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      工業4.0下的液壓技術

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      結合液壓、電氣工程和開放式通信的網絡化解決方案


      將實際生產的物質世界與信息技術的虛擬世界,融入工業4.0正變得越來越重要。對自動化技術的要求已經明確定義為:分散的智能和自主行為,開放的通訊標準,快速的網絡性能和集成情境的實時性。


      液壓系統與數字控制技術和開放式通信相結合,滿足了這些要求。它還打開了液壓系統的物理優勢,例如高功率密度,模塊化設計或網絡解決方案的魯棒性。

      已經采取了將液壓系統集成到工業4.0中的關鍵步驟:將液壓執行機構連接到數字控制電子裝置,將功能轉移到軟件。流體技術的所有特征已經以算法的形式存儲在軟件中。它們自動抵消了這種驅動技術的非線性。典型的控制器例如從路徑控制到力控制或用于同步的過渡,例如在壓力機中,被預編程。憑借這種分散的智能,液壓驅動器能自主運行,并且適應其參數變化過程。

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      這一發展背后的主要驅動力之一是博世力士樂。早在90年代初,驅動和控制專家就推出了具有分散智能的第一臺電液線性軸(electro-hydraulic linear axes)進入市場。

      快速聯網軟件


      博世力士樂始終堅持這一發展,公司幾十年的實踐經驗已被納入軟件中。博世力士樂機械應用與工程銷售相關產品管理部門負責人Markus Rukaber表示:“我們在一流的控制器中預先定義了默認的液壓功能,因此用戶可以直接配置它們?!边@可以使液壓解決方案在線快速聯網和最佳校準,以滿足個性化要求。


      分散智能驅動


      變速泵驅動器在分散的智能領域開辟了更多的選擇。它們將電氣工程的優點與液壓技術相結合。力士樂的Sytronix系列驅動器根據需要產生流量,并將傳統解決方案的液壓功耗降低到80%。根據應用情況,Sytronix可以直接接收液壓缸的定位,這降低了系統成本,增加了靈活性并簡化了啟動過程。


      力士樂在 self-sustaining linear axes 更進一步:這些現成的液壓缸組件配有變速泵自身的液壓回路。液壓缸產生無磨損的線性運動,并防止過載。Self-sustaining axes 可像電驅動一樣的安裝。電纜必須連接到電源并且軸應連接到控制系統?!斑@些軸具有純電動驅動器的所有功能,”Rukaber說。 “他們還提供液壓系統的所有優點,包括無磨損,高功率密度?!?/p>

      開放標準的基本要求


      所有專家都同意,工業4.0需要標準化的通信協議和編程語言?,F有的現場總線系統已經將諸如電力驅動,液壓和氣動的各種技術與控制系統相連接。許多機器制造商已經采取了這一步,并切換到實時以太網協議,如sercos,以太網IP和PROFINET。


      Rakaber強調:“力士樂不僅支持總線連接,還可以通過變速泵驅動器和運動控制器的多以太網接口實時連接到液壓系統。力士樂的多以太網接口支持所有當前的實時協議,如Sercos,EtherCAT,Ethernet IP,PROFINET RT和VARAN。 因此,控制系統和更高的系統可以完全訪問液壓系統,并允許系統集成,無論制造商如何。


      開放標準也是指編程。根據IEC 61131的PLC語言已經成為機械和設備工程的標準。工業4.0需要更多。力士樂一直是第一個控制系統制造商,彌合了自動化與IT之間的差距。HERMES獲獎的“開放核心工程”接口技術允許力士樂控制系統以高級語言獨立編程。 為了實現這一點,力士樂揭示了其控制系統的核心。 在初始應用中,機器制造商完全跳過PLC編程,并使用智能手機或平板電腦進行啟動,在線優化和診斷。


      遠程診斷和狀態監控


      通過以太網連接液壓可解鎖所有遠程診斷和遠程維護選項。所有控制電子設備都是唯一可識別的。通過適當的授權,技術人員可以查詢數據,而不管其物理位置和參數的變化。


      分散式智能也開辟了狀態監測的廣闊領域。電子設備分析傳感器信號,軟件決定液壓系統的當前運行狀態。如果測量值超過限定的誤差,則系統會警告達到臨界狀態。這要求維護技術人員在機器關閉之前所計劃的窗口中執行接下來的操作。


      控制系統驅動物理學


      通過分散的智能和開放標準,液壓系統的軟件可以檢測變化的情景,并自動調整運動順序。驅動物理學不再為更高的控制系統發揮作用。運動是電動還是機電還是液壓無關緊要。這意味著例如,液壓機站可以讀取RFID產品數據,并且可以靈活地調整對各個工件的沖壓能力,而不需要操作者或更高的控制系統進行干預。


      因此,液壓系統在自動化方面與機電相匹配,符合工業4.0的要求。 此外,它提供獨特的物理優勢。 Rukaber證實:“液壓技術與電子,軟件和開放標準結合在一起,在當今工業4.0概念中完美融合,并將其獨特的物理優勢帶入了現實?!?/p>


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