Energiaadat-kezelés az ipar 4.0-ban
A Festo az ESIMA kutatási projekt keretében energiafüggetlen érzékelőket dolgozott ki partnereivel.

A gyártással foglalkozó vállalatok számára a hatékony energiakezelés kiemelkedő fontossággal bír. A gyártólétesítmények energiafogyasztásának optimalizálása érdekében minden releváns fogyasztási adatot rögzíteni és elemezni kell. Az ESIMA- (Energy-autonomous Sensors and Interaction with Mobile Users; energiafüggetlen érzékelők és interakció nem helyhez kötött felhasználókkal) projekt keretében a Festo az ipari és tudományos területről érkező partnereivel könnyen telepíthető érzékelőkön alapuló energiakezelési koncepciót dolgozott ki. Az energiafüggetlen érzékelők kidolgozása mellett a projekt kulcsfontosságú eleme a megjelenítés, amely az üzemeltetők számára differenciált áttekintést nyújt saját folyamataikról, és ezáltal hozzájárul az ipar 4.0 koncepcióba illeszkedő gyárak létrejöttéhez.

Az energiafogyasztás, például az egyedi munkadarabok esetén, egy olyan összehangolt koncepció segítségével követhető nyomon, amely az érzékelők egyszerű telepítése, az adatrögzítés és a rádiós adatátvitel mellett a vizualizációra is kiterjed. A koncepció döntő előnye, hogy az érzékelők utólag is könnyen telepíthetők a meglévő gyártólétesítményekbe. A gyártási folyamat során minden releváns fogyasztási adatot rögzítenek, beleértve a villamosenergia-fogyasztást (áram, feszültség, teljesítmény) és a sűrítettlevegő-fogyasztást is (nyomás, áramlás). A vezeték nélküli érzékelőrendszerek a környezeti paramétereket, például a hőmérsékletet, páratartalmat és CO2-tartalmat is regisztrálják. Ezután az előzetesen feldolgozott mérési adatokat rádiós adatátvitellel továbbítják egy bázisállomásra.

Sűrítettlevegő-érzékelő rádiós átvitellel

A projekt során a Festo kidolgozott egy sűrítettlevegő-érzékelőt, amely egyszerre méri a levegő nyomását és áramlását, valamint továbbítja az adatot rádión keresztül egy bázisállomásra. Egy integrált turbinagenerátor-egység, amelyet kis mennyiségű sűrített levegő működtet, helyben biztosítja az elektromos eszközökhöz szükséges villamos energiát.

A vezeték nélküli adatátvitel megbízhatósága érdekében a rendszer ismétlődően változtatja az átviteli és fogadási frekvenciákat a más rádiórendszerekkel, például egy már meglévő WLAN-hálózattal történő ütközés megelőzése érdekében (frekvenciaagilis eljárás). Az ESIMA-projekt eredményeit a vezeték nélküli IO-Link kidolgozásában is felhasználják.

Vizualizáció mobil eszközökön

Az összegyűjtött adatokat egy, a projekt keretében kidolgozott internetes alkalmazás segítségével lehet megjeleníteni, így az eredmény megtekinthető mobil eszközökön, például okostelefonokon vagy táblagépeken is. Az adatok bemutatása a felhasználó igényei szerint alakítható. Például egy gépkezelő vizsgálhatja az érzékelők adatait és a gépek állapotát, míg a csoportvezetőt sokkal inkább az energiafogyasztásra és gyártásra vonatkozó statisztikák foglalkoztathatják.

Hatékony energiagazdálkodás

„Az ESIMA eredményei megmutatják, hogyan rögzíthetők az energiaadatok gazdaságosabban és rugalmasabban – mondta Bernd Kärcher, az ESIMA-projekt vezetője a Festo vállalatnál. – Az adatok rögzítése, rádiós átvitele és mobil eszközökön, webes alkalmazáson keresztül történő vizualizációja hatékony energiagazdálkodást valósít meg az ipar 4.0 keretében.”

Az optimalizált energiafogyasztás mellett az ügyfelek a szervizelés terén is élvezhetik a projekt előnyeit. Mivel az érzékelők automatikusan regisztrálják a normál értékektől való legkisebb eltéréseket is, javítások végezhetők a drága gyártási leállások elkerülése érdekében.

Az ipari és tudományos projektpartnerek részvételével zajló kooperatív projektet a német oktatási és kutatási szövetségi minisztérium (BMBF) támogatta az IKT 2020 kutatási program részeként az „Energiafüggetlen mobilitás – megbízható energiafüggetlen rendszerek nem helyhez kötött emberek számára” területén.