完全适用于工业 4.0: 互联液压

【MFC金属板材成形】有种偏见认为液压在工业 4.0 中是没有一席之地的，因为它不够智能。而事实是，液压早已为未来做好准备。

液压设备几十年来一直都配备有电子元件、传感器、相应的配件和自己的控制系统。长期以来，它的重要性与电子机械驱动装置不相上下，开关式的阀门早已在很多的应用中消失得无影无踪，取而代之的是自给自足的伺服液压轴。目前，我们正经历着一个从传统的、模拟的液压向网络化、数字化的流体技术转变的过程。欧洲的机械制造商正一直不断地推进他们机器的数字化进程，同时也期待着把液压完全加入到这种网络化的环境当中。现在联网的趋势正在向着机器以外的空间延展，这就需要掌握所有能够收集到的数据，并对这些数据进行有意义及安全地整合及评估。

智能互联是关键

以前由钢铁阀门控制完成的任务，现在已经被电子控制器中的分散式智能所取代。当执行元件需要功率时，它根据功率需求来调节泵驱动器的转速。在不需要功率时，它可以把功率降到接近于零的水平。在很多生产流程中，这样的运行模式可以帮助节省耗能。因此，变转速液压系统与定量系统相比能够节约高达 80% 的能耗。当前关于工业 4.0 的讨论显示，对所有必要的功能进行定义是多么重要。只有机械、电子和传感器在不同的制造商处都遵循统一的标准，才有可能实现主动的互联。在未来，并非每个液压机械式压力阀都需要在阀上配置数字电子元件以及与一个控制系统或其它的阀连在一起，只有在真正需要时才这样做。

分散式智能解决方案

分散式智能和开放式接口是未来自动化解决方案的决定性条件。因此，在电子和液压技术中，采用了可以支持所有常用通信协议的多用以太网接口。下一步就是把传感器技术集成在已有的阀体中。这就可以完成很多任务。以状态监控为例，在这里，传感器能够收集关于油的质量、温度、振动和所完成的开关循环数等方面的信息。通过深度学习算法，用户能够在发生故障之前识别出磨损的部件，并进行维护，这是在预防性维护道路上的重要一环。在闭式控制回路中，现今已经采用智能型单轴控制器来控制分散式液压运动。为此，在阀上电子元件中集成了功能强大的运动控制器。它负责在现场进行给定/实际值比较，调整幅度精确至微米。在这里，系统的控制精度完全由测量系统的分辨率来决定。这种无电气柜的运动控制器已经越来越多地被使用在各种不同的行业。

一种带 IAC 控制阀的无电气柜式运动控制器，它完全集成在阀上电子元件中。它可以通过开放式接口实现完全的联网，如同一个自带分散式流体回路的伺服液压轴。在这种安装即用的轴中，由泵、阀和油缸组成一个组件，机器制造商仅需为其接上电源和控制通信电缆即可。

即插即用式液压

在未来，阀将会被表现最佳的控制器取代，即使阀从前被认为是驱动必不可少的元素。电动驱动器仅通过泵驱动器的转速来定位油缸。如此一来，液压减速器原则上完成了与电子机械式线性驱动器同样的工作：它将电驱动器的回转运动转换成线性运动，同时还具有所有液压的优点。在接下来的自给自足线性轴的发展阶段，这种进步将更加明显。它们将形成带有自己的、高度集成流体回路的、安装即用型油缸组件。因此，机器不再需要用于驱动这种轴的中央液压动力站。这种自给自足轴可以如同电驱动器一样进行连接，仅需一条动力电缆以及与机器控制系统的数据连接。在设备调试工作中，使用在电驱动器时一样的软件工具。调试人员不再需要拥有深入的液压知识，因为他仅需把预编程的功能在机器操作面上进行参数化即可。

采用 3-D 打印的新设计

在新的材料和加工技术领域，采用 3-D 打印的型芯铸造的阀或者直接打印的阀在工作中能够节约大量的能耗。在采用闭式模具制作型芯时，必须在型芯设计中充分考虑到型芯模具的可分性，但是现在采用打印的型芯已经没有这种必要。比如，可以设计出一种阀通道，使压力损失更低，并且改善能耗平衡。在一个流量为每分钟 10,000 升的阀中，由于这种流动阻力的减少能够减少高达 10% 至20% 的运行成本。