發布日期：2022-04-26 點擊率：54
黑暗的地下室中存在著一些笨重且布滿灰塵的東西，Bosch Rexroth公司的工程副總裁Mark Krieg博士是這樣來描述液壓系統。同時他指出，很長時間以來液壓技術一直沒有什么進步。企業中安裝使用的還仍是老一代模擬信號的液壓元器件，但如果仔細的觀察一下近幾年來液壓技術領域的發展情況就會發現，在液壓技術領域中的傳感器和電氣控制技術也有了新發展。例如在電液聯動中使用了有著與電力驅動裝置相同控制原理的電氣控制組件，從而簡化了液壓系統的聯網。流體技術與數字化技術和智能化的控制調節技術相結合早已不是新鮮事了，因為工業4.0要求元器件和設備應能聯網、相互通信，因此就必須要有開放式的通信接口。
圖1 Cytrobox液壓動力單元中集成了所有在網絡環境中使用時所需的元器件，使它能夠加入到物聯網中工作使用
開放式設計的通信
例如，Bosch Rexroth公司設計的Cytrobox液壓動力單元就是適合于液壓技術領域使用的開放式通信設備。Cytrobox液壓動力單元的外觀就像一個細高的電氣控制柜，設計的功率范圍為7.5 kW～30 kW。它滿足了各種應用的要求，一方面是因為它能與變頻驅動系統、同步驅動系統和小型油箱配套使用，另一方面是因為它帶有在網絡環境中使用所需的一切裝備。另外，動力單元內置的傳感器還能提供當前的液壓油過濾器工況、液壓油液位和驅動系統工作狀況的信息。所有的數據都由驅動調節器進行處理，并經Open Core通信技術協議的接口進一步處理、集成到現代化的機床設備控制方案中去。負責基礎研究和創新開發的Andreas Günder先生說：“聯網使得液壓設備成為工業物聯網中的一個成員，也使得液壓設備的工作狀況和所有的工作參數和數據都更加透明和數字化了。”
來自Krefeld市的Fluitronics公司展示的是另一種聯網方式：智能化是液壓集成塊承擔著與公司的移動驅動技術和物聯網相互連接的聯絡員。Fluitronics公司的技術總經理Thomas Meindorf博士解釋說道：“我們開發了一種移動式液壓系統適用的智能化控制模塊。利用這一模塊可以通過互聯網輕松的獲取移動式液壓系統的數據。這一設計理念源于一份訂單合同的要求：收集垃圾箱的重量數據、并將采集到的數據與垃圾車的控制系統進行比較。” Canbus車載總線系統采集垃圾箱重量數據，并將采集到數據保存在數據記錄器中，然后發送到IoT物聯網的云中。
數據分析
Kraichtal市Argo-Hytos公司的方案實現了數據流的可視化：用切開的油箱展示了怎樣用LED技術表示生產過程中油箱里液壓油油位的高低。將Argo-Hytos公司合適的產品組合在一起使用就可以滿足用戶從產品生產過程開始實施監控、進行預防性維護保養的要求。除此之外，Argo-Hytos公司還有“Quick-Connect”的連接系統，該系統可以讓用戶體會到智能化液壓連接系統的優點。
Klettgau市的Bucher液壓技術公司的電力驅動技術與液壓技術相結合的故障診斷和分析解決方案：Alpha-X顯示器，可以借助于強大的彈簧組件(20 kN)和較大的負載質量(350 kg)，反映出許多機床設備典型的負載曲線，而且可以在監視器上顯示數據記錄儀記錄下來的數據。Bucher公司負責產品投資組合的經理Dierk Peitsmeyer先生解釋說道：“從源頭上利用專業知識的數據分析為最終用戶帶來了更多的附加值，即可以給用戶提供有關設備運行狀況和下一步需要采取的措施等信息。”數據信息的評估分析由Bucher公司的服務器中的診斷測試程序來完成，之后會有專家根據得到的數據分析結果向用戶說明故障分析的結果，給出下一步需要采取的措施。
不同公司研發的液壓系統
Moog有限責任公司推出了自主研發生產的EAS電控靜壓液力驅動系統。該系統使用的液壓泵是直接安裝在液壓控制塊或者液壓缸上的變速液壓泵。系統中的EPU電控靜壓泵有著極為重要的作用：OEM生產廠家、系統集成商或者最終用戶可以利用它實現分布式驅動方案，Moog公司在一臺1.5t重的大型設備中安裝使用了EAS電控靜壓驅動系統作為展品。“展品原則上是一種自主工作的液壓動力軸;它不需要輔助的液壓裝置、冷卻裝置或者過濾裝置。”Moog公司負責泵工程和實驗室設備的Dirk Becher博士工程師說道。“這是一種即插即用的解決方案，用戶只需接上電源就可以直接使用這一系統了。”
Balluff公司最新開發的BMP系列氣動系統清楚地向用戶展示了集成有IO-link接口的智能化定位系統是如何與氣動系統協調工作的。Balluff公司負責工業驅動技術的經理Bernhard Hahn先生說：“我們開發了一種新型位置檢測傳感器。這種位置傳感器可以通過IO-link提供傳感器的工作狀態信息和當前的環境條件信息。”也就是說，簡簡單單的定位系統也進入到工業4.0的時代了，省去了許多輔助的傳感技術。這種電磁式的和非接觸式的、無磨損的傳感器連續不斷的探測著活塞的位置，幾乎兼容各種油缸類型，而且安裝也非常方便、快捷。
早在幾年前Aventics公司就展示過其用于氣動系統‘健康狀況’監控的SMP智能氣動監控器。這一監控系統利用了氣動設備中已經安裝使用的傳感器、對它們提供的信息進行評估分析并對氣動系統的承載情況進行監控、確定氣動緩沖器的當前狀況、提前發現氣動元器件的磨損，然后將評估分析的結果通過像OPC UA這類標準通信接口提供給氣動系統用戶。
之后，該公司被Emerson集團公司收購并作為該集團公司旗下的液壓氣動監控技術公司推出了IIoT工業物聯網和氣動調節技術產品。公司的銷售戰略副總裁Peter Saffe博士解釋說：“智能化解決方案不僅僅意味著只是高端技術領域中的東西。”
實現預防性維護
有更多適合于在氣動液壓領域中使用的智能化解決方案和元器件被研發出來。但，該智能化元器件和解決方案可以應用在哪里呢?預防性維護保養就是第一個、也是非常重要的一個應用領域，因為它可以減少生產設備的停機檢修時間、降低設備維護保養的成本和費用、根據用戶智能化解決方案的具體投資情況，用戶可以很快的收回投資費用。VDMA機床設備制造協會的流體技術專業委員會已經早早的著手從事這方面的工作了，并從2016年起在漢諾威國際會展中以‘預防性維護保養4.0’為題解釋了不同企業智能化維護保養的理念和具體方案。VDMA流體技術委員會的代理主席Peter-Michael Synek先生強調說：預防性維護保養是工業4.0環境中一個非常重要的組成部分。
另外，數字化項目也能為企業開辟新的經營模式，例如Kaeser壓縮機廠提供的壓縮空氣供應服務。而實現壓縮空氣供應技術服務的前提條件就是：智能化的壓縮空氣控制元器件、壓縮空氣設備的實時監控和監控數據的實時分析評估以及切實有效的預防性維護保養方案綜合作用。
在引進、使用各個單獨的智能化元器件、解決方案之前，用戶必須考慮這些智能化元器件、解決方案單獨使用的實際意義有多大。各種智能化解決方案、元器件的集成和使用需要很大的軟件工作量，而且價格也較高。Argo-Hytos公司的首席執行官和VDMA協會流體技術委員會的主席Christian H.Kienzle先生也有類似的見解。他提醒用戶企業要小心謹慎：不要讓自動化技術所需軟件的使用授權費用‘吃掉了’自動化技術帶來的效益。但他也認為更高的自動化程度是有意義的：“對于工業4.0應用和過程控制來講，流體技術領域中的智能化元器件和系統是智能化生產和高效生產、網絡化技術服務、開辟全新的經營模式以及預防性維護保養最重要的‘啟動器’。
