Hydraulic Machines: Driving the Rapid Development of Global Industry 4.0

Dalam era digital yang semakin maju, Industri 4.0 sedang secara perlahan mengubah landskap perkilangan global. Ini merupakan pertemuan yang mendalam antara kecerdasan, digitalisasi, dan jaringan, yang membawa kepada peningkatan efisiensi, kualiti yang lebih baik, dan daya saing yang lebih kuat bagi syarikat-syarikat. Di dalam proses ini, mesin hidraulik telah memainkan peranan penting dan penting dalam pendorong perkembangan Industri 4.0.

Perkembangan dan Kepentingan Mesin Hidraulik

Mesin hidraulik, yang terkenal dengan ketepatan tinggi, kecekapan, dan kebolehpercayaan yang tinggi, telah menjadi salah satu peralatan penting dalam proses transformasi dan peningkatan sektor perkilangan. Sebagai peralatan utama dalam bidang pemprosesan dan pembentukan halus, mesin hidraulik tidak hanya berlaku dalam industri-industri tradisional seperti pembuatan kereta, penerbangan, dan elektronik, tetapi juga telah menunjukkan potensi yang besar dalam bidang-bidang baru seperti bahan baru, tenaga halal, dan perubatan bioteknologi.

Dalam struktur tunggal tiang, mesin hidraulik berjaya mencipta tekanan dan pembentukan yang tinggi terhadap bahan kerja yang berbentuk kompleks. Ia digunakan secara luas dalam pelbagai proses seperti pembuatan, pembentukan, pembengkokan, dan penyembuhan logam. Demaman permintaan terhadap peralatan pembentukan yang ketepatan tinggi dan kecekapan tinggi yang semakin meningkat, pasaran mesin hidraulik tunggal tiang dijangka akan berkembang dengan kadar pertumbuhan tahunan lebih daripada 8% dalam tempoh lima tahun akan datang, dan akan mencapai ambilan berbilion dolar Amerika Syarikat menjelang tahun 2027.

Integrasi Mesin Hidraulik dalam Industri 4.0

Dalam era perkilangan yang semakin cerdas, langkah-langkah kritikal telah diambil untuk mengintegrasikan sistem hidraulik ke dalam Industri 4.0. Langkah-langkah ini termasuk penghubung badan eksekutif hidraulik kepada peranti elektronik kawalan digital, dan pemindahan fungsi-fungsi kepada perisian. Semua ciri-ciri teknologi cecair telah disimpan dalam bentuk algoritma dalam perisian, yang secara automatik mengimbangkan kelainan linear dalam teknologi pemacu. Kawalan tipikal seperti kawalan laluan, kawalan kuasa, atau peralihan untuk pensinkronan, seperti dalam mesin tekan, telah diprogram terlebih dahulu.

Dengan kecerdasan tersebar seperti ini, pemacu hidraulik boleh beroperasi secara automatik dan bersesuaian dengan perubahan parameter. Salah satu pemacu utama perkembangan ini ialah Bosch Rexroth. Markus Rukaber, Pengurus Jabatan Penggunaan Mekanikal dan Jualan Jengka Perkakasan dan Kejuruteraan, Bosch Rexroth, berkata: "Kami telah menentukan fungsi hidraulik lalai dalam kawalan yang canggih, jadi pengguna boleh mengkonfigurasi mereka secara langsung." Ini membolehkan penyelesaian hidraulik untuk disambungkan ke talian dengan cepat dan kalibrasi terbaik secara online untuk memenuhi keperluan peribadi.

Pemacu pam berkelajuan berubah telah membuka lebih banyak pilihan dalam bidang kecerdasan tersebar. Mereka menggabungkan kelebihan elektrikal dengan teknologi hidraulik. Siri pemacu Sytronix Bosch Rexroth menghasilkan aliran mengikut keperluan, dan mengurangkan konsumsi kuasa hidraulik tradisional hingga 80%. Bergantung kepada keadaan aplikasi, Sytronix boleh menerima lokasi silinder hidraulik secara langsung, yang mengurangkan kos sistem, meningkatkan fleksibiliti, dan memudahkan proses permulaan.

Bosch Rexroth telah lebih jauh dalam aksen linear yang boleh mengekalkan diri sendiri: komponen silinder hidraulik siap pakai yang dilengkapi dengan litar hidraulik pam berkelajuan berubah sendiri. Silinder hidraulik ini menghasilkan pergerakan linear tanpa haus dan mencegah pembebasan berlebih. Aksen yang boleh mengekalkan diri sendiri boleh dipasang seperti pemacu elektrik. Kabel mesti disambungkan kepada sumber kuasa dan aksen harus disambungkan kepada sistem kawalan. "Aksen ini mempunyai semua fungsi pemacu elektrik sempurna," kata Rukaber. "Mereka juga menawarkan semua kelebihan sistem hidraulik, termasuk tanpa haus dan ketumpatan kuasa tinggi."

Keperluan Asas untuk Standard Terbuka

Semua pakar bersetuju bahawa Industri 4.0 memerlukan protokol komunikasi dan bahasa pengaturcaraan yang standard. Sistem bus tapak semasa telah menghubungkan pelbagai teknologi seperti pemacu elektrikal, hidraulik, dan pneumatik dengan sistem kawalan. Kebanyakan pengeluar mesin telah mengambil langkah ini dan beralih kepada protokol Ethernet masa nyata seperti Sercos, Ethernet IP, dan PROFINET. Rukaber tegas: "Bosch Rexroth bukan sahaja sokong sambungan bus, tetapi juga boleh disambungkan secara masa nyata ke sistem hidraulik melalui pemacu pam berkelajuan berubah dan antara muka kawalan gerak melalui pelbagai port Ethernet. Port Ethernet Bosch Rexroth sokong semua protokol masa nyata semasa seperti Sercos, EtherCAT, Ethernet IP, PROFINET RT, dan VARAN. Oleh itu, sistem kawalan dan sistem yang lebih tinggi boleh mengakses sistem hidraulik sepenuhnya dan membolehkan integrasi sistem, tanpa mengira pengeluar."

Standard terbuka juga merujuk kepada pengaturcaraan. Bahasa PLC berdasarkan IEC 61131 telah menjadi standard untuk kejuruteraan mesin dan peralatan. Industri 4.0 memerlukan lebih banyak. Bosch Rexroth sentiasa menjadi pengeluar kawalan sistem pertama yang meratakan jurang antara automasi dan IT. Teknologi antara muka "Kejuruteraan Terbuka Teras" HERMES yang telah memenangi penghargaan membolehkan sistem kawalan Bosch Rexroth untuk diprogram secara bebas dengan bahasa tinggi. Untuk merealisasikan perkara ini, Bosch Rexroth telah mendedahkan teras sistem kawalannya. Dalam aplikasi awal, pengeluar mesin boleh melangkau pemrograman PLC sepenuhnya, dan menggunakan telefon pintar atau tablet untuk pemulihan, pengoptimuman online, dan diagnosis.

Dengan disambungan Ethernet, semua pilihan untuk diagnosis dan penyelenggaraan jauh boleh dibuka. Semua peranti elektronik kawalan adalah boleh mengenali secara unik. Dengan kebenaran yang sesuai, ahli teknikal boleh mencari maklumat, tanpa mengira kedudukan fizikal dan perubahan parameter. Kecerdasan tersebar juga membuka bidang pemantauan keadaan yang luas. Peranti elektronik menganalisis isyarat sensor, dan perisian memutuskan keadaan semasa sistem hidraulik. Jika nilai pengukuran melebihi kesalahan yang ditentukan, sistem akan memberitahu bahawa keadaan kritikal telah dicapai. Ini memerlukan teknikal pemeliharaan untuk melaksanakan tindakan seterusnya dalam tempoh yang telah dirancang sebelum mesin dimatikan.

Dengan kecerdasan tersebar dan standard terbuka, perisian sistem hidraulik boleh mengesan senario yang berubah, dan secara automatik menyesuaikan urutan pergerakan. Fizik pemacu tidak lagi berperanan untuk sistem kawalan yang lebih tinggi. Sama ada pergerakan elektrikal, elektromekanikal, atau hidraulik tidak penting. Ini bermaksud bahawa, mesin tekan hidraulik boleh membaca data produk RFID, dan boleh menyesuaikan dengan fleksibel kepada kemampuan pencetakan bagi setiap benda kerja, tanpa perlu campur tangan pengendali atau sistem kawalan yang lebih tinggi. Oleh itu, sistem hidraulik dalam bidang automasi serasi dengan elektromekanikal, sesuai dengan keperluan Industri 4.0. Selain itu, ia menyediakan kelebihan fizikal yang unik. Rukaber mengesahkan: "Teknologi hidraulik dengan elektronik, perisian, dan standard terbuka telah bersepadu sempurna dalam konsep Industri 4.0 kini, dan membawa kelebihan fizikal yang unik ke dalam realiti."

Peranan Mesin Hidraulik dalam Industri 4.0

Dalam bidang peralatan pembuatan besar, pengumpulan data proses dan peralatan telah meletak asas untuk penggalian data seterusnya. Data ini harus secara automatik disimpan, dikaitkan, dan dipanggil. Dengan analisis data dan pengalian data, maklumat yang dibalas ke lapisan aplikasi pengeluaran ialah konsumsi kuasa, keupayaan pengeluaran, kadar pembukaan, jumlah pengeluaran, dan pesanan, sedangkan maklumat yang dibalas ke lapisan pemeliharaan peralatan ialah pemeliharaan purba, pemeliharaan syarat, dan pemeliharaan berkala, untuk mengelakkan pemadaman peralatan secara tiba-tiba yang mempengaruhi pengeluaran.

Selain itu, data yang komprehensif dan menyeluruh menyediakan sokongan data untuk pengoptimuman proses, pengoptimuman produk, dan penjimatan tenaga. Selepas ditukar ke lapisan aplikasi, ia menjadi kecerdasan peralatan