結合液壓、電氣工程和開放式通信的網(wǎng)絡化解決方案

將實際生產的物質世界與信息技術的虛擬世界，融入工業(yè)4.0正變得越來越重要。對自動化技術的要求已經(jīng)明確定義為：分散的智能和自主行為，開放的通訊標準，快速的網(wǎng)絡性能和集成情境的實時性。

液壓系統(tǒng)與數(shù)字控制技術和開放式通信相結合，滿足了這些要求。它還打開了液壓系統(tǒng)的物理優(yōu)勢，例如高功率密度，模塊化設計或網(wǎng)絡解決方案的魯棒性。

已經(jīng)采取了將液壓系統(tǒng)集成到工業(yè)4.0中的關鍵步驟：將液壓執(zhí)行機構連接到數(shù)字控制電子裝置，將功能轉移到軟件。流體技術的所有特征已經(jīng)以算法的形式存儲在軟件中。它們自動抵消了這種驅動技術的非線性。典型的控制器例如從路徑控制到力控制或用于同步的過渡，例如在壓力機中，被預編程。憑借這種分散的智能，液壓驅動器能自主運行，并且適應其參數(shù)變化過程。

這一發(fā)展背后的主要驅動力之一是博世力士樂。早在90年代初，驅動和控制專家就推出了具有分散智能的第一臺電液線性軸（electro-hydraulic linear axes）進入市場。

快速聯(lián)網(wǎng)軟件

博世力士樂始終堅持這一發(fā)展，公司幾十年的實踐經(jīng)驗已被納入軟件中。博世力士樂機械應用與工程銷售相關產品管理部門負責人Markus Rukaber表示：“我們在一流的控制器中預先定義了默認的液壓功能，因此用戶可以直接配置它們。”這可以使液壓解決方案在線快速聯(lián)網(wǎng)和最佳校準，以滿足個性化要求。

分散智能驅動

變速泵驅動器在分散的智能領域開辟了更多的選擇。它們將電氣工程的優(yōu)點與液壓技術相結合。力士樂的Sytronix系列驅動器根據(jù)需要產生流量，并將傳統(tǒng)解決方案的液壓功耗降低到80％。根據(jù)應用情況，Sytronix可以直接接收液壓缸的定位，這降低了系統(tǒng)成本，增加了靈活性并簡化了啟動過程。

力士樂在 self-sustaining linear axes 更進一步：這些現(xiàn)成的液壓缸組件配有變速泵自身的液壓回路。液壓缸產生無磨損的線性運動，并防止過載。Self-sustaining axes 可像電驅動一樣的安裝。電纜必須連接到電源并且軸應連接到控制系統(tǒng)?！斑@些軸具有純電動驅動器的所有功能，”Rukaber說。 “他們還提供液壓系統(tǒng)的所有優(yōu)點，包括無磨損，高功率密度。”

開放標準的基本要求

所有專家都同意，工業(yè)4.0需要標準化的通信協(xié)議和編程語言?，F(xiàn)有的現(xiàn)場總線系統(tǒng)已經(jīng)將諸如電力驅動，液壓和氣動的各種技術與控制系統(tǒng)相連接。許多機器制造商已經(jīng)采取了這一步，并切換到實時以太網(wǎng)協(xié)議，如sercos，以太網(wǎng)IP和PROFINET。

Rakaber強調：“力士樂不僅支持總線連接，還可以通過變速泵驅動器和運動控制器的多以太網(wǎng)接口實時連接到液壓系統(tǒng)。力士樂的多以太網(wǎng)接口支持所有當前的實時協(xié)議，如Sercos，EtherCAT，Ethernet IP，PROFINET RT和VARAN。 因此，控制系統(tǒng)和更高的系統(tǒng)可以完全訪問液壓系統(tǒng)，并允許系統(tǒng)集成，無論制造商如何。

開放標準也是指編程。根據(jù)IEC 61131的PLC語言已經(jīng)成為機械和設備工程的標準。工業(yè)4.0需要更多。力士樂一直是第一個控制系統(tǒng)制造商，彌合了自動化與IT之間的差距。HERMES獲獎的“開放核心工程”接口技術允許力士樂控制系統(tǒng)以高級語言獨立編程。 為了實現(xiàn)這一點，力士樂揭示了其控制系統(tǒng)的核心。 在初始應用中，機器制造商完全跳過PLC編程，并使用智能手機或平板電腦進行啟動，在線優(yōu)化和診斷。

遠程診斷和狀態(tài)監(jiān)控

通過以太網(wǎng)連接液壓可解鎖所有遠程診斷和遠程維護選項。所有控制電子設備都是唯一可識別的。通過適當?shù)氖跈?，技術人員可以查詢數(shù)據(jù)，而不管其物理位置和參數(shù)的變化。

分散式智能也開辟了狀態(tài)監(jiān)測的廣闊領域。電子設備分析傳感器信號，軟件決定液壓系統(tǒng)的當前運行狀態(tài)。如果測量值超過限定的誤差，則系統(tǒng)會警告達到臨界狀態(tài)。這要求維護技術人員在機器關閉之前所計劃的窗口中執(zhí)行接下來的操作。

控制系統(tǒng)驅動物理學

通過分散的智能和開放標準，液壓系統(tǒng)的軟件可以檢測變化的情景，并自動調整運動順序。驅動物理學不再為更高的控制系統(tǒng)發(fā)揮作用。運動是電動還是機電還是液壓無關緊要。這意味著例如，液壓機站可以讀取RFID產品數(shù)據(jù)，并且可以靈活地調整對各個工件的沖壓能力，而不需要操作者或更高的控制系統(tǒng)進行干預。

因此，液壓系統(tǒng)在自動化方面與機電相匹配，符合工業(yè)4.0的要求。 此外，它提供獨特的物理優(yōu)勢。 Rukaber證實：“液壓技術與電子，軟件和開放標準結合在一起，在當今工業(yè)4.0概念中完美融合，并將其獨特的物理優(yōu)勢帶入了現(xiàn)實。”