适用于液压应用的数字化方案

对于汽车供应商等公司来说，液压机的使用至关重要，他们使用液压机来制造滑动轴承和刹车片。这些压力机在生产区域中占据了很大的空间，并且消耗了相当多的能源。一台液压机的能源消耗每年可能要花费制造商数千欧元。大量这种能源消耗在烧结元件的静态压制过程中。此外，在高负荷下发生移动的区域会造成过度磨损，其中包括液压元件、泵和油本身（用于传递力的介质）。

总部位于奥地利林茨的 LCM GmbH 已开发了一套系统，可以帮助解决这类问题。该公司将该系统与智能传感器技术和倍加福的相应基础设施相结合，创建了一种数字液压方案，通过使用高效的组件可实现对大型压力机进行现代化和优化。

配备数字液压系统的压力机与 “传统”压力机有何不同？Dr. Winkler 解释说：“与传统的控制器（如比例阀和伺服阀）相比，数字阀的阀座设计可防止内部泄漏，从而提高了效率，并显著提高了其对油杂质的抵抗力。”这种类型的数字阀可广泛用于液压驱动技术的应用。“基于这个原因，我们与LCM开发了一种数字液压系统，该系统采用简单的开关阀，结合倍加福传感器技术和基础设施，能够快速精确地调节位置和控制压力，成本非常合理且能耗低。” 这种功能在某些应用中特别有用，在这些应用中压力机必须在几分钟内保持特定的压力，以确保被压的部件质量稳定。

 “为了实现这一目标，该系统从传统操作切换为数字液压操作，主要由充气式液压蓄能器提供。” Winkler 解释道。理想情况下，在四分钟的等待阶段，泵应该完全不运作，这样几乎不消耗能源。在喷射过程中，开关阀的可重复控制至关重要，必须确保将压力的控制精度保持在十分之一巴以内。

通过精确控制开关阀，阀门活塞可以只打开一小部分，仅将非常小量的机油注入液压缸。 “油箱本身配备了倍加福智能超声波传感器，可连续监控油箱的液位并将数据通过 IO-Link 传输至更高层级的控制系统。”奥地利倍加福总经理 Thomas Brezina 补充道。“与此同时，倍加福 PMI F90 测距系统可靠地确定了工作缸的位置，从而实现持续性地加油。”他再次补充道。

油箱本身配备了倍加福智能超声波传感器，可连续监控油箱的液位并将数据通过IO-Link传输至更高层级的控制系统。

Thomas Brezina, 奥地利倍加福总经理

“基于这种位置反馈，阀门能够将压力保持在十分之一巴的范围内，并且位置精度达到微米级。这对于我们和我们的客户而言是一个重要的里程碑，他们可以使用这项技术实现更精确的烧结结果，并降低成本。” Winkler 自豪地说。 

只有在基础设施支持快速数据交换的情况下，才可能进行有意义的状态监控。Brezina 解释说：“将数据直接传输至云端的‘高速公路’的关键部分是倍加福 ICE3 系列 (PROFINET) IO-Link master。” 除了通过 PROFINET 提供实时通信外，它还配备 OPC UA 接口的 IO-Link master，OPC UA 接口是工业4.0应用中非常流行的开放式数据交换标准。BTC12 网关使用此方法与 IO-Link master 通信并将数据传输至云平台。在那里，传感器信息可以在仪表板上进行可视化，用户就可以从世界各地、甚至可以在移动设备上进行访问。此数据还可用于资产管理、状态监控和预测性维护等应用。

通过OPC UA和基于以太网的现场总线协议进行并行、无故障的通信，为实现混合系统开辟了可能性，Brezina 证实，“控制系统可协调所有时间要求敏感的应用和进程，而将受时间影响较小的整体状态数据传输至云端。” MultiLink™ 技术使用户可以同时从控制系统和云端访问设备。

“得益于这种智能交互，我们能够消除现有的数据差异，并将传感器数据直接传输至云端。” Winkler 补充道。从他们与面板弯曲机制造商 Salvagnini 之间卓有成效的合作可以看出，两家公司建立了成功的合作伙伴关系。

得益于这种智能交互，我们能够消除现有的数据差异，并将传感器数据直接传输至云端。

LCM业务部经理 Dr. Bernd Winkler

主机同时将超声传感器和定位系统获得的数据直接传输至可编程的逻辑控制器和云端。“如果超出了预先设定的位置或极限值，则会排出机油，反之亦然。” Brezina 在描述机器内部发生的过程时这样说道。这种调整，也称为增量增加，直到压力再次稳定。在此期间，定位系统将工作缸的当前位置发送至 IO-Link master。MultiLink™ 技术使系统可以通过两种不同的方法同时传输传感器数据。根据无缝连接概念，数据可以通过 PROFINET 传输到控制系统，同时通过OPC UA传输至云端。“例如，这可能是为工业物联网服务的倍加福初创企业 Neoception 定制的云解决方案，” Brezina 补充道。附加的中间边缘网关（如倍加福BTC12）可实现数据适配云端接口，并确保数据传输的安全性。其结果是一个用于数据生成和处理的相互连接的概念。“员工可以使用智能手机或平板电脑随时了解油箱中的油位和压力机的位置，从而实现工厂状态的实时可视化。” Brezina 补充。

“使用生成的数据以及与更高层级系统的连接，我们能够缩小一个重要差异，并有针对性地结合我们的技术。”Winkler 强调道。“无论倍加福传感器技术已经集成到工厂中，还是需要作为一个改造解决方案添加到工厂中，对用户的优势都是显而易见的：数字阀门可以显著提高可靠性并降低能耗，因此提高了液压工厂领域的标准。”

全新的 ICE2（EtherNet/IP）和 ICE3（PROFINET）IO-Link master 系列产品提供的不仅仅是具有实时通信功能的现场总线协议。它们还配备 OPC UA 接口，非常适合基于云的连接。基于Web的配置概念不需要使用附加的软件就可以实现，从而简化了调试，并使 IO-Link master 成为独立应用的优选解决方案，无需更高层级的控制系统。

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