Analisi dei movimenti lineari cicli/min

Presentazione sul tema: "Analisi dei movimenti lineari cicli/min"— Transcript della presentazione:

1 Analisi dei movimenti lineari 6-600 cicli/min

2 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 msec Pausa msec Ritorno -400mm msec Pausa msec Ciclo totale ‘000msec

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

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

5 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

6 Pneumatica: Potenza, Energia & Perdite
Compressore Potenza Movimento Movimento

7 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

8 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.

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

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

11 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

12 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 Se l‘aria compressa viene acquistata (Air Contracting), i costi ammontano a

13 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‘ EUR Il costo dell‘energia per muovere di 400mm un carico da 15kg a 30 cicli/minuto ammontano a 3‘080.- EUR all‘anno!!!

14 Costi dell‘investimento e d‘esercizio
Cilindro pneumatico (d=50mm, s=400mm) Investimento 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 EUR Costo totale dopo 12 mesi 1‘500.- EUR

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

25 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

26 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 Mio. Cicli

27 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, ore di funzionamento

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

29 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 = EUR

30 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

31 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!

32 Investimenti e costi di esercizio futuri...?
ISO/VDMA – Cilindro Investimento Costo dell‘energia su 12 mesi 2‘ ‘ ‘300.- TCO dopo 12 mesi 2‘ ‘ ‘470.- Motori lineari LinMot Investimento 1‘ ‘ ‘400.- Costo dell‘energia su 12 mesi TCO dopo 12 mesi 1‘ ‘ ‘540.-

33 Quelle: Bundesamt für Energie
Prospettive future Il valore di Bar corrisponde a 1 Bar ed è un buon valore (Limite fisico giallo) Quelle: Bundesamt für Energie

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

35 Emissione di anitride carbonica
Fai funzionare il tuo cilindro per un anno... ...o viaggia n volte intorno al mondo... volte!!! volte!

36 Smart solutions are…