Energetická hospodárnost je určujícím faktorem udržitelného rozvoje průmyslové výroby. Podle definice zmíněné například v normě ISO 50 001 je energetická hospodárnost koncepcí související s energetickou účinností, užitím energie a spotřebou energie. Cesta k jejímu dosažení je systematický proces uplatňovaný v celém výrobním cyklu, počínajícím návrhem výrobních zařízení.
Stlačený vzduch je médium, které se podílí přibližně 20 % na celkových nákladech za energie. To jistě není malé číslo, a proto zvýšení hospodárnosti znamená nemalé finanční úpory a je důležitým příspěvkem k dosažení klimatické neutrality. A jaké jsou možnosti snížení nákladů?
Od důležitých rozhodnutí k snadno realizovatelným opatřením Pro většinu průmyslových zařízení je typický provozní tlak mezi 0,6 a 0,7 MPa. Pouhým snížením tlaku na 0,5vMPa však mohou provozy snížit spotřebu energie až o 15 %, zatímco snížení tlaku na 0,4 MPa nabízí úsporu až 29 %. Samozřejmě, nižší provozní tlak má vliv na sílu a dynamiku pneumatických pohonů. Na druhou stranu, pohony ve většině horizontálních aplikací mohou pracovat s nižším přívodním tlakem, protože často pracují bez zátěže, působí pouze proti tření, nikoli proti síle. Ve vertikálních aplikacích však může být situace jiná, protože tlak ve válci musí překonat tlak zátěže. Tyto aplikace bývají kritičtější a obvykle vyžadují specifické úvahy, aby pohon splnil svůj zamýšlený cíl. Snížení tlaku na 0,4 MPa ve vertikálních aplikacích může vyžadovat použití pohonu s větším průměrem, aby byla zajištěna požadovaná síla. Pokud je použití většího průměru problémem z důvodu nedostatku místa, mohou SMC multiplikátory tlaku řady VBA zajistit požadovanou úroveň tlaku v této místní části aplikace, aniž je nutné zvyšovat tlak v mnohem větším obejmu celého rozvodu. Jako poznámku lze uvést, že pokud práce při tlaku 0,4 MPa vyžaduje větší průměr válce, úspora spotřeby vzduchu v dalších místech vyváží dodatečné náklady, jak vidíme z realizací, které specialisté oddělení Zákaznických služeb SMC Brno úspěšně pomáhají realizovat v rámci celého Česka.
Použijte, co skutečně potřebujete Cestou, kterou společnost SMC usiluje o udržitelnou výrobu, je také vývoj a výroba účinnějších alternativ pohonů pro nižší spotřebu energie. Jsme přesvědčeni, že kompaktnější a lehčí zařízení s vysokou životností jsou cestou vpřed pro ty, kteří hledají mimořádně účinná řešení. Méně materiálu znamená lehčí stroje a nižší přepravní náklady. A i když samozřejmě nelze tvrdit, že lehčí a menší se vždy projeví menší spotřebou vzduchu, montáž takových komponent na pohyblivé části stroje se může projevit menší spotřebou energie. Pro představu rozdílu mezi válcem podle normy ISO a jeho alternativou uveďme jeden příklad: ve srovnání s ISO válcem SMC řady C96-C (průměr 50 mm, zdvih 100 mm) je délka alternativního válce řady JMB o 18 % kratší, šířka je o 9 % menší, a co je zásadní, hmotnost je o 39 % nižší. Řešení se nabízí i pro výroby, kde není celkové snížení tlaku na hodnotu 0,4 MPa aktuálně realizovatelné. Pozoruhodné je, že je možné dosáhnout úspory spotřeby vzduchu díky použití středních velikostí průměrů válce. To jsou průměry, jejichž hodnota nespadá do průměrů válců uvedených normou ISO. Například pro pohyb obrobku o hmotnosti 37 kg je zapotřebí pneumatický válec s průměrem 43 mm nebo více (při tlaku 0,5 MPa). Dříve by byl nejbližší možností běžný válec o průměru 50 mm, protože další nejmenší velikost, 40 mm, nemá dostatečný výkon. Zmíněné válce řady JMB, které se nabízejí i v průměru 45 mm, mají k dispozici dostatečný výkon a zároveň dochází každým zdvihem k úspoře vzduchu díky snížení spotřeby vzduchu o 0,4 l (ANR) ve srovnání s variantou 50 mm. To celkově znamená 18% úsporu stlačeného vzduchu. Danou kalkulaci si může snadno každý provést pro svou aplikaci. Můžete k ní samozřejmě využít i konfigurátor z knihovny SMC online nástrojů pro návrh a optimalizaci strojů dostupný na stránkách www.smc.cz v záložce Konfigurátory. Přestože samozřejmě nadále v SMC podporujeme zákazníky rozsáhlou nabídkou pneumatických válců podle normy ISO, postupujeme ve vývoji dalších řad, abychom uspokojili poptávku trhu po kompaktnějších a energeticky úspornějších výrobcích. K úspoře stlačeného vzduchu je možné přispět i dalšími opatřeními, založenými i na základních myšlenkách. Například, je nutné, pokud pneumatický pohon přesouvá břemeno pouze jedním směrem, aby se bez zátěže zasouval zpět do výchozí polohy plným tlakem, a tedy i silou? Většina odpovědí bude znít, že není. Není tedy nic jednoduššího než snížit tlak při zasouvání, a tím i spotřebu válce. Je to jednoduché řešení, místo škrticího ventilu do válce připojíme ventil řady AS-R doplněný o regulátor tlaku. Aby nedošlo ke snížení rychlosti, je vhodné soustavu doplnit o ventily AS-Q do druhého připojovacího závitu válce, který v první fázi pohybu umožní rychlý odfuk části vzduchu a v druhé části zdvihu jej opět omezí pro měkký dojezd na konci zdvihu.
Monitoring a vyhodnocení, prostor pro umělou inteligenci Nové technologie pro měření, sběr a vyhodnocení dat jsou mocným nástrojem pro dosažení energetické hospodárnosti. Musíme ale také zdůraznit, že nenahrazují inženýrský přístup při stavbě a provozu strojů, mezi které se řadí i výše zmíněné příklady. Systémy pro monitoring spotřeby energií pneumatických systémů reagují na aktuální stav a jeho změnu v čase. Přesto je jejich nasazení důležité, protože dokážou mnohem dříve odhalit odchylku systému a tím zamezit plýtvání energií a prostoji stroje. Moderním trendem je i vyhodnocování dat pomocí prvků umělé inteligence, používané dodavateli těchto nástrojů. Úlohou SMC, jako dodavatele prvků pro průmyslovou automatizaci, je nabídnout možnost jednoduchého sběru dat, nezávislého na používaném řídicím systému a použitém nástroji. Proto je SMC průkopníkem bezdrátové komunikace ve svém oboru. Možnost bezdrátové komunikace společně s vestavěným OPC UA serverem mají také jednotky AMS (air management system), představené v jednom z předchozích vydání Technického týdeníku. Praktickou ukázku těchto jednotek, jakož i další příklady, jak dosáhnout energetické hospodárnosti systémů na stlačený vzduch, můžete vidět a slyšet i v rámci Dnů otevřených dveří SMC Brno, které se konají od 10. do 12. října vždy od 9 do 18 hodin v centrále společnosti SMC v Brně — Králově Poli. Více informací se dozvíte na níže uvedených webových stránkách společnosti SMC. Jedině spojením účinnosti a efektivity je možné dosáhnout vysoké a také udržitelné produktivity. Protože nejde pouze dělat nějaké věci. Abychom zachovali účinnost, musíme dělat věci správně. Abychom zachovali také efektivitu a udržitelnost, musíme navíc dělat správně správné věci. /www.smc.cz/
