Elektrisk eller pneumatisk?
Energieffektiviteten i automatiske produktionsanlæg afhænger af applikationen, siger Product Manager for pneumatik hos Festo
MASKIN BYGGERI Energieffektivitet får mere og mere fokus, også når det gælder automatiske produktionsanlæg i industrien. Dels giver det et godt image at fremstå som en ”grøn” virksomhed, men først og fremmest drejer det sig om at sænke sine TCO (total cost of ownership) og dermed blive mere konkurrencedygtig.
Hvordan opnår man et energieffektivt anlæg inden for automationsteknologien, så energiforbrug og øvrige omkostninger holdes på et minimum? Den aktuelle applikation skal analyseres nøje, og hver enkelt bevægelse vurderes med hensyn til optimal teknologi – pneumatisk akse eller elektrisk akse. ”I mange applikationer vil en fornuftig kombination af de to teknologier være den energi- og omkostningsoptimale løsning. Man kan således ikke give et generelt udsagn om, hvilken teknologi – pneumatisk eller elektrisk – der er den mest energieffektive løsning”, forklarer Gert Walldorf, Product Manager for pneumatik hos Festo A/S.
Det er altid en individuel vurdering af det enkelte bevægelsesmønster, der er afgørende for valget af den optimale teknologi. Som en af de førende virksomheder inden for automationsteknologien, har Festo derfor valgt at have et meget bredt program inden for begge teknologier. ”Dette sikrer at kunden altid kan få den optimale energieffektive og lønsomme løsning til netop sin applikation” udtaler Gert Walldorf.
Hvornår elektrisk, hvornår pneumatisk?
Elektriske akser er som regel selvskrevne ved komplekse bevægelsesmønstre – præcis og fleksibel positionering, variabel og præcis hastighedsstyring samt styring af accelerations- og decelerationsramper. Grundet det lave energiforbrug under selve bevægelsesforløbet, har de elektriske akser også en fordel ved lange og hurtige bevægelser med korte stop i endepositionen, specielt hvis det er relativt store masser som skal transporteres. I disse tilfælde bruger elektriske akser ofte mindre energi og er totaløkonomisk mere rentable.
Pneumatiske akser/cylindre er ideelle ved simple A til B bevægelser og til applikationer, hvor man har brug for en veldefineret holdekraft. Pneumatiske akser bruger mere energi under selve bevægelsesforløbet, men bruger til gengæld ingen energi under stilstand f.eks. ved spænde-, holde-, gribe- og fikseringsfunktioner. Pneumatiske enheder er kendetegnet ved at de er meget kompakte og lette i forhold til deres ydelse (kraft-/hastighedsforhold).
Det giver indirekte energibesparelse ved mindre maskiner og dermed behov for mindre produktionslokaler. Den lave vægt giver mindre inerti på bevægelige applikationer, hvilket også sparer energi. Den relativt enkle og meget robuste pneumatiske teknologi giver endvidere relativt små projekterings-, investerings-, indkørings- og vedligeholdelsesomkostninger og sikrer derved en rigtig god totaløkonomi.
Overordnet kan man sige:
Jo længere bevægelse, jo mindre kraftbehov i endepositionen og jo kortere stilstandstid i endepositionen, des mere energieffektiv er den elektriske akse.
Jo kortere bevægelse, jo større kraftbehov i endepositionen og jo længere stilstandstid i endepositionen, des mere energieffektiv er den pneumatiske akse.
I praksis er intet, som bekendt, kun sort og hvidt, og meget ofte vil den mest energieffektive løsning være en kombination af pneumatiske og elektriske akser: f.eks. i en 3D-gantry hvor X-aksen og Y-aksen ofte er elektriske akser, hvorimod Z-aksen og dens tilbehør i form af f.eks. drejemodul og griber som regel er en pneumatisk løsning, dels for at holde den bevægelige masse så lav som mulig og dels fordi køretiden i forhold til stilstandstiden her er relativ lille.
Beslutningskriterier
Når kravene til en applikation er kendt i detaljer, kan der udvikles en skræddersyet løsning, som tager højde for ikke blot teknologien, men også de samlede ejeromkostninger (TCO). Dette omfatter anskaffelses-omkostninger, herunder installation og idriftsættelse samt driftsomkostninger til energiforbrug og vedligeholdelse af anlægget.
En vigtig forudsætning for et energieffektivt anlæg er korrekt dimensionering. Dette gælder både for de elektriske og de pneumatiske akser. Festo stiller en række gratis simuleringsværktøjer til rådighed, så man kan simulere og analysere sine bevægelser, og ud fra det nemmere træffe beslutning om den mest velegnede teknologi til opgaven. Alternativt kan Festo tilbyde en komplet færdig håndteringsløsning.
Ofte indgår Festo i et tæt samarbejde med kunden for at vælge den teknologi – pneumatisk/elektrisk/kombineret – som er optimal til applikationen med hensyn til energieffektivitet og totaløkonomi.
-jk
