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Sparen Sie nachhaltig Energie

Jetzt Energiekosten & CO2-Emissionen senken

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Möchten Sie Ihre Produktionsprozesse optimieren? Und Energie und CO2-Emissionen einsparen? Dann wird es Zeit von pneumatischen Zylindern auf elektrische Antriebe zu wechseln.

Bereits 2008 hat IAI den effizienten Umgang mit Energie als eines seiner Unternehmensziele definiert und alle Maßnahmen unter dem Begriff „Green Automation“ zusammengefasst.

Dazu gehören, dass IAI Aktuatoren mit möglichst wenig Energieaufwand hergestellt werden und im Produktionseinsatz signifikant weniger Energie als pneumatische Zylinder benötigen. Mit diversen Energiesparfunktionen kann der Stromverbrauch von IAI Aktuatoren sogar noch zusätzlich gesenkt werden.

  1.  Energieverbrauch:  EleCylinder im Vergleich zum Druckluftzylinder

Schaubild über den Energieverbrauch von EleCylinder Aktuatoren im Vergleich zu Pneumatikzylinder.

Die Erzeugung und Verteilung der notwendigen Druckluft für den Betrieb von pneumatischen Zylindern geht mit sehr hohen Verlusten einher, die sich nur begrenzt optimieren lassen. Zudem steigt der Energiebedarf eines Pneumatikzylinders im Vergleich zu elektrischen Zylindern stark an, wenn sich die Auslastung der Produktionsanlage und damit die Zyklusfrequenz erhöht. Der Unterschied im Energieverbrauch wird mit der Anzahl von Arbeitszyklen pro Minute immer größer.

Stromverbrauch bei verschiedenen Auslastungen

Im Praxistest wird der Stromverbrauch eines elektrischen Zylinders mit einem pneumatischen bei einer Auslastung von 10, 20 und 30 % verglichen. Beide Aktuatoren arbeiten jeweils eine eine Stunde lang unter den gleichen Produktionsbedingungen:

Elektrozylinder (EC-S6H)

 

Pneumatikzylinder: Ø 25

  • Hub: 300 mm
  • Nutzlast: 12 kg
  • Geschwindigkeit 375 mm/s
  • Beschleunigung: 0,3 G
  • Dauer: 1 h
  • Fahrzeit eine Richtung: 1 s
 
  • Hub: 300 mm
  • Nutzlast: 12 kg
  • Geschwindigkeit 320 mm/s
  • Luftdruck: 0,4 MPa
  • Dauer: 1 h
  • Fahrzeit eine Richtung: 1 s

  2.  Optionale Energiesparfunktionen

Green Automation

Neben dem geringeren Energiebedarf von elektrischen Zylindern im Vergleich zu Druckluftzylindern kann deren Energieverbrauch durch diverse Energiesparfunktionen noch weiter gesenkt werden.

Diese reduzieren den Energiebedarf während sich der elektrische Zylinder im Stillstand befindet. Sie können aktiviert oder deaktiviert werden.

✅ Energiesparstopp bei Stillstand
Schaubild über die Auswirkungen des Energiesparstopps auf den Stromverbrauch bei EleCylinder Aktuatoren,

Mit der Aktivierung des Energiesparstopps wird bei Stillstand des Aktuators kein Strom verbraucht. Sollte sich während des Stopps durch die Einwirkung äußerer Kräfte wie beispielsweise Vibrationen die Position verändern, fährt der elektrische Zylinder automatisch wieder die Ursprungsposition an.
 

Stromverbrauch eines EleCylinders mit und ohne Energiesparstopp:

Betriebsbedingungen:

  • Zyklus: 30 Sekunden (Einschaltdauer 10 %)
  • Hub: 400 mm
  • Geschwindigkeit 300 mm/s,
  • Nutzlast 10 kg
  • Beschleunigung 0,3 G
  • Zeit für eine Bewegung 1,5 s

Ergebnis:

Der EleCylinder mit normaler Einstellung benötigt 6,7 Wh, mit aktiviertem Energiesparstopp jedoch nur 3,7 Wh, also knapp 45 % weniger Energie.

✅ Stoppmodus: Servo Off Funktion

Durch die Aktivierung der Servo-OFF-Funktion wird nach einer bestimmten
Zeitdauer nach Abschluss der Positionierung der Servoantrieb zur Reduzierung
des Stromverbrauchs automatisch abgeschaltet.

Sobald das nächste Startsignal für die Positionierung gegeben wird, schaltet sich
der Linearantrieb ein und führt den Positioniervorgang aus.

✅ Full-Servo-Funktion für Aktuatoren mit Schrittmotoren (Ausnahme: RCP6 und EleCylinder)

Mit der "Full-Servo-Funktion" kann der Stromverbrauch eines
Schrittmotors beim Stoppen durch Servosteuerung reduziert werden.

Normalerweise wird ständig Strom zugeführt, um den Schrittmotor vollständig
zu stoppen. Durch die Aktivierung der "Full-Servo-Funktion" wird der Strom in
Abhängigkeit von der Nutzlast gesteuert.

Ohne äußere Krafteinwirkung wie beispielsweise beim Anhalten bei horizontaler
Montage, wird dadurch nahezu kein Strom verbraucht.

✅ Automatische Stromabsenkungsfunktion bei RCP6-Serie
Schaubild über die automatische Stromabsenkungsfunktion bei der RCP6-Serie.

Energieeinsparung durch Reduzierung des Stroms während des Positionierungsstopps.

Wenn der Motor nach einem Positionierungsstopps stehen bleibt (ohne äußere Krafteinwirkung), wird der Stromverbrauch nach und nach reduziert, wenn keine externe Krafteinwirkung vorhanden ist und die Position beibehalten werden kann.

Wenn eine externe Kraft einwirkt und der Motor sich bewegt, erhöht diese Funktion schrittweise den Stoppstrom, bis der Stoppzustand wieder beibehalten werden kann. Dadurch wird der Energiebedarf im Stillstand reduziert.

 

 

 

 

 

  3.  Reduktion der CO2 Emissionen

Tabelle mit jährlichem Energieverbrauch und jährlichen CO2 Emissionen von EleCylinder Aktuatoren im Vergleich zu Pneumatikzylinder.

Je häufiger pneumatische Zylinder durch Elektrozylinder ersetzt werden, desto höher sind die Energieeinsparungen und die Reduktion des CO2-Auststoßes.

Im Beispiel sind die Energiekosten und CO2-Emissionen eines EleCylinders im Vergleich zu einem Pneumatikzylinder bei einer Auslastung von 30 % aufgeführt.