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Ansteuerleistungsminimiertes pneumatisches Stetigventil

Kontext

Die pneumatische Antriebstechnik steht im starken Wettbewerb mit der elektrischen. Zur Stärkung der Position der pneumatischen Antriebstechnik muss sich diese an den Möglichkeiten des Wettbewerbs messen lassen. Dabei ist besonderes Augenmerk auf die vertikale und horizontale Kommunikation der Komponenten innerhalb der Steuerungsarchitektur zu legen. Die informationstechnische Eignung der Komponenten tritt dabei immer weiter in den Vordergrund. Dies gilt für alle Glieder der gerätetechnischen Kette, ausgehend von Sensoren über die Informationsübertragung und -verarbeitung bis zu den pneumatischen Antriebselementen. Die Informationsübertragung mittels Feldbustechnik ermöglicht die Herstellung von Anlagenmodulen mit dezentraler Intelligenz, die vorab aufgebaut und getestet werden können. In der Gesamtanlage werden diese Module durch die Feldbustechnik untereinander vernetzt. Zur direkten Anbindung der elektromechanischen Umformer an moderne Feldbussysteme stand bisher die Minimierung der elektrischen Leistungsaufnahme im Vordergrund.

Ziele

Im Mittelpunkt dieses Forschungsvorhabens stehen Konzepte und Prinzipien zur Reduktion der pneumatischen Verlustleistung an der erforderlichen pneumatischen Verstärkerstufe, sowie die Feldbusanbindung einer kompletten pneumatischen Achse (Bild 1).

Feldbusanbindung einer fluidischen Achse am Beispiel CAN
Bild 1: Feldbusanbindung einer fluidischen Achse am Beispiel CAN

Hierzu sollen Grundlagen und Konzepte, die einen leckagefreien bzw. -armen Betrieb einer pneumatischen Verstärkerstufe erlauben, erarbeitet werden. Im Gegensatz zu den meisten schaltend betriebenen Achsen ist bei stetig verstellbaren Antrieben ein vermehrter Einsatz von Sensorik, sowie ein Controller zur Regelung der Achse unentbehrlich. Eine Analyse der Leistungsaufnahme aller notwendigen elektrischen und elektronischen Komponenten einer pneumatischen Achse soll den Ansatzpunkt für weitere Leistungseinsparungen aufzeigen.

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