Analisi dei movimenti lineari 6-600 cicli/min

30 cicli al minuto con movimento di 500ms e pausa di 500msec Movimento lineare 30 cicli al minuto con movimento di 500ms e pausa di 500msec 15kg 15kg v [m/s] a [m/s²] 400mm Andata 400mm 500msec Pausa 500msec Ritorno -400mm 500msec Pausa 500msec Ciclo totale 2‘000msec

Dimensionamento tramite LinMot Designer Sequenza di movimento Posizione Accelerazione Frenata Frenata Accelerazione Forza necessaria motore

Movimento lineare ideale: Potenza & Energia Perdite Pv = I2*R Potenza Azionamenti con condensatori Potenza Accelerazione Frenata Frenata Accelerazione

Dimensionamento tramite LinMot Designer Vmax = 1m/s Costo Energia: 100W x 8‘000h = 800kWh 800kWh x 0.12 EUR/kWh = 96.- EUR Potenza media < 100W

Pneumatica: Potenza, Energia & Perdite Compressore Potenza Movimento Movimento

Pneumatica: Efficienza energetica 100% Potenza 10% Perdite motore 25% Perdite compressore 20% Perdite di avviamento ed arresto compressore 5% Preparazione dell‘aria compressa 20% Perdite di pressione, valvole di riduzione 5% Perdite per dispersione 5% Perdite di conversione 5% Potenza utile all‘apparato pneumatico

Dimensionamento cilindro pneumatico Per spostare di 400mm un carico, in un tempo di 500ms, é necessaria una velocitá di movimento minima di 1 m/s. Se il carico ha una massa di 15kg, con una velocitá di movimento di 1m/s é necessario un cilindro pneumatico di un diametro minimo di 50mm.

Calcolo del consumo d‘aria Consumo d‘aria a 30 cicli/min. Con cilindro di diametro=50mm, corsa 400mm per ciclo: 400mm x 0.02529dm3/mm = 10.12dm3 =10l@ 1 Bar per minuto: 30 cicli/minuto x 10.12dm3 = 303.36dm3 = 0.303m3 per ora: 0.303m3 x 60 minuti = 18.18m3 per anno: 18.18m3 x 8‘000h = 145‘000m3 @ 1 Bar = 24‘000m3 @ 6 Bar Quelle: IMI Nogren

Energia per la produzione di aria compressa Potenza motore: 750kW Potenza aria: 125m3/min @ 1 Bar 7‘500m3/h @ 1 Bar 1‘250m3/h @ 6 Bar Energia 750kWh . per volume: 1‘250m3/h @ 6 Bar = 0.60 kWh/m3 @ 6 Bar Per la produzione di 1m3 di aria compressa a 6 Bar un compressore consuma un energia elettrica di circa 0.60 kWh.

Aria compressa: Perdite 100% Potenza Perdite di avviamento ed arresto: 25% - 35% Perdite di pressione, valvole di riduzione, dispersione: 25% Costo per 1m3 di aria compressa: 0.60kWh/0.75/0.75 = 1.07 kWh 10% Perdite motore 25% Perdite compressore 20% Perdite avviamento ed arresto 5% Preparazione dell‘aria compressa 20% Perdite pressione, valvole riduzione 5% Perdite per dispersione 20% Perdite di conversione 5% Potenza utile all‘apparato pneumatico Profilo del consumo di aria compressa Il consumo di 1m3 di aria compressa a 6 Bar necessita circa 1.07 kWh di energia elettrica Potenziale risparmio energetico Quelle: Atlas Copco

Costi dell‘energia Prezzi dell‘energia per grandi consumi industriali 24 GWh Per la produzione di 1m3 di aria compressa a 6 Bar necessita circa 1kWh di energia elettrica. I produttori di pneumatica prevedono costi di produzione dell‘aria compressa di 0.20 EUR/m3 @7Bar Se l‘aria compressa viene acquistata (Air Contracting), i costi ammontano a 0.20-0.35 EUR/m3 @7Bar

Costi energetici cilindro pneumatico Consumo d‘aria: 24‘000m3 @ 6 Bar Consumo d‘energia: 1.07 kWh/m3 @ 6 Bar Prezzo dell‘energia: 0.12 EUR/kWh Consumo d‘energia annuo: 25‘680kWh Costo annuo dell‘energia: 3‘081.60 EUR Il costo dell‘energia per muovere di 400mm un carico da 15kg a 30 cicli/minuto ammontano a 3‘080.- EUR all‘anno!!!

Costi dell‘investimento e d‘esercizio Cilindro pneumatico (d=50mm, s=400mm) Investimento 170.- EUR Costo dell‘energia su 12 mesi 3‘080.- EUR Costo totale dopo 12 mesi 3‘250.- EUR Motore lineare LinMot P01-48x240F Investimento 1‘400.- EUR Costo dell‘energia su 12 mesi 100.- EUR Costo totale dopo 12 mesi 1‘500.- EUR

Return of Investment Costi dopo 24 mesi: Pneumatica: 6‘330.- EUR Motore lineare: 1‘600.- EUR Risparmio: 4‘730.- EUR Costi dopo 12 mesi: Pneumatica: 3‘250.- EUR Motore lineare: 1‘500.- EUR Risparmio: 1‘750.- EUR Costi dopo 5 mesi: Pneumatica: 1‘440.- EUR Motore lineare: 1‘440.- EUR Risparmio: 0.- EUR Start 5 mesi 12 mesi 12 mesi Esempio: l‘investimento iniziale é ammortizzato giá dopo 5 mesi!

Pneumatica: Costi dell‘energia cilindro d=50mm, 0.12 EUR/kWh

Pneumatica: Costi dell‘energia cilindro d=50mm, 0.20 EUR/m3@6Bar

Pneumatica: Costi dell‘energia cilindro d=32mm, 0.12 EUR/kWh

Pneumatica: Costi dell‘energia cilindro d=32mm, 0.20 EUR/m3@6Bar

Pneumatica: costi dell‘energia cilindro d=20mm, 0.12 EUR/kWh

Pneumatica: Costi dell‘energia cilindro d=20mm, 0.20 EUR/m3@6Bar

Ulteriori vantaggi Ciclo di vita Dinamica Flessibilitá Stabilitá di prestazioni Installazione & messa in servizio Nessuna perdita Preparato al futuro

Quelle: www.druckluft.ch Costi totali Investimento: 10 - 15% Costi di manutenzione: 10 - 15% Costi dell‘energia: 70 - 80% Costi totali: 3‘080.- EUR / 0.80 3‘850.- EUR Quelle: www.druckluft.ch I costi totali annui, comprensivi di investimento e costi di manutenzione, ammontano a 3‘850.- EURO.

Ciclo di vita Pneumatica: LinMot: Mesi Anni Cicli al secondo

Asse LinMot: visione di sistema Componenti 1 x Azionamento B1100-PP 1 x Cavo motore 4m K05-D/D-4 1 x Motore lineare P01-23x160/130x270 Altri accessori: Alimentatore Meno componenti portano a minori costi di installazione e logistica

Asse pneumatico: visione di sistema Componenti 1 x ISO-Cilindro * 1 x Valvola magnetica * 2 x Interruttori di fine corsa 2 x Materiale di montaggio 2 x Valvole di riduzione 2 x Chiusure a vite 2 x Silenziatori 2 x 4m tubo pneumatico 2 x ammortizzatori * Altri accessori: compressore, oliatore, regolatore di pressione, filtro, Softstart (unità manutenzione) *Ciclo di vita 10-25 Mio. Cicli

Pneumatica: Perdite di dispersione Diametro foro in mm Flusso di dispersione a 7 Bar in l/s Costi energia in EUR 1 1.2 480.- 2 5.0 2‘160.- 3 11.2 4‘800.- 4 19.8 8‘400.- 6 44.6 18‘690.- 10 124.0 52‘800.- Quelle: Atlas Copco Condizioni di riferimento: 7 bar; costo energia 0,12 Euro/kWh, 8.000 ore di funzionamento

Regolazione precisa della forza Regolazione di forza fino a risoluzioni di 0.1N. Anello di regolazione chiuso tramite sensori di forza.

Dinamica: Margine con il motore lineare 400mm in 270msec Vmax = 2.33m/s Potenza media < 200W Costo dell‘energia: 200W x 8‘000h = 1‘600kWh 1‘600kWh x 0.12 EUR = 192.- EUR

Flessibilitá, stabilitá del processo, affidabilità Motori lineari LinMot: Accelerazione, Velocità, Posizione e Forza programmabili liberamente Pneumatica: - ammortizzatore di fine corsa pneum. (1) - cilindro standard (2) Profili di movimento precisi e controllati su tutto il ciclo di vita

Costo dell‘energia 2009 +??% +40% +33% Prezzi dell‘energia per grandi consumi industriali 20 GWh +??% +40% +33% Dall‘inizio del 2007 il costo dell‘energia elettrica è salto del 33% in 2 anni!

Investimenti e costi di esercizio futuri...? ISO/VDMA – Cilindro 2004 2007 2010 Investimento 170.- 170.- 170.- Costo dell‘energia su 12 mesi 2‘200.- 3‘080.- 4‘300.- TCO dopo 12 mesi 2‘370.- 3‘250.- 4‘470.- Motori lineari LinMot 2004 2007 2010 Investimento 1‘400.- 1‘400.- 1‘400.- Costo dell‘energia su 12 mesi 70.- 100.- 140.- TCO dopo 12 mesi 1‘470.- 1‘500.- 1‘540.-

Quelle: Bundesamt für Energie Prospettive future Il valore di 0.60 kWh/m3 @ 6 Bar corrisponde a 6kW/(m3/min) @ 1 Bar ed è un buon valore (Limite fisico giallo) Quelle: Bundesamt für Energie

Emissione di anitride carbonica Quelle: Fraunhofer Institut (D) Emissione di anitride carbonica: 25‘000kWh * 500...890g/kWh 12,5...22,25 Tonnellate di CO2 all‘anno!!!

Emissione di anitride carbonica Fai funzionare il tuo cilindro per un anno... ...o viaggia n volte intorno al mondo... 3.3 - 6 volte!!! 0.6 ... 1 volte!

Smart solutions are…