Servo Electric Cylinder vs. cylinder hydrauliczny vs. cylinder pneumatyczny - porównanie wydajności

1. Komponenty

Siłowniki

Z perspektywy elementów siłownika systemy pneumatyczne polegają przede wszystkim na zaworach elektromagnesu, filtrach, regulatorach ciśnienia i innych elementach pracujących w tandemie z cylindrami. Ich źródłem zasilania jest sprężarka powietrza, a koszt na oś jest stosunkowo niski. Natomiast każda oś w elektrycznym systemie cylindrów wymaga napędu serwomechanizmu jako jednostki mocy wyjściowej. W związku z tym koszt sprzętu serwotelowego elektrycznego i systemów napędowych jest wyraźnie wyższy.

Urządzenia kontrolne

Pod względem komponentów kontrolnych zarówno systemy serwomechanizmu pneumatycznego, jak i elektrycznego serwomechanizmu wymagają PLC lub innych kontrolerów. Systemy pneumatyczne wykorzystują przekaźniki do kontrolowania zaworów elektromagnesu, a dodatkowe czujniki są potrzebne do złożonej kontroli ruchu. Elektryczne systemy cylindrów mogą jednak osiągnąć różne funkcje ruchu bezpośrednio za pośrednictwem napędów serwo bez konieczności dodatkowych komponentów kontrolnych.

2. Projektowanie systemu

Sprzęt komputerowy

Systemy pneumatyczne obejmują więcej komponentów, dzięki czemu system jest bardziej złożony, co powoduje wyższy czas i koszty projektowania sprzętu. Z drugiej strony elektryczne systemy cylindrów mają znacznie prostszą strukturę - sprowadzając tylko cylinder, napęd i kontroler - łatwiej wykonując integrację sprzętową.

Oprogramowanie

Z punktu widzenia aplikacji trudno jest odróżnić wyraźną lukę między nimi, ponieważ w dużej mierze zależy to od konkretnego przypadku użycia.

3. Montaż systemu

Zespół mechaniczny

Systemy pneumatyczne wymagają większego wysiłku instalacji ze względu na większą liczbę zaangażowanych komponentów. Oprócz instalacji cylindrów pracownicy muszą również montować zawory elektromagnesu, filtry, regulatory ciśnieniowe, a czasem czujniki. W przypadku cylindrów elektrycznych należy zainstalować tylko sam cylinder (załączniki prętów są takie same jak tradycyjne cylindry), a połączenia zasilania/sprzężenia zwrotnego są wytwarzane za pomocą kabli plug-and-play do napędu.

Okablowanie

Systemy pneumatyczne wymagają okablowania zaworów elektromagnesu, kolektora zaworów i linii zasilania powietrza. Jeśli potrzebne jest sprzężenie zwrotne pozycji, konieczne jest dodatkowe okablowanie czujnika. Elektryczne systemy cylindrów wymagają tylko zasilania silnika i kabli sprzężenia zwrotnego.

Szafka kontrolna

Ponadto koszt integracji szaf dla systemów pneumatycznych jest nieco wyższy ze względu na różnorodność komponentów, podczas gdy elektryczne szafki cylindrów wymagają tylko standardowych napędów serwo.

4. Produkcja i operacja

Najważniejsza różnica w produkcji i pracy polega na kosztach zużycia energii . Jak wspomniano wcześniej, cylindry pneumatyczne polegają na sprężonym powietrzu jako pośredniego pożywki, a wyciek powietrza podczas pracy zmniejsza efektywność energetyczną. Cylindry elektryczne jednak bezpośrednio przekształcają energię elektryczną w ruch mechaniczny, co powoduje wyższą wydajność energetyczną.

Obliczenia kosztów energii można odwołać w następujący sposób:

• Koszt energii cylindra pneumatycznego = sprężone zużycie powietrza na cykl × Liczba cykli × Koszt na jednostkę sprężonego powietrza

• Elektryczny cylinder Koszt energii = Zużycie energii na cykl × Liczba cykli × Koszt energii elektrycznej na jednostkę