MITSUBISHI ELECTRIC Changes for the Better
Slovakia
SKEN
SK
SlovenskyAngličtina
Factory Automation
Aktuálne

Blog

Automating the World
Blog
Späť na prehľad
Zdieľať cez
Servopohony

Priemyselné trendy v servopohonoch: vytvorenie novej kvality s Melservo J5 časť 2

08.02.20248 minút čítania

V druhej časti článku o trendoch v odvetví pohonov budú opísané ďalšie výzvy alebo trendy v odvetví pohonov: -Krátky čas podpory zariadení zo strany výrobcov, -Rastúce ceny elektrickej energie, -Prediktívna údržba

Krátky čas podpory zariadení zo strany výrobcov

Obdobie podpory zariadení zo strany výrobcov je problémom pre koncových používateľov, ako aj nepriamo pre systémových integrátorov a výrobcov strojov. Všeobecne sa uznáva, že výrobcovia automatizačných zariadení by mali poskytovať čo najdlhšiu podporu. V priemere po stiahnutí výrobku z trhu väčšina výrobcov podporuje ukončené série približne 10 rokov[1] , čo umožňuje nákup náhradných dielov. Čo sa stane po tomto období? Zvyčajne ide buď o nákladnú výmenu všetkých pohonov v danej aplikácii, alebo o hľadanie použitých dielov na internete, pretože len veľmi malé percento spoločností poskytuje spätnú kompatibilitu novších sérií so staršími[2].


Spoločnosť Mitsubishi Electric sa dlhodobo snaží o spätnú kompatibilitu. Séria MR-J5 je čiastočne spätne kompatibilná so sériou MR-J2S, ktorá sa na európskom trhu objavila pred viac ako 25 rokmi! Úplná kompatibilita MR-J5 s MR-J4 umožňuje jednoduchý prechod zo staršej série na novú. Čo presne táto kompatibilita zahŕňa?


  • Rovnaké rozmery pripojenia motorov a servozosilňovačov
  • Podpora motorov série MR-J4 sériou MR-J5
  • Špeciálna verzia zosilňovača so sieťovým rozhraním SSCNETIII/H (MR-J5-B) používaná v predchádzajúcich sériách pohonov
  • Spolupráca v rámci jednej aplikácie servopohonov staršej série s novšou sériou v režime kompatibility
  • Softvér umožňujúci jednoduchú konverziu parametrov medzi dvoma sériami


    • Spätná kompatibilita série MR-J5 so sériou MR-J4 je zabezpečená na niekoľkých úrovniach: hardvérovej a softvérovej.

Samozrejme, možnosť migrácie nie je všetko, preto sú zariadenia navrhnuté na bezporuchovú prevádzku minimálne 10 rokov (životnosť vyhladzovacích kondenzátorov, komponentov, ktoré najrýchlejšie vykazujú známky bežného opotrebovania) a náhradné diely sú k dispozícii 20 rokov po ukončení výroby série. To spolu so spätnou kompatibilitou umožňuje: 

  • Zníženie prevádzkových nákladov stroja 
  • Skrátenie prestojov 
  • Zvýšená dôvera vo výrobcu dodávajúceho stroje s vysoko odolnými komponentmi

___________________________________________

1 Priemerné údaje z informácií poskytnutých 10 poprednými výrobcami servopohonov dostupných na európskom trhu

2 Len 1 z 10 analyzovaných spoločností zabezpečuje úplnú spätnú kompatibilitu

Rastúce ceny elektrickej energie

V posledných rokoch sme zaznamenali najmä rastúci trend cien elektrickej energie. Takmer každý sa zhodne na tom, že súčasná spoločnosť nemôže fungovať bez elektriny. V dôsledku toho nedávne zvýšenie cien negatívne ovplyvnilo finančnú situáciu priemyselných podnikov. Ako to vyzerá v číslach?

Ako vidieť z grafu, za posledné tri roky sa cena elektrickej energie zvýšila o viac ako 300 % v porovnaní s predchádzajúcimi rokmi3 . Tento trend je diktovaný geopolitickou situáciou, ktorá vedie k zvýšeniu cien surovín, najmä zemného plynu, uhlia a ropy, ktoré sa okrem iného používajú na výrobu elektrickej energie (v Poľsku je podiel fosílnych palív na výrobe elektrickej energie rekordných 85 %4).  

Využívanie neobnoviteľných zdrojov ako hlavnej energetickej suroviny so sebou prináša nepríjemné dôsledky, a to nielen tie zjavné, ktoré súvisia s klímou, ale aj finančné dôsledky pre podniky energetického priemyslu. Prečo?

Spoločnosti pôsobiace v energetickom sektore sú povinné nakupovať a platiť za kvóty EU ETS (systém obchodovania s emisiami Európskej únie), ktorý je kľúčovým prvkom politiky EÚ zameranej na znižovanie emisií skleníkových plynov. Kvóty EU ETS sú typom povolenia, ktoré musia mať spoločnosti v EÚ, aby mohli legálne vypúšťať skleníkové plyny. To je veľmi dôležité v súvislosti s cenami elektrickej energie, pretože nárast cien emisných kvót priamo súvisí s nárastom cien elektrickej energie. Pozrime sa na nasledujúci graf s cenami kvót EU ETS na primárnom trhu.

Pozorné oko si na prvý pohľad všimne podobnosť krivky medzi grafom cien kvót a grafom cien elektriny. Prečo sa venujeme tejto téme? Je to priamy dôkaz toho, že aj po stabilizácii geopolitickej situácie budú ceny elektriny pre trh EÚ naďalej postupne rásť. Klimatická politika EÚ a následné ekologické ciele (projekty ako "Fit for 55") naznačujú, že v najbližších rokoch je opačný trend nepravdepodobný.V posledných rokoch sme zaznamenali najmä rastúci trend cien elektrickej energie. Takmer každý sa zhodne na tom, že súčasná spoločnosť nemôže fungovať bez elektriny. V dôsledku toho nedávne zvýšenie cien negatívne ovplyvnilo finančnú situáciu priemyselných podnikov. Ako to vyzerá v číslach?
Spoločnosti pôsobiace v energetickom sektore sú povinné nakupovať a platiť za kvóty EU ETS (systém obchodovania s emisiami Európskej únie), ktorý je kľúčovým prvkom politiky EÚ zameranej na znižovanie emisií skleníkových plynov. Kvóty EU ETS sú typom povolenia, ktoré musia mať spoločnosti v EÚ, aby mohli legálne vypúšťať skleníkové plyny. To je veľmi dôležité v súvislosti s cenami elektrickej energie, pretože nárast cien emisných kvót priamo súvisí s nárastom cien elektrickej energie. Pozrime sa na nasledujúci graf s cenami kvót EU ETS na primárnom trhu.

Ako sa teda brániť proti zvyšovaniu cien?

Boj proti zvyšovaniu cien a energetickej politike je náročný, ale je možné znížiť množstvo spotreby elektrickej energie použitím energeticky účinných zariadení. Príklad systému umožňujúceho zníženie množstvo dodávanej energie je spoločný systém jednosmernej zbernice MR-J5D, ktorý bol spomenutý v predchádzajúcich kapitolách tohto článku.

Servopohony pracujúce v rámci spoločnej zbernice jednosmerného prúdu podliehajú javu rekuperácie energie, t. j. spätnému získavaniu mechanickej energie, ktorá vzniká pri brzdení pohonu (napr. pri vertikálnom klesaní). Táto rekuperovaná energia sa potom rozdeľuje medzi ostatné pohony pracujúce v servopohone. V štandardných riešeniach sa energia generovaná počas rekuperačného brzdenia stráca vo forme tepla na brzdových rezistoroch.

Pohony MR-J5D umožňujú ušetriť až 70 %5 elektrickej energie spotrebovanej na prevádzku servopohonov v závislosti od typu aplikácie, v ktorej sa používajú. V kombinácii s vysoko účinnými servomotormi (priemerná účinnosť 90 % v rozsahu výkonov od 0,1 do 2 kW) z radu HK môžu náklady na napájanie systému pohonu a jeho prevádzku klesnúť niekoľkonásobne.

Nižšie uvedená schéma znázorňuje štruktúru pohonných systémov MR-J5D:

___________________________________________

3 V prvých štvrťrokoch 2023 bola priemerná cena za MWh 820,57 PLN, zatiaľ čo priemerná cena za rok 2020 bola 252,69 PLN, čo predstavuje nárast o 325 %. Údaje pre poľský trh.

4: Údaje za rok 2022, zdroj: "Transformácia energetiky v Poľsku, vydanie 2023", správa Forum Energii

5: Zdroj: Buryło: "Krakov, 2023, Technická univerzita v Krakove.

Prediktívna údržba

Umelá inteligencia v širšom zmysle slova je téma, ktorá sprevádza každého už najmenej rok. Ťažko nájsť človeka, ktorý by nepočul o ChatGPT alebo iných nástrojoch založených na umelej inteligencii, ktoré pomáhajú pri každodenných úlohách nielen v práci, ale aj v osobnom živote. Kde možno nájsť umelú inteligenciu v priemyselnej automatizácii? Väčšina ľudí pravdepodobne poukáže na zložité distribuované systémy založené na výkonných serveroch a cloud computingu. To však nemusí byť nevyhnutne pravda. Umelú inteligenciu možno využiť aj v menších aplikáciách a implementovať ju do štandardných zariadení, ako sú priemyselné roboty, meniče alebo servopohony.

Maisart (umelá inteligencia spoločnosti Mitsubishi Electric vytvára najnovšiu technológiu) je technológia umelej inteligencie spoločnosti Mitsubishi Electric, ktorá sa používa v mnohých automatizačných zariadeniach. Vynikajúcim príkladom jej implementácie je funkcia prediktívnej údržby - Machine Diagnosis Function inštalovaná v zosilňovačoch série MELSERVO J5. S jej využitím je možné aplikovať prediktívny prístup nielen na prvky pohonného systému, ale aj na pripojenú mechaniku - guľové skrutky, remeňové pohony a mechanické prevody.

Funkcia diagnostiky stroja umožňuje používať servopohon nielen ako výkonný prvok aplikácie, ale aj ako jej pokročilý snímač. Servopohon má schopnosť preskúmať aktuálny stav a predpovedať počiatočné príznaky poruchy mechanických prvkov na základe odhadovaných hodnôt trenia a vibrácií v prípade guľových skrutiek alebo zmien napnutia remeňa v prípade remeňových pohonov.

Použitie týchto funkcií výrazne znižuje prestoje vo výrobných zariadeniach pri veľmi nízkych nákladoch, pretože každý pohon série MR-J5 je nimi štandardne vybavený. Umelá inteligencia sa často spája so zložitými algoritmami, ktorých implementácia si vyžaduje tím odborníkov. Maisart v servopohonoch pomocou algoritmov strojového učenia tento problém odstraňuje. Nastavenie a aktivácia funkcie trvá doslova niekoľko minút a zložitosť procesu sa končí nastavením niekoľkých parametrov priamo v servozosilňovači.

Funkcia strojovej diagnostiky môže byť prvým krokom vo vývoji výroby smerom k Priemyslu 4.0 - smerom, ktorým sa skôr či neskôr bude musieť vydať každý výrobný podnik, aby si udržal konkurencieschopnosť6. Pre výrobcov strojov navyše používanie prediktívnych funkcií zvýši dôveru zákazníkov a servisovateľnosť strojov. Vďaka diagnostike strojov možno vopred naplánovať prestoje spojené s výmenou bez toho, aby sa podnik v prípade poruchy vystavil značným stratám.

___________________________________________

[6] Očakáva sa, že veľkosť globálneho trhu s Priemyslom 4.0 dosiahne do roku 2026 165,5 miliardy USD, čo je nárast zo 73,9 miliardy USD zaznamenaných v roku 2022, za predpokladu ročnej miery rastu 20,6 % (rast v rokoch 2021-2022 bol 39,12 %). Zdroj: Eurostat: "Industry 4.0 Market Size, Share & Industry Growth Analysis Report by Technology (Industrial Robots, Blockchain, Industrial Sensors, Industrial 3D Printing, Machine Vision, HMI, AI in Manufacturing, Digital Twin, AGV's, Machine Condition Monitoring) and Geography - Global Growth Driver and Industry Forecast to 2026," Market&Markets.

Zhrnutie

Dúfame, že predložený článok dokázal objasniť smery, ktorými sa strojársky priemysel v súčasnosti uberá. Prechádza neustálym vývojom s cieľom čeliť budúcim výzvam a naša spoločnosť sa vyvíja spolu s ním. Séria MELSERVO J5 bola vytvorená s cieľom poskytnúť zákazníkom Mitsubishi Electric možnosť čeliť súčasným trendom a výzvam a osvojiť si tie, ktoré sa práve začínajú objavovať.

Samozrejme, v jednom článku nemôžeme sprostredkovať všetky funkcie a parametre série. Preto vám odporúčame preskúmať našu produktovú stránku, kde sa dozviete viac o MR-J5 a ďalších servopohonoch z nášho portfólia v časti AC Servos-MELSERVO | Products | MITSUBISHI ELECTRIC Factory Automation.

Tento materiál je súčasťou série "MELSERVO J5 Perfect Match for Your Company". Zostaňte naladení na ďalšie články, v ktorých sa okrem iného dozviete, ako sa vysporiadať s vysokou zotrvačnosťou v aplikáciách, čo presne zahŕňa funkcia Diagnostika stroja, ako navrhovať energeticky úsporné aplikácie a ako optimalizovať náklady na konštrukciu stroja pomocou radu MR-J5.

Témy

Servopohony
  • Domov
  • Aktuálne
  • Blog
  • Priemyselné trendy v servopohonoch: vytvorenie novej kvality s Melservo J5 časť 2
Sledujte nás
tm
© Mitsubishi Electric Europe B.V.