Supapele hidraulice vor beneficia de conectivitate

În prezent, traversăm un proces de tranziție de la hidraulica clasică, analogică la o tehnologie digitală a fluidelor, conectabilă în rețea. În mod special, producătorii europeni de utilaje își digitalizează din ce în ce mai mult conceptele de design ale utilajelor și se așteaptă ca hidraulica să poată fi înglobată perfect în aceste medii conectate. Cu alte cuvinte, vorbind despre nivelul de automatizare, hidraulica se află la egalitate cu acționarea electromecanică. Una dintre caracteristicile esențiale în această privință este integrarea fără probleme a supapelor hidraulice inteligente în diferite topologii de automatizare, prin intermediul unor standarde deschise precum interfețele multi-Ethernet.

Controlerele inteligente cu o singură axă deja reglează de la distanță mișcările hidraulice într-o buclă de control închisă. În plus, electronica on-board a supapei integrează un control performant al mișcării. Acesta realizează la fața locului comparația dintre valorile nominale și cele reale, făcând reglaje cu o precizie de câțiva microni. Calitatea controlului sistemului este determinată exclusiv de rezoluția sistemelor de măsurare. Aceste sisteme pentru controlul mișcării, fără tablou de comandă, sunt utilizate din ce în ce mai mult pe liniile de debitare, în fabricile de hârtie și la mașini-unelte. În plus, există sisteme inteligente de acționare a pompei cu turație variabilă și sisteme inteligente de reglare a pompei. Acestea oferă posibilități complet noi de înlocuire a controlerelor de accelerație, care erau folosite preponderent până acum, cu controlere de cilindree, mai eficiente din punct de vedere energetic. În acest fel, funcțiile îndeplinite anterior de supape acum sunt relocate acum în software.

Producția în masă de senzori pentru sectorul auto sau industria bunurilor de larg consum a redus costurile drastic. Acum, senzorii încep să fie utilizați intensiv în hidraulică. Suntem de părere că integrarea unei astfel de tehnologii a senzorilor în carcasele supapelor existente reprezintă următorul pas. În ceea ce privește monitorizarea stării, senzorii ar putea colecta informații cu privire la calitatea fluidelor, temperatură, vibrații și cicluri de comutare efectuate. Prin intermediul unor algoritmi de deep learning, utilizatorii pot detecta uzura înainte ca aceasta să provoace defecțiuni.

Gradul de libertate în ceea ce privește formele de conectare este limitat deja de cerințe standardelor. În industria hidraulică s-a discutat detaliat, cu ceva timp în urmă, cu privire la subiectul hidraulicii digitale. Abordarea era și este aceea de a controla debitele volumetrice „în trepte” sau „sincronizat”, utilizând strategii single-bit sau multi-bit. În anumite aplicații, acest lucru poate reprezenta un avantaj comparativ cu tehnologia reglabilă continuu.

Întrebarea nu mai este dacă tehnologia supapelor hidraulice va avea de câștigat sau nu de pe urma conectivității. Singura întrebare este când se va întâmpla acest lucru. Discuțiile actuale în jurul subiectului Industria 4.0 demonstrează clar cât este de importantă definirea tuturor funcțiilor și funcționalităților necesare. Conectivitatea și comunicațiile active ar fi posibile numai dacă mecanismele și tehnologia senzorilor ar fi standardizate la nivelul diferiților producători. În viitor, unele supape de presiune mecanico-hidraulice nu vor avea electronică digitală on-board și nu vor fi conectate la un sistem de control sau la alte supape. Un prim pas către conectivitate ar fi un cod QR inscripționat cu informații despre setările producătorului, descrieri funcționale sau informații despre garniturile de schimb. În domeniul materialelor și al tehnologiilor de producție noi, Rexroth are pregătite numeroase inovații. Imprimarea 3D a miezurilor de turnare pentru carcase monobloc sau imprimarea directă reduce considerabil consumul de energie în timpul funcționării supapelor. În trecut, divizibilitatea matriței pentru miezul de turnare trebuia luată în calcul la proiectarea miezului, dar astăzi aceasta nu mai este necesară, datorită imprimării miezului de turnare. Aceasta înseamnă că putem utiliza alte modele de canale, care permit pierderi de presiune mai mici și îmbunătățesc consumul de energie. Pentru o supapă cu debitul de 10 000 l/min, reducerea rezistenței la curgere cu 10 până la 20 de procente micșorează semnificativ cheltuielile de exploatare.

Prin supapele cu controler de axe integrat (IAC), Bosch Rexroth asigură controlul mișcării fără tablou de comandă, complet integrat în electronica supapei. Acesta poate fi conectat complet prin intermediul interfețelor deschise. Același lucru este valabil și pentru axele servo-hidraulice cu propriul circuit de fluid. Pe aceste axe pregătite pentru montare, pompa, supapele și cilindrii formează un ansamblu la care producătorul utilajului nu trebuie decât să conecteze sursa de alimentare și sistemul de comunicații de control. Se utilizează aceleași instrumente de punere în funcțiune și interfețe cu utilizatorul, ceea ce înseamnă că toate tehnologiile de acționare asigură un aspect și un comportament unitare. Dar, chiar și în cazul servovalvelor clasice, încă mai este loc de îmbunătățiri. Noile amplificatoare plug-in cu modulația lățimii impulsurilor pentru supape de distribuție de la Rexroth reduc temperatura de la suprafața conectorilor cu mai mult de 80 de grade, la numai 50 de grade. Acest aspect este deosebit de interesant pentru liniile de debitare, unde rumegușul ușor inflamabil prezintă un pericol de explozie.

În 10 ani, supapele vor permite planificarea mai ușoară, punerea în funcțiune mai confortabilă și funcționarea mai eficientă. În același timp, vor oferi mai multe informații premergătoare unei situații de prezentare în service. Și, dacă service-ul este necesar, este posibil ca supapa să fi comandat deja piesele de schimb.