Geavanceerde Pneumatische Kleppen Sturen Slimmere Automatisering

Evolutie van Pneumatische Kleptechnologie naar Intelligente, Netwerkgeïntegreerde Systemen

Naar mate de automatiseringsindustrie vooruitgaat in de richting van digitale transformatie, denken sommigen dat bewijsleverende productietechnologieën zoals pneumatica "verouderd" kunnen raken. Echter, pneumatische technologieën zoals regelaars blijven evolueren, met inbegrip van sensoren, industriële netwerkinterfaces, draadloze technologie en complexe digitale controlefuncties die automatiseringsapplicaties aanzienlijk kunnen verbeteren door toegang tot slimme, actiegegevens.

Evolutie van Klepbesturingstechnologie

Besturing van pneumatische kleppen en monitoring van cilinderpositie-sensoren werden oorspronkelijk bereikt via discrete bedrading: Elke programmeerbare logische controller (PLC) uitgang was individueel bedraad naar een solenoïdeklep spoel en apart getriggerd, en positie-sensoren op cilinders werden terug bedraad naar de PLC's invoerkaart.

Dit evolveerde tot een praktischere oplossing met de creatie van plug-in kleppen en manifolds. Alle solenoïdeklepverbindingen naar de PLC in/uitvoer (I/O) kaarten konden bereikt worden met een enkele kabel.

Naar mate automatiseringssystemen geavanceerder werden, werd fieldbus (industrieel netwerk) communicatieconnectiviteit prevalenter. Dit betekende dat de PLC niet alleen kleppen kon besturen maar ook sensoren en apparaten kon monitoren, I/O data uitwisselen via één communicatiekabel zonder lokale I/O kaarten nodig te hebben. Pneumatische klepmanifolds begonnen van nature zowel fieldbus-interfaces als I/O-mogelijkheden te incorporeren om complete pneumatische kleppakketten te bieden die veelzijdiger zijn en ontworpen om gemakkelijk geïntegreerd te worden met slimme, meer geavanceerde automatiseringsplatforms.

Electropneumatische Controle Optimaliseert Drukregeling

Vooruitgang in kleptechnologie, prestaties en veelzijdigheid maakte een grote sprong vooruit met de integratie van electropneumatische controle-mogelijkheden in de klepmanifold. Zoals gezien met klepmanifolds, werden ook stappen gezet met proportionele regelaars. Nieuwe technologieën stelden deze apparaten in staat om nauwkeuriger te worden bestuurd met digitale signalen en stelden ook de integratie van fieldbus-connectiviteit toe, wat kracht- en drukvorderingen voor het productiesysteem optimaliseerde.

Dit geavanceerde niveau van het combineren van zowel richtings- als drukcontrole verhoogt de waarde en veelzijdigheid van pneumatica voor een breed scala aan automatiseringsapplicaties en stelt grotere, meer nauwkeurige en geoptimaliseerde controle in het productieproces in.

Bijvoorbeeld, Emerson's AVENTICS™ electropneumatische controle wordt gebruikt in lassystemen voor geautomatiseerde productie van motorstarters. Hier wordt een vooraf gemonteerde anker op werkstukpallets getransporteerd, uitgelijnd voor positie detectie, en in positie gebracht voor lassen door pneumatisch aangedreven greppers. Na het lassen brengen additionele greppers de ankers terug naar werkstukpallets die ze naar de volgende productiestap transporteren.

Verbeterde Procesmonitoring en -controle Bieden Nieuwe Kansen

Electropneumatische drukregelaars, gecombineerd met een geavanceerde klepmanifold met geïntegreerde fieldbus-communicatie, optimaliseren de diffusielasprocessen met dynamisch gecontroleerde druk die precies afgestemd kan worden op de applicatie. Tegelijkertijd monitort en documenteert de in de manifold ingebouwde intelligentie alle klepfuncties, de greppers besturend voor een verbeterd niveau van kwaliteitscontrole en procesvervolging.

Een van de belangrijkste doelen van digitale transformatie in productie is het verzamelen van actiegegevens die toelaten meer geavanceerde en geoptimaliseerde controle van elke enkele stap in een productieproces. De intelligentie ingebouwd in pneumatische klepsystemen biedt nieuwe kansen voor die monitoring en controle. Voor een klep gewaardeerd voor een juiste operationele levensduur van 120 miljoen cycli, kan op 100 miljoen cycli een goed ontworpen voorspellend onderhoudssysteem die data vastleggen en gebruiken om ofwel een inspectie en onderhoudsactie uit te voeren of een geautomatiseerde inkoopaanvraag voor een vervangingsapparaat te implementeren voordat de unit daadwerkelijk faalt.

Naar mate pneumatische componenten intelligenter worden, genereren ze additionele datapunten inclusief diagnostiek, gebruiksstatistieken en levensduurdata over de productiesystemen waar ze gebruikt worden. Deze data is het meest waardevol wanneer gebruikt om productiesystemen efficiënter te beheren, energieverbruik te controleren, en uptime te maximaliseren.

Echter, al deze data van intelligente apparaten en subsystemen heeft het potentieel om het machinebesturingsnetwerk te overweldigen en de controleprestaties te beïnvloeden. Sommige pneumatica componentfabrikanten zoals Emerson bieden slimme pneumatische monitoring "gateways" of "hubs" die pneumatische prestatiedata aggregeren en organiseren en deze leveren via separate parallele paden naar fabrieksbeheersystemen. Deze hubs kunnen onafhankelijk zijn van de procesbesturingsarchitectuur, gebruikmakend van OPC UA, MQTT, HTTP, of e-mail paden om waarschuwingen en zowel systeem- als apparaatniveau prestatiedata te leveren.

De voordelen van kritieke diagnostische informatie of sleutel inrichtingsmogelijkheden kunnen moeilijk te realiseren zijn wanneer een pneumatisch klepsysteem hoog in de lucht of diep in een machine gemonteerd is. Bijvoorbeeld, Emerson's AVENTICS Wireless Auto Recovery Module (ARM) Clip biedt gemakkelijke toegang tot de robuuste diagnostiek en inrichtingsfuncties van het AVENTICS Series G3 fieldbus-platform via een mobiele website die gebruikt kan worden op apparaten met Wi-Fi-mogelijkheid zonder app.

Pneumatische klepsystemen ontworpen voor digitale transformatie incorporeren nu functies en technologie die een nieuw niveau van precisiecontrole voor pneumatisch aangedreven actuatoren en applicaties bieden.

Vanwege meer geavanceerde elektronica binnen klepsysteem-besturingsmodules, kunnen ontwerpers nu proportioneel-integraal-differentieel (PID) regelaars voor pneumatische positioneringsapplicaties incorporeren die automatisch nauwkeurige en responsieve correctie op een besturingsfunctie toepassen.

Met deze high-tech pneumatische mogelijkheden is het niet alleen mogelijk om meer nauwkeurige systeem-eindpunt-bewegingsnauwkeurigheid te bieden, maar in combinatie met de PLC is het ook mogelijk om in real-time te schakelen van positiecontrole naar krachtcontrole en bewegingsseries fijn af te stellen voor zeer hoge niveaus van automatisering, productdoorvoer, betrouwbaarheid en herhaalbaarheid.

Slimmere Pneumatische Kleppen voor het Digitale Transformatietijdperk

Pneumatische kleppen zijn stabiel geëvolueerd om OEM's en eindgebruikers in staat te stellen vol gebruik te maken van pneumatische technologie in hun automatiseringssystemen. Daarnaast hebben veel pneumatica technologieproviders hun online configuratie- en besteltools aanzienlijk geüpgraded om het zowel efficiënt als makkelijk te maken om de componenten die machinebouwers nodig hebben op korte doorlooptijden te krijgen.

Deze tools vereenvoudigen wat eens een tijdrovend proces was van het bestellen van meerdere elementen die het klepsysteem vormen – sub-bases, bevestigingen, en elektronica alsook de kleppen zelf – om een complete samenstelling te kopen. Nu maken deze online configuratoren het makkelijk om een klepsamenstelling te bestellen door de fieldbus-interfaces, geïntegreerde I/O-modules en andere functies te selecteren, compleet met CAD-tekeningen als onderdeel van het pakket zonder deelnummers of systeemnuances te hoeven kennen. Deze tools stellen zowel OEM's als eindgebruikers in staat om een complete configuratie in een gecondenseerde en betrouwbaardere inkoopproces te krijgen.

Door de kracht van zowel elektronica als modulaire, high-tech technologie te benutten, bieden pneumatische kleppen als onderdeel van een compleet intelligente pneumatische beweeg- en controleplatform een bewijsleverende, kosteneffectieve en veelzijdige technologie-optie voor een breed scala aan digitale transformatie-initiatieven voor automatiserings- en productietoepassingen.

Dit artikel is geschreven door Marchelle Forish, Product Marketing Manager, Valves and Valve Systems for Fluid and Motion Control bij Emerson, Florham Park, NJ. Voor meer informatie, bezoek hier.