Rexroth Sytronix. Eficiência Energética na Hidráulica. Veja o vídeo

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1 Rexroth Sytronix Eficiência Energética na Hidráulica Veja o vídeo

2 2 Sytronix Eficiência energética na hidráulica Rexroth Sytronix Potência com eficiência energética e redução de custos Investindo agora no futuro. Como resultado do aumento constante dos custos de energia e da melhoria na relação custo-benefício dos acionamentos elétricos com controle de velocidade, as soluções com variação de rotação da bomba assumem a dianteira.

3 Sytronix Eficiência energética na hidráulica 3 Custo dos acionamentos de velocidade variável Custo 1995 até % Custo de energia Custo de acionamentos de velocidade variável Com os acionamentos de bombas de velocidade variável Sytronix, a Rexroth corta os custos operacionais dos sistemas hidráulicos desde que haja flutuação na vazão. Empregando servoacionamentos inteligentes, o Rexroth Sytronix regula a velocidade e portanto o consumo de potência de motores elétricos de acordo com a demanda. Quanto maior o percentual de operação com carga parcial, maior o potencial de economia. Desse modo, o consumo de energia pode ser reduzido em até 80%. Ao mesmo tempo, a emissão de ruído é reduzida em até 20 db (A). Os gastos com medidas secundárias de redução de ruído diminuem proporcionalmente. O investimento, portanto, é amortizado em poucos anos. Em muitos casos é possível dispensar a refrigeração da unidade hidráulica, pois, devido à redução no consumo de energia, o fluido hidráulico não se aquece excessivamente. Consequentemente, é possível utilizar um design mais compacto, que reduz a complexidade e os custos de aquisição. Além disso, uma vez que nossos acionamentos de bombas atingem uma redução de ruído sustentável, o investimento em medidas secundárias de proteção pessoal é reduzido. A integração nos requisitos de automação torna-se mais fácil e o tempo de comissionamento é menor. 02 Rexroth Sytronix Potência com eficiência energética e redução de custos 04 Maior eficiência energética Menor custo unitário 05 Escalonável em potência e função 06 Acionamentos de bombas de velocidade variável Sytronix FcP 5000 e SvP Bombas para FcP 5000 e SvP Sistema de comando de velocidade variável de pressão e vazão DFEn Vantagens específicas para cada segmento 10 Máquinas operatrizes Eficiente preservação de energia 11 Máquinas transformadoras de plástico Dinâmicas mais altas com consumo reduzido de energia 12 Máquinas de fundição em molde 80 % mais eficiência energética 13 Prensas Sempre a solução mais efetiva 14 Máquinas de processamento de madeira e de fabricação de papel 15 Modernização Rápido aumento de eficiência na produção

4 4 Sytronix Eficiência energética na hidráulica Maior eficiência energética Menor custo unitário O consumo de energia tem um efeito significativo no custo total de propriedade (TCO Total Cost of Ownership) da empresa e do equipamento. Mesmo em máquinas padronizadas, o consumo de energia representa de 20 a 30 % do custo total, sendo que, em aplicações de consumo intenso, este percentual é consideravelmente maior. Com uma economia de energia de 30 a 80%, o investimento em eficiência energética se paga rapidamente. Ao mesmo tempo, o baixo consumo de energia reduz as emissões de CO2, tão prejudiciais ao meio ambiente. Desse modo, ajudamos inúmeras empresas a reduzirem significativamente suas emissões de carbono. Os acionamentos de bombas de velocidade variável Sytronix da Rexroth também contribuem para a redução dos custos operacionais. Além disso, baixam o nível de emissão de ruído das unidades de potência hidráulica em até 20 db (A). Com isso, as complexas e caras medidas de isolação acústica das unidades de potência tornam-se desnecessárias. O Sytronix baseia-se em componentes que são produzidos em massa e que se harmonizam perfeitamente, com alta disponibilidade. As opções de diagnóstico ampliadas destes acionamentos controlados em malha fechada, oferecem opções adicionais para prevenir as custosas paradas de máquina, graças ao monitoramento. Um cálculo que vale a pena: maior eficiência energética - menor custo unitário. Vantagens: Alto potencial de economia de energia Significativa redução dos custos operacionais. Notável redução de ruído De acordo com as diretrizes da UE. Menos medidas secundárias. Esforços de refrigeração claramente reduzidos Menor investimento. Menor necessidade de espaço. Redução do espaço requerido Menor investimento. Menor necessidade de espaço. Componentes hidráulicos e elétricos padronizados Confiabilidade operacional. Alta disponibilidade. Segurança do sistema De acordo com as diretrizes de máquinas. Tecnologia orientada no futuro De acordo com as diretrizes da UE. Facilidade na integração de funções de verificação flexíveis Redução das custosas paradas de máquina.

5 Sytronix Eficiência energética na hidráulica 5 Escalonável em potência e função Os acionamentos de bombas de velocidade variável Sytronix consistem em um amplo kit construtivo com bombas, dispositivos de comando, motores e software, que atendem a uma grande variedade de requisitos. Dependendo das características e dos valores do ciclo, os acionamentos de bombas de velocidade variável Sytronix alcançam em muitas aplicações uma economia de energia de até 80%. Sytronix FcP 5000 Desempenho básico DFEn 5000 Desempenho avançado Dinâmica básica Precisão básica Eficiência energética Dinâmica avançada Desde o estágio de engenharia, a Rexroth dá suporte aos fabricantes de máquinas, no dimensionamento e na seleção do sistema mais adequado, através de modelos de simulação. A fina escalabilidade em potência e função sempre resulta em soluções otimizadas. Utilize apenas a quantidade de energia realmente exigida pelo processo. Ao contrário dos acionamentos de bombas que não são controlados em malha fechada, o Sytronix opera estritamente em função da demanda. No modo de sustentação de pressão ou na operação em carga parcial, o dispositivo de comando reduz a velocidade para poupar energia. Com as bombas de engrenamento interno desenvolvidas especialmente para operação variável com SvP 7000 e FcP 5000, as velocidades podem ser reduzidas para representativos 200 rpm, sem perdas na pressão da operação. SvP 7000 Alto desempenho Precisão avançada Eficiência energética Alta dinâmica Alta precisão Eficiência energética Com o FcP 5000, motores convencionais assíncronos comandam as bombas de engrenamento interno ou externo. São indicados como sistema de pressão constante para inúmeras unidades hidráulicas padrão, por exemplo, em máquinas operatrizes. O sistema DFEn 5000 consiste de uma bomba de pistões axiais de deslocamento variável, comandada por um motor assíncrono convencional com inversor de frequência. Esta combinação garante uma boa relação de custo e desempenho, especialmente no caso de grandes potências. Os servoacionamentos de bombas variáveis SvP 7000 utilizam a alta dinâmica dos motores síncronos e, portanto, atingem substancial economia de energia, por exemplo, em máquinas de processamento de plástico e prensas.

6 6 Sytronix Eficiência energética na hidráulica Acionamentos de bombas de velocidade variável Sytronix FcP 5000 e SvP 7000 Com os sistemas hidráulicos convencionais, uma bomba de deslocamento variável trabalha em conjunto com um motor elétrico a uma rotação nominal de 1750 rpm. A necessidade variável de óleo do sistema hidráulico é regulada através dos mecanismos de ajustes internos da bomba. Em contrapartida, com o FcP 5000 e o SvP 7000, a demanda de vazão do sistema hidráulico é atendida por meio de uma bomba fixa e ajuste de velocidade de um motor elétrico. O sistema SvP 7000 consiste de uma bomba fixa otimizada para operação com velocidade variável, um servomotor síncrono, um servo-conversor apropriado e acessórios. Para aplicações com exigências de dinâmica menos rigorosas, é usado um motor assíncrono convencional com o sistema FcP Em ambos os sistemas, a vazão resulta da velocidade e do deslocamento da bomba de engrenamento interno. Um transdutor de pressão mede a pressão hidráulica, que é controlada de forma descentralizada por um software especial do servo-conversor. Aqui, o controlador de pressão tem um efeito limitador sobre a velocidade da bomba. A bomba de engrenamento interno é otimizada especificamente para operação com velocidade variável, com baixos índices de vazamento, apresentando alta eficiência geral e baixa emissão de ruído. O comando exigido e os valores reais de pressão e fluxo podem ser intercambiados com o comando de nível superior da máquina via sinais analógicos (0-10V) ou via fieldbus. ee Sistema SvP 7000 cc Sistema FcP 5000

7 Sytronix Eficiência energética na hidráulica 7 Bombas para FcP 5000 e SvP 7000 Nas aplicações em circuito aberto, a combinação de um motor convencional e um inversor de frequência com bombas de engrenamento interno ou externo atende inúmeras aplicações. A família de bombas PGH, PGF e AZPF, desenvolvida especificamente para operações variáveis, sempre fornece a potência hidráulica requerida. Em conjunto com bombas de pistões axiais ou bombas de engrenamento externo, o SvP 7000 realiza uma operação de 4 quadrantes em malha fechada, oferecendo uma variedade grande de funções de comando elétrico e eletrohidráulico. Os sistemas SvP 7000 também são apropriados para comandar eixos diretamente e, portanto, substituem as válvulas que costumavam ser necessárias no passado. Mesmo para valores de potência elevados no campo da construção civil, a Rexroth oferece soluções sob medida para uma eficiência energética ainda maior. Em sistemas de cascata, diversos sistemas Sytronix juntos geram o deslocamento necessário de acordo com a demanda. Desse modo, a Rexroth garante alta eficiência de desempenho geral.

8 8 Sytronix Eficiência energética na hidráulica Sistema de comando de velocidade variável de pressão e vazão DFEn 5000 O acionamento de bomba de velocidade variável DFEn 5000 baseia-se no sistema de comando de pressão e vazão DFE, de eficiência comprovada. Uma bomba de pistões axiais com comando eletrohidráulico é controlada por um acionamento de velocidade variável. Devido ao uso de motores padrão, este sistema de comando oferece uma excelente relação entre preço e desempenho. A eletrônica digital integrada computa a velocidade ideal para todo o sistema de acionamento. Trazendo a bomba de deslocamento variável de volta ao modo de sustentação de pressão, o deslocamento e as cargas que atuam sobre o motor são reduzidos. A velocidade ideal de sustentação de pressão situa-se entre 300 e 400 rpm, dependendo da pressão. Em máquinas de operação cíclica, pode-se aplicar um processo de troca de informações para que o sistema seja acelerado em tempo hábil, antes que a demanda de vazão aumente. Em máquinas não cíclicas, pouco antes de ser necessária uma vazão maior (ex.: troca de lotes), pode-se fechar um contato para acelerar a uma velocidade mínima, para que a dinâmica total da bomba esteja disponível quando necessário. Interfaces mecânicas idênticas permitem que o DFEn 500 seja modernizado como substituto de um DFEE. O sistema de comando está disponível para bombas da família A10, podendo, portanto, ser utilizado em muitas aplicações.

9 Sytronix Eficiência energética na hidráulica 9 Vantagens específicas para cada segmento O Sytronix muda as condições gerais dos sistemas hidráulicos e abre novas opções de design para soluções eficientes. Um fator importante são os componentes perfeitamente harmonizados e o profundo know-how da Rexroth.

10 10 Sytronix Eficiência energética na hidráulica Máquinas operatrizes Eficiente preservação de energia Fornecendo somente a potência exigida pelo processo a geração de pressão conforme necessidade com os acionamentos de bombas de velocidade variável reduz a solicitação de energia da hidráulica em máquinas operatrizes, em até 70%. Mais ainda, o booster KST, desenvolvido exclusivamente pela Rexroth, transfere estas vantagens ao sistema de alimentação de lubrificante refrigerante de alta pressão. Potência inovadora Principalmente nas funções de fixação, a hidráulica oferece uma vantagem única, pois não necessita de potência adicional para a função de sustentação de pressão. Nessa fase, os acionamentos de bomba de velocidade variável Sytronix reduzem significativamente a solicitação de energia. O FcP 5000, que consiste na combinação de um motor padrão e um inversor de frequência é particularmente eficiente para reduzir o consumo de energia da hidráulica entre 30 e 70%, dependendo das características do ciclo. Ao mesmo tempo, com um deslocamento inalterado, as bombas com um volume de fluxo menor e capacidade de refrigeração reduzida são suficientes. Além disso, a combinação de um booster KST da Rexroth para alimentação do lubrificante refrigerante de alta pressão de acordo com a demanda, baixa a necessidade de energia desta função em quase 90%. Nesse caso, o Sytronix gera o fluxo do circuito de lubrificante refrigerante de alta pressão através de uma bomba de cilindro adicional. A bomba convencional de parafuso e o motor elétrico são, portanto, desnecessários. Inversor de frequência Redução de ruído Acionamentos de bomba de velocidade variável Sytronix Booster para instalação na linha Eficiência energética

11 Sytronix Eficiência energética na hidráulica 11 Máquinas transformadoras de plástico Dinâmicas mais altas com consumo reduzido de energia Automação consistente, maior dinâmica e alta precisão os acionamentos de servobombas variáveis combinam a mais alta eficiência com consumo de energia e emissão de ruído consideravelmente mais baixos em máquinas de transformação de plástico. O DFEn 5000 baseia-se no sistema de comando DFE, de eficiência comprovada, reduzindo as perdas na sustentação de pressão durante as pausas e na operação com carga parcial. Comparação do consumo de energia de máquinas de plástico 50 t, 30 s IMM 160 t, tempo de ciclo 15 s kwh/a kwh/a 41,4 % 1.3 kw 33,1 % 5.6 kw 2.2 kw 8.4 kw 50 t 160 t Acionamento de bomba de velocidade variável Sytronix Bomba eletrohidráulica de deslocamento variável com velocidade constante Economia de energia Acionamento de bomba de velocidade variável Sytronix Bomba eletrohidráulica de deslocamento variável com velocidade constante Economia de energia Graças à sua aceleração, que é duas vezes mais rápida, comparada às das bombas de deslocamento variável, o SvP 7000 aumenta a dinâmica das máquinas de processamento de plástico, reduzindo os tempos de ciclo para uma maior produtividade. O comando digital de velocidade garante alta repetibilidade e um ponto zero estável. As perdas por vazamento relacionadas à pressão são compensadas. Com o comando de pressão em uma malha fechada, são possíveis tempos de comutação de pressão muito curtos. Uma dinâmica elevada e o sofisticado sistema de comando permitem a implementação de controles precisos, que minimizam os picos e oscilações. Além disso, uma função especial evita a cavitação nas comutações para baixas pressões. Além do SvP 7000, também pode-se usar um DFEn 5000 para máquinas processadoras de plásticos com média dinâmica. Ele oferece uma boa relação custo-benefício, especialmente para potências mais altas e longos tempos de sustentação de pressão. O SvP 7000 e o DFEn 5000 são opções ideais para economizar energia em máquinas equipadas com DFEE. Além disso, reduzem a introdução de calor no óleo e baixam significativamente as emissões de ruído. Isto minimiza os esforços de uma isolação acústica secundária. Devido à economia de energia de até 70% e a uma maior produtividade, os acionamentos de bombas de velocidade variável Sytronix são rapidamente amortizados.

12 12 Sytronix Eficiência energética na hidráulica Máquinas de fundição em molde 80 % mais eficiência energética Acionamentos de servobombas variáveis abrem potenciais extremamente elevados de economia de energia também em máquinas de fundição em molde em câmaras quentes e, ao mesmo tempo, simplificam o circuito hidráulico. A hidráulica robusta com sua alta densidade de potência e capacidade de sustentação de carga, mostrou-se bem sucedida nas severas condições ambientais das máquinas de fundição em molde. A experiência prática obtida com as máquinas de série mostra o uso do SvP 7000 com servomotor síncrono, servoacionamento inteligente, bomba de engrenamento interno, assim como todas as funcionalidades de software necessárias, cortam o consumo de energia da hidráulica em câmaras quentes de máquinas de fundição em molde em mais de 80%. Comparação de consumo de energia de máquinas de fundição em molde. Máquina de fundição em molde 50 t, tempo de ciclo 7,5 s kwh/a 83,2 % 1,7 kw 10,1 kw 50 t Acionamento de bomba de velocidade variável Sytronix Bomba de deslocamento fixo com velocidade constante (motor 11 kw) Economia de energia Em um circuito de comando fechado, o SvP 7000 compara os valores de comando com os valores reais de pressão e velocidade e corrige os desvios. Além disso, o software dispõe de outras funcionalidades específicas da hidráulica como calibração de desvio do sensor de pressão, compensação de vazamentos e opções de sistemas de bombas múltiplas. Além disso, nas modernas máquinas de fundição em molde, o SvP 7000 também simplifica os circuitos hidráulicos, quando comparado com as versões anteriores. No passado eram necessárias duas bombas comandadas em circuito aberto para alta e para baixa pressão, sendo que agora um sistema SvP 7000 é suficiente, pois graças à sua funcionalidade, o mesmo pode substituir até algumas válvulas de resposta rápida e ainda alimentar um circuito de carga de acumulador para o cilindro de fundição.

13 Sytronix Eficiência energética na hidráulica 13 Prensas Sempre a solução mais efetiva Seja pela eficiência energética na geração de pressão ou como elemento de comando na operação em dois ou quatro quadrantes, nosso sistema ampliável oferece uma eficiência energética significativamente maior e uma consistente automação de prensas. Comparação de consumo de energia de uma prensa 17,6 kw: potência elétrica 0,019 kwh ca. 44 % 0,034 kwh Acionamento de bomba de velocidade variável Sytronix Sistema convencional Economia de energia 0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 0,035 kwh Devido as interfaces abertas a todos os fieldbuses comuns e aos protocolos Ethernet em tempo real, os acionamentos de bombas de velocidade variável Sytronix integram-se perfeitamente nos projetos de automação de prensas. Na variante simples, um FcP 5000 produz a vazão necessária com total eficiência. Esta opção também atende todos os circuitos de segurança hidráulica. No estágio de média extensão, o acionamento de bomba realiza adicionalmente funções inteligentes de eixo. No estágio de extensão mais alta, o SvP 7000 atinge dinâmicas e precisão extremamente altas. O conceito inovador de acionamento combina as propriedades positivas da tecnologia de acionamento elétrico e hidráulico. Graças à integração funcional do fluxo dinâmico e do controle de pressão, assim como o controle de processos dinâmicos, de posições e de pressões, obtém-se um alto grau de liberdade para soluções flexíveis e eficazes. Além da economia de energia proporcionada pelo comando de velocidade, os acionamentos de bombas de velocidade variável melhoram a eficiência, uma vez que as perdas por estrangulamento nos setores de comando são coisa do passado, a vazão necessária de óleo pode ser dosada com precisão e o motor elétrico é desligado quando a prensa não solicita fluxo ou pressão. Especialmente em caso de modernização de prensas existentes, a utilização do Sytronix pode claramente melhorar o uso da capacidade da máquina, ao mesmo tempo que reduz consideravelmente os custos de energia e o nível de ruído.

14 14 Sytronix Eficiência energética na hidráulica Máquinas de processamento de madeira e de fabricação de papel Da linha de corte totalmente automatizada até o bobinamento do papel pronto, os acionamentos de bombas de velocidade variável Sytronix também são apropriados para condições ambientais severas e processos contínuos. Especialmente nos processos contínuos de fabricação de papel, o Sytronix oferece grandes vantagens em particular em relação à eficiência energética. Por exemplo, no bobinamento as funções de sustentação de pressão são fundamentais. Aqui, uma velocidade reduzida de modo inteligente economiza diretamente até 60% de eletricidade em comparação com unidades de potência com motores de deslocamento fixo não controlados. Ao mesmo tempo, os acionamentos de bomba de velocidade variável Sytronix alcançam velocidades mais altas com um tamanho construtivo menor, reduzindo a solicitação por capacidade de refrigeração. O resultado: custos de operação significativamente reduzidos e menor ocupação de espaço no pavilhão. Também em aplicações não cíclicas do processamento de madeira, o usuário pode obter uma economia significante. Nenhuma árvore é igual à outra e uma grande variedade de acionamentos nas linhas inteiramente automatizadas adapta-se flexivelmente às dimensões individuais. Com uma pressão inalterada, o processo requer uma vazão constantemente variada, que os acionamentos de velocidade variável Sytronix podem fornecer com flexibilidade. Durante os intervalos de produção, o software integrado reduz a velocidade a zero, sem afetar a pressão da operação. O Sytronix mantém a robustez e a densidade da potência hidráulica e a combina com a flexibilidade dos acionamentos elétricos.

15 Sytronix Eficiência energética na hidráulica 15 Modernização Rápido aumento de eficiência na produção A alta modularidade da hidráulica também oferece opções econômicas às instalações e máquinas existentes, substituindo, com pouco esforço, as unidades de potência de deslocamento fixo por acionamentos de bombas de velocidade variável Sytronix. Reduzir o consumo de energia na produção de forma rápida e duradoura, sem ter que investir diretamente em novas máquinas. Os acionamentos de bombas de velocidade variável Sytronix, que são finamente escaláveis em função e potência, permitem soluções de modernização com eficiência energética sem muito esforço, uma vez que os circuitos hidráulicos existentes em muitos casos podem permanecer inalterados. A Rexroth dá suporte a operadores de máquinas durante todo o processo de modernização. Programas de simulação desenvolvidos especificamente determinam antecipadamente as possíveis economias da aplicação concreta. Após um planejamento baseado em uma abrangente experiência, os especialistas da rede mundial de assistência ao cliente da Rexroth executam a instalação e o comissionamento diretamente no local. Interfaces abertas a todos os fieldbuses comuns e aos protocolos Ethernet simplificam a integração. E, mais ainda, além de uma modernização sob medida e planejada, a Rexroth une forças com um fabricante de máquinas de liderança mundial para desenvolver um kit de modernização padrão para máquinas de série. Isto reduz um esforço adicional e garante rápido aumento de eficiência e produção.

16 Bosch Rexroth Ltda. Av. Tégula, Atibaia - SP - Brasil Tel.: Fax: boschrexroth@boschrexroth.com.br Distribuidor Autorizado Rexroth RP08041/05.12