndislər genişləndirilmiş və geri çəkilmiş mövqeləri müəyyən etmək üçün xarici sensorlar quraşdıra bilərlər.

Elektrik aktuatorları təbii olaraq daha zəngin əməliyyat məlumatları yaradır.

Nümunələrə daxildir:

• Mövqe geribildirimi
• Hərəkət vəziyyəti
• Dövr sayları
• Səhv vəziyyətləri
• Hərəkət vaxtı
• Performans meylləri
• İşləmə tarixi

Bu məlumatlar proqnozlaşdırıcı texniki xidmət təşəbbüslərini dəstəkləyə və ümumi avadanlıq effektivliyini yaxşılaşdıra bilər.

Müasir Sənaye Kommunikasiya Şəbəkələri və Sənaye Hesablama Platformaları ilə inteqrasiya edildikdə, elektrik aktuatorları əlaqəli istehsal mühitlərində dəyərli məlumat mənbələrinə çevrilir.

Enerji səmərəliliyi müqayisəsi: Elektrik və Pnevmatik Sistemlər

Enerji səmərəliliyi elektrik aktuatorlarının qəbul edilməsinin ən güclü arqumentlərindən biridir.

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

Sıxılmış hava yaratmaq üçün böyük miqdarda elektrik enerjisi tələb olunur.

Əlavə itkilər aşağıdakılar vasitəsilə baş verir:

• Sıxılma səmərəsizliyi
• Paylama boru kəməri itkisi
• Təzyiq düşmələri
• Hava sızmaları
• Klapan itkisi
• Çıxış itkisi

Sənaye araşdırmaları tez-tez fabriklərdə istehsal olunan sıxılmış havanın əhəmiyyətli bir hissəsinin faydalı iş görmədiyini göstərir.

Elektrik aktuatorları elektrik enerjisini birbaşa mexaniki hərəkətə çevirir.

Bu birbaşa çevirmə prosesi ümumilikdə daha yüksək sistem səmərəliliyi əldə edir.

Çoxsaylı istehsal xətləri üzrə yüzlərlə aktuator işlədən müəssisələr üçün yığılmış enerji qənaəti əhəmiyyətli ola bilər.

Bu qənaətlər elektrik və pnevmatik texnologiyaların müqayisəsində ümumi mülkiyyət xərclərinin hesablanmasını yaxşılaşdırır.

Texniki xidmət tələblərinin azaldılması

Texniki xidmət məsələləri enerji istehlakından kənara çıxır.

Maye gücü sistemləri etibarlı işləməyi təmin etmək üçün davamlı diqqət tələb edir.

Ümumi texniki xidmət fəaliyyətlərinə daxildir:

• Sızma aşkarlanması
• Sızdırmazlığın dəyişdirilməsi
• Filtrin xidməti
• Təzyiq tənzimlənməsi
• Yağlama idarəetməsi
• Hava keyfiyyətinin monitorinqi
• Hidravlik maye dəyişdirilməsi

Elektrik aktuatorları bu tələblərin çoxunu aradan qaldırır.

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

Etibarlılığa yönəlmiş texniki xidmət proqramlarını həyata keçirən bir çox müəssisə elektrik hərəkət sistemlərini planlaşdırılmamış dayanma və texniki xidmət iş yükünü azaltmaq üçün üsul kimi görür.

Şəkil 6. Hərəkət parametrləri birbaşa aktuatora yazıla bilər, bu da işə salma və gələcək konfiqurasiya dəyişikliklərini sadələşdirir.

Elektrik aktuatorlarının ən böyük dəyər verdiyi sənaye tətbiqləri

Elektrik aktuatorları bir çox pnevmatik silindrləri əvəz edə bilsə də, ən böyük investisiya gəliri çeviklik, dəqiqlik və təkrarlanabilirlik tələb edən tətbiqlərdə olur.

Hər maşın elektrik hərəkətindən eyni dərəcədə faydalanmır.

Sadə itələmə və geri çəkilmə tətbiqləri, yüksək sürətdə fasiləsiz işləyənlər, aşağı ilkin xərclərə görə hələ də pnevmatik texnologiyanı üstün tuta bilərlər.

Lakin idarə olunan yerləşdirmə, məhsul dəyişiklikləri və ya çoxsaylı iş rejimləri tələb edən tətbiqlər tez-tez elektrik həllərindən faydalanır.

Ən uğurlu tətbiqlərdən bəziləri bunlardır:

• Avtomatlaşdırılmış yığma sistemləri
• Qablaşdırma maşınları
• Qutu qablaşdırma avadanlığı
• Məhsul yoxlama stansiyaları
• Robotik transfer sistemləri
• Elektron istehsal xətləri
• Tibbi cihaz istehsalı
• Yarımkeçirici emal avadanlığı

Bu mühitlərdə hərəkət parametrlərini aparat tənzimləmələri yerinə proqram təminatı vasitəsilə dəyişmək əməliyyat üstünlükləri yaradır.

Qablaşdırma Maşınlarının Modernləşdirilməsi

Qablaşdırma avadanlığı elektrik aktuatorlarının tətbiqi üçün ən böyük imkanlardan biridir.

Ənənəvi qablaşdırma sistemləri çox vaxt onlarla pnevmatik silindrlərdən ibarətdir ki, bunlar aşağıdakı işləri yerinə yetirir:

• Məhsul yerləşdirilməsi
• Karton idarəetməsi
• Qapı əməliyyatı
• Hissə rədd edilməsi
• Qutu yüklənməsi
• Etiket yerləşdirilməsi

Məhsul çeşidi artdıqca, istehsalçılar tez-tez uzun dəyişmə prosedurları ilə üzləşirlər.

Qablaşdırma ölçüləri dəyişdikdə mexaniki tənzimləmələr zəruri olur.

Elektrik aktuatorları bu tənzimləmələrin avtomatik baş verməsinə imkan verir.

Dayanacaqları və bələdçiləri əl ilə yenidən yerləşdirmək əvəzinə, operatorlar sadəcə yeni məhsul reseptini seçirlər.

Maşın sonra saxlanılan konfiqurasiya parametrlərinə əsasən aktuator mövqelərini avtomatik tənzimləyir.

Bu imkan dəyişmə vaxtını əhəmiyyətli dərəcədə azaldır və təkrarlanabilirliyi artırır.

Bir çox qablaşdırma OEM-ləri indi elektrik aktuatorlarını Sənaye HMI Sistemləri ilə birləşdirərək maşın əməliyyatını sadələşdirən istifadəçi dostu qurulum interfeysləri yaradırlar.

Avtomatlaşdırılmış Yığma Sistemləri

Yığma əməliyyatları pnevmatik silindrlərin etibarlı şəkildə təmin edə biləcəyindən daha çox mövqe dəqiqliyi tələb edir.

Komponentlər yerləşdirilmə, bağlanma, qaynaq və ya yoxlama prosedurlarından əvvəl dəqiq uyğunlaşmalıdır.

Elektrik aktuatorları təkrarlanan mövqe performansı təqdim edir və dəstəkləyir:

• Komponent yerləşdirilməsi
• Press-fit yığımı
• Bağlayıcı mövqeləndirmə
• Qoşqu quraşdırılması
• Hissə köçürmə əməliyyatları

Mövqe proqram təminatı ilə təyin olunduğundan, mühəndislər məhsullar inkişaf etdikcə hərəkət profillərini asanlıqla dəyişə bilərlər.

Bu çeviklik, paylaşılan istehsal avadanlığında bir neçə məhsul variantı istehsal edən istehsal mühitlərində getdikcə daha dəyərli olur.

Qida və İçki İstehsalı

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

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

Elektrik aktuatorları əlavə üstünlüklər təqdim edir:

• Azaldılmış enerji istehlakı
• Təkmilləşdirilmiş mövqe sabitliyi
• Aşağı texniki xidmət tələbləri
• Sadələşdirilmiş sanitariya prosedurları
• Təkmilləşdirilmiş proses təkrarlanması

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

Maşın Qurucuları və OEM Dizayn Üstünlükləri

Maşın qurucuları mühəndislik səylərini azaltmaq və maşın performansını yaxşılaşdırmaq üçün davamlı təzyiq altındadır.

İnteqrasiya olunmuş elektrik aktuatorları hər iki məqsədə çatmağa kömək edir.

Ənənəvi hərəkət sistemləri tez-tez aktuator istehsalçıları, sürücü satıcıları, kabel təchizatçıları və nəzarət sistemi təminatçıları daxil olmaqla bir neçə təchizatçı arasında koordinasiya tələb edir.

İnteqrasiya olunmuş aktuator platforması bu mürəkkəbliyin çoxunu birləşdirir.

OEM-lər üçün faydalar:

• Azaldılmış komponent sayı
• Sadələşdirilmiş elektrik dizaynı
• Daha sürətli yığma
• Azaldılmış panel sahəsi tələbləri
• Sadələşdirilmiş sənədləşmə
• Qısa işə salma dövrləri

Bu üstünlüklər maşın inkişafı xərclərini əhəmiyyətli dərəcədə azalda və avadanlıq platformaları arasında standartlaşdırmanı yaxşılaşdıra bilər.

Müasir PLC Platformaları ilə İnteqrasiya

Elektrik aktuatorlarının populyarlığının artmasının səbəblərindən biri onların müasir sənaye nəzarət sistemləri ilə uyğunluğudur.

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

Ümumi inteqrasiya platformalarına daxildir:

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

Aktuator nəzarətçisi hərəkət hesablamalarını daxili olaraq idarə etdiyindən, PLC yalnız sadə əmr siqnalları təmin etməlidir.

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

Pnevmatik Sistemlərin Hələ də Məntiqli Olduğu Hallar

Elektrik aktuatorlarının üstünlüklərinə baxmayaraq, pnevmatik texnologiya bir çox sənaye tətbiqləri üçün hələ də çox effektivdir.

Mühəndislər tələbləri obyektiv qiymətləndirməli, yeni texnologiyaların avtomatik olaraq ən yaxşı həll olduğunu düşünməməlidirlər.

Pnevmatik silindrlər aşağıdakı hallarda üstün qalır:

• Çox yüksək dövr sürətləri tələb olunur
• Mövqe dəqiqliyi kritik deyil
• Mövcud hava infrastrukturu mövcuddur
• İlkin xərc əsas narahatlıqdır
• Ətraf mühit şəraiti sərtdir
• Sadə son-to-son hərəkət kifayətdir

Ən uğurlu mühəndislik qərarları yalnız ilkin alış qiymətinə deyil, ümumi həyat dövrü xərclərinə əsaslanaraq verilir.

Bir çox müəssisədə pnevmatik, hidravlik və elektrik hərəkət texnologiyalarının kombinasiyası optimal həll təqdim edir.

Sənaye Hərəkət İdarəetməsinin Gələcəyi

Sənaye avtomatlaşdırmasının gələcəyi ağıllı elektrik hərəkət sistemlərinin artan qəbulunu ehtiva edəcək.

Bir neçə sənaye meyli bu keçidi davam etdirir:

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

İnteqrasiya olunmuş elektrik aktuatorları bu problemlərin çoxunu eyni anda həll edir.

Onlar təkmilləşdirilmiş diaqnostika, proqram təminatı ilə konfiqurasiya olunan əməliyyat, yaxşılaşdırılmış enerji səmərəliliyi və sadələşdirilmiş texniki xidmət təmin edir, eyni zamanda ənənəvi avtomatlaşdırma sistemləri ilə tanış olan texniklər üçün əlçatan qalır.

Kontroller texnologiyası inkişaf etdikcə, elektrik aktuatorlarının tətbiqi daha da asanlaşacaq və daha mürəkkəb imkanlar təqdim edəcək.

Nəticə

Elektrik aktuatorları artıq mürəkkəb servo idarə olunan tətbiqlərlə məhdudlaşmır. SMC e-Actuator platforması kimi müasir inteqrasiya olunmuş həllər göstərir ki, elektrik hərəkəti ənənəvi olaraq pnevmatik sistemlərlə əlaqələndirilən sadəliyi təmin edə bilər və eyni zamanda müasir motor idarəetmə texnologiyasının dəqiqlik, çeviklik və effektivlik üstünlüklərini təqdim edir.

Kontrollerləri birbaşa aktuator yığımı daxilində inteqrasiya etməklə, naqilləşdirmə tələblərini sadələşdirərək və intuitiv proqram təminatı konfiqurasiya alətləri təqdim etməklə, bu sistemlər əvvəlki elektrik hərəkətinin qəbulunu çətinləşdirən bir çox maneələri aradan qaldırır.

Effektivliyin artırılması, texniki xidmətin azaldılması, mövqe dəqiqliyinin yaxşılaşdırılması və istehsal çevikliyinin artırılması üçün çalışan istehsalçılar üçün elektrik aktuatorları ənənəvi maye güc sistemlərinə cəlbedici alternativ təklif edir. Pnevmatik və hidravlik texnologiyalar mühüm sənaye rollarını oynamağa davam edəcək, lakin inteqrasiya olunmuş elektrik hərəkət həlləri növbəti nəsil avtomatlaşdırma sistemləri üçün getdikcə daha cəlbedici seçim olur.