MITSUBISHI ELECTRIC Changes for the Better
Înapoi la sumar
Distribuiți prin
Servomotoare

Tendințe industriale în servo drive-uri: noi standarde cu Melservo J5 Partea 2

14.02.20248 minute de citit

Cea de-a doua parte a articolului privind tendințele din industria drive-urilor va descrie provocări sau tendințe din acest sector: Timpul scurt de suport pentru aceste dispozitive de către producători, Creșterea prețurilor la electricitate, Întreținere predictivă

Timpul scurt de suport pentru aceste dispozitive de către producători

Perioada de suport pentru dispozitive acordată de către producători reprezintă o preocupare pentru utilizatorii finali, precum și, indirect, pentru integratorii de sisteme și producătorii de mașini. Există un consens general asupra faptului că producătorii de dispozitive de automatizare ar trebui să ofere un suport pe o perioadă de timp cât mai lungă. În medie, după ce un produs este retras de pe piață, cei mai mulți producători oferă asistență pentru seriile scoase din uz timp de aproximativ 10 ani1 , permițând achiziționarea de piese de schimb. Ce se întâmplă după această perioadă? În mod obișnuit, vorbim fie de înlocuirea costisitoare a tuturor unităților dintr-o anumită aplicație, fie de căutarea de piese de schimb second hand online, deoarece doar un procent foarte mic de companii asigură compatibilitatea retroactivă a seriilor mai noi cu cele mai vechi2.


Mitsubishi Electric s-a angajat de mult timp să respecte compatibilitatea retroactivă. Seria MR-J5 este parțial retrocompatibilă cu seria MR-J2S, care a apărut pe piața europeană cu peste 25 de ani în urmă! Compatibilitatea completă a MR-J5 cu MR-J4 permite o migrare ușoară de la o serie mai veche la una nouă. Ce presupune mai exact această compatibilitate?

  • Dimensiuni identice de conectare a motoarelor și servoamplificatoarelor
  • Suport pentru motoarele din seria MR-J4 cu ajutorul seriei MR-J5
  • Versiune specială de amplificator cu interfața de rețea SSCNETIII/H (MR-J5-B) utilizată în seriile anterioare de acționare
  • Cooperarea în cadrul unei aplicații a servomotoarelor dintr-o serie mai veche cu una mai nouă în modul de compatibilitate
  • Software care permite conversia ușoară a parametrilor între cele două serii

Compatibilitatea retroactivă a seriei MR-J5 cu seria MR-J4 este asigurată pe mai multe niveluri: hardware și software.

Desigur, posibilitatea de migrare nu este totul, motiv pentru care dispozitivele sunt proiectate pentru o funcționare fără defecțiuni reproiectate pentru o funcționare fără probleme pentru minimum 10 ani (durata de viață a condensatoarelor de netezire, componente care prezintă cel mai rapid semne de uzură normală), iar piesele de schimb sunt disponibile timp de 20 de ani după ce seria este întreruptă. Acest lucru, împreună cu compatibilitatea retroactivă, permite:

  • Reducerea costurilor de operare a mașinii
  • Reducerea timpilor morți
  • Încredere sporită în producătorul care furnizează mașini cu componente durabile

___________________________________________

1Date medii din informațiile furnizate de 10 producători de servo drive-uri de top disponibile pe piața europeană.

2: Doar 1 din 10 companii analizate asigură compatibilitatea retroactivă completă

Creșterea prețurilor la electricitate

În ultimii ani, ne-am confruntat în special cu o tendință de creștere a prețurilor la electricitate. Aproape toată lumea este de acord că societatea contemporană nu poate funcționa fără energie electrică. Prin urmare, recentele creșteri de prețuri au avut un impact negativ asupra situației financiare a unităților industriale. Cum arată în cifre?

După cum se poate observa în grafic, în ultimii 3 ani, prețul energiei electrice a crescut cu peste 300% față de anii precedenți3 . Această tendință este dictată de situația geopolitică, ceea ce duce la creșterea prețurilor materiilor prime, în special a gazelor naturale, a cărbunelui și a țițeiului, care sunt utilizate, printre altele, pentru a produce energie electrică (în Polonia, ponderea combustibililor fosili în producția de energie electrică este de 85%, un nivel record4 ).

Utilizarea surselor neregenerabile ca principală materie primă energetică are consecințe neplăcute, nu numai cele evidente legate de climă, ci și cele financiare pentru companiile din industria energetică. De ce?


Companiile care își desfășoară activitatea în sectorul energetic sunt obligate să achiziționeze și să plătească pentru certificatele EU ETS (Sistemul de comercializare a certificatelor de emisii al Uniunii Europene), un element-cheie al politicii UE de reducere a emisiilor de gaze cu efect de seră. Cotele EU ETS reprezintă un tip de permis pe care companiile din UE trebuie să îl dețină pentru a emite în mod legal gaze cu efect de seră. Acest lucru este foarte important în contextul prețurilor la energie electrică, deoarece creșterea prețurilor la cote este direct corelată cu creșterea prețurilor la energie electrică. Să ne uităm la graficul de mai jos cu prețurile certificatelor EU ETS pe piața primară.

La prima vedere, un ochi avizat va observa similitudinea curbei dintre graficul prețurilor certificatelor de emisii și graficul prețurilor energiei electrice. De ce aducem în discuție acest subiect? Este o dovadă directă că, chiar și după stabilizarea situației geopolitice, prețurile energiei electrice pentru piața UE vor continua să crească treptat. Politica UE în domeniul climei și obiectivele ecologice ulterioare (proiecte precum "Fit for 55") indică faptul că este puțin probabilă o inversare a tendinței în următorii ani.

Deci, cum să vă apărați împotriva creșterilor de prețuri?

Este o provocare să combatem creșterile de prețuri și politicile energetice, dar este posibil să reducem cantitatea de energie de energie electrică utilizată prin utilizarea unor dispozitive eficiente din punct de vedere energetic. Un exemplu de sistem care permite o reducere a cantității de energie furnizată este sistemul comun de magistrale de curent continuu MR-J5D menționat în capitolele anterioare ale acestui articol.

Servo drive-urile care funcționează în cadrul unei magistrale comune de curent continuu sunt supuse fenomenului de regenerare a energiei, adică recuperarea energiei mecanice generate în timpul frânării acționării (de exemplu, la coborârea pe verticală). Această energie recuperată este apoi distribuită între celelalte acționări care funcționează în cadrul ciclului de asistare. În soluțiile standard, energia generată în timpul frânării regenerative este pierdută sub formă de căldură pe rezistoare de frânare.

Drive-urile MR-J5D permit economii de până la 70%5 din energia electrică utilizată pentru funcționarea servoacționărilor, în funcție de tipul de aplicație în care sunt utilizate. Atunci când sunt combinate cu servomotoare de înaltă eficiență (eficiență medie de 90% în intervalul de putere de la 0,1 la 2 kW) din seria HK, costurile de alimentare a sistemului de acționare și de funcționare a acestuia pot scădea de câteva ori.

Diagrama de mai jos prezintă structura sistemelor de acționare MR-J5D:

___________________________________________

3
În primele trimestre ale anului 2023, prețul mediu pe MWh a fost de 820,57 PLN, în timp ce media pentru 2020 a fost de 252,69 PLN, ceea ce reprezintă o creștere de 325%. Date pentru piața poloneză.
4
Date pentru 2022, sursa: Raportul "Energy Transformation in Poland, ediția 2023", realizat de Forum Energii
5
Sursa: A. Buryło: "Evaluation of the impact of regenerative systems on the energy efficiency of servo drives" Cracovia, 2023, Universitatea de Tehnologie din Cracovia.

Întreținerea predictivă

În sens larg, inteligența artificială este un subiect care ne preocupă pe toți de cel puțin un an. Este greu să mai găsești pe cineva care să nu fi auzit de ChatGPT sau de alte instrumente bazate pe inteligență artificială care ajută în sarcinile zilnice nu numai la locul de muncă, ci și în viața personală. Unde poate fi găsită inteligența artificială în automatizarea industrială? Cei mai mulți oameni vor indica probabil sistemele complexe distribuite bazate pe servere puternice și pe cloud computing. Cu toate acestea, acest lucru nu este neapărat adevărat. Inteligența artificială poate fi, de asemenea, utilizată în aplicații mai mici și implementată în dispozitive standard, cum ar fi roboții industriali, convertizoarele de frecvență sau servomotoarele.

Maisart
(engl. Mitsubishi Electric’s AI creates the State-of-the-ART in technology) este tehnologia de inteligență artificială a Mitsubishi Electric utilizată în multe dispozitive de automatizare. Un exemplu excelent de implementare a acesteia este funcția de întreținere predictivă - funcția de diagnosticare a mașinii instalată în amplificatoarele din seria MELSERVO J5. Prin utilizarea acesteia, este posibilă aplicarea unei abordări predictive nu numai la elementele sistemului de acționare, ci și la mecanica conectată - șuruburi cu bile, transmisii cu curele și angrenaje mecanice.

Funcția de diagnosticare a mașinii permite ca servomotorul să fie utilizat nu numai ca element de execuție a aplicației, ci și ca senzor avansat al acesteia. Servomotorul are capacitatea de a examina starea actuală și de a prezice semnele inițiale de defecțiune ale elementelor mecanice pe baza valorilor estimate ale frecării și vibrațiilor în cazul șuruburilor cu bile sau a modificărilor tensiunii curelei în cazul transmisiilor cu curea.

Aplicarea acestor funcții reduce semnificativ timpii morți în instalațiile de producție la un cost foarte scăzut, deoarece fiecare unitate din seria MR-J5 este echipată în mod implicit cu acestea. Inteligența artificială este adesea asociată cu algoritmi complecși care necesită o echipă de experți pentru implementare. Maisart în servomotoare, folosind algoritmi de învățare automată, elimină această problemă. Configurarea și activarea funcției durează literalmente câteva minute, iar complexitatea procesului se încheie cu setarea câtorva parametri direct în servoamplificator.

Funcția de diagnosticare a mașinilor poate fi primul pas în evoluția producției către Industria 4.0 - o direcție pe care fiecare întreprindere de producție va trebui să o urmeze mai devreme sau mai târziu pentru a rămâne competitivă[6]. În plus, pentru producătorii de mașini, utilizarea funcțiilor predictive va crește încrederea clienților și capacitatea de service a mașinilor. Datorită diagnosticării mașinilor, timpii de nefuncționare asociați cu înlocuirile pot fi planificați în avans, fără acauza pierderi semnificative în cazul unei defecțiuni.

___________________________________________

6 Se anticipează că dimensiunea pieței globale a Industriei 4.0 va ajunge la 165,5 miliarde de dolari până în 2026, față de 73,9 miliarde de dolari înregistrați în 2022, presupunând o rată de creștere anuală de 20,6% (creșterea între 2021-2022 a fost de 39,12%). Sursă: "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) și Geography - Global Growth Driver and Industry Forecast to 2026", Market&Markets.

Rezumat

Sperăm că articolul prezentat a reușit să aducă puțină lumină asupra direcțiilor pe care le ia în prezent industria de mașini. Aceasta este intr-o evoluție continuă pentru a face față provocărilor viitoare, iar compania noastră evoluează odată cu ea. Seria MELSERVO J5 a fost creată pentru a le oferi clienților Mitsubishi Electric posibilitatea de a răspunde tendințelor și provocărilor actuale și de a le adopta pe cele care abia încep să apară.

Desigur, într-un singur articol, nu putem transmite toate funcționalitățile și parametrii seriei. Prin urmare, vă încurajăm să explorați pagina noastră de produse, unde puteți afla mai multe despre MR-J5 și alte servomotoare din portofoliul nostru în  AC Servos-MELSERVO | Produse | MITSUBISHI ELECTRIC Factory Automation.

Acest material face parte din seria "MELSERVO J5 Perfect Match for Your Company". Urmăriți-ne pentru alte articole în care puteți afla, printre altele, cum să gestionați inerția ridicată în aplicații, ce presupune exact funcția de diagnosticare a mașinii, cum să proiectați aplicații eficiente din punct de vedere energetic și cum să optimizați costurile de construcție a mașinilor folosind seria MR-J5.


Articole similare


Subiecte

Servomotoare