Bezkontaktowy przesył energii krokiem do automatyzacji

Kto nie zna elektrycznych szczoteczek do zębów, które ładują się w swojej podstawce bez użycia kabla, niczym za dotknięciem czarodziejskiej różdżki? W samochodach oraz kamperach nowej generacji technologia ta w krótkim czasie stała się częścią standardowego wyposażenia. Wystarczy włożyć telefon komórkowy do schowka, aby naładować baterię, a także zintegrować urządzenie mobilne z układem elektronicznym pojazdu - do tego wszystkiego właściciel nie musi poszukiwać pasującego kabla lub gniazda.

Bezkontaktowy przesył energii już dawno temu zagościł w przemyśle i pełni rolę jednego z głównych filarów nowoczesnej produkcji. MOVITRANS^® jako ważny komponent uzupełnia bogate portfolio rozwiązań do automatyzacji SEW-EURODRIVE. Od przeszło dwudziestu lat firma jest jednym z najważniejszych i wiodących dostawców tej technologii dla przemysłu.

Dr Hans Krattenmacher, dyrektor zarządzający ds. innowacji mechatronicznych pracuje w firmie SEW-EURODRIVE od ponad 20 lat. Już podczas swojego etapu wdrożeniowego miał pierwszą styczność z jeszcze nieopierzoną w tamtym czasie technologią bezkontaktowego przesyłu energii MOVITRANS^®. Był świadkiem powstawania tej zupełnie nowej technologii oraz jej pierwszych sukcesów. W poniższym wywiadzie Dr Hans Krattenmacher opowie o technologii MOVITRANS^® oferowanej przez SEW-EURODRIVE.

Fot.: Dr Hans Krattenmacher, dyrektor zarządzający ds. innowacji mechatronicznych w firmie SEW-EURODRIVE.

SEW-EURODRIVE Polska: Bezkontaktowy przesył energii oferowany jest w firmie SEW-EURODRIVE pod marką MOVITRANS^®. Jakie znaczenie ma MOVITRANS^® w produkcji?

Dr Hans Krattenmacher: MOVITRANS^® jest ważnym elementem infrastruktury zapewniającej automatyzację fabryk. Wymagania związane z wysokim stopniem modularyzacji oraz elastyczności w fabrykach wynikają przede wszystkim z nowych koncepcji fabryki modułowej oraz dyskusji na temat Przemysłu 4.0. Kwestia ta obejmuje naturalnie także infrastrukturę, ze szczególnym uwzględnieniem infrastruktury energetycznej. W przypadku infrastruktury elektrotechnicznej i energetycznej pierwszym co przychodzi na myśl, są stałe przewody i sztywne instalacje. W tym przypadku trudno mówić o elastyczności.

W tym miejscu na scenie pojawia się MOVITRANS^®, oferując w prosty sposób niezbędną elastyczność energetyczną infrastruktury, dzięki której powstaje możliwość realizacji koncepcji modułowych. Koncepcje modułowe łączą się przede wszystkim z pojazdami mobilnymi. Do tej grupy zaliczają się pojazdy AGV naszych Klientów, a od niedawna również różnego rodzaju mobilni asystenci. To właśnie te rozwiązania będą stopniowo zastępować stare instalacje stałe. Wraz z nową elastycznością koncepcji transportowych należy podobnie uelastycznić kwestię zasilania energetycznego. W tym zakresie MOVITRANS® oferuje wszystko to, co niezbędne – przez co zyskuje na znaczeniu jako element infrastruktury energetycznej dla inteligentnej fabryki w systemie Przemysłu 4.0.

Dla jakich konkretnych zastosowań opracowano MOVITRANS^®? Na co położono szczególny nacisk?

Nasze działania skupiają się na automatyzacji fabryk - głównej kompetencji firmy SEW-EURODRIVE. W tej materii mierzymy się ze zróżnicowanymi wymaganiami, zwłaszcza w odniesieniu do lokalnych warunków instalacji.

W niektórych przypadkach dopuszcza się cięcie posadzki hali w celu położenia kabli. W innych miejscach nie ma o tym mowy. Dlatego też przykładaliśmy dużą wagę, aby instalacja zapewniała szczególną elastyczność i mogła być oferowana do różnych zastosowań. Ponadto w fazie projektowej skupialiśmy się na różnych sposobach przesyłu energii. Do celów stałego zasilania energetycznego podczas eksploatacji oferujemy systemy przewodów MOVITRANS^® line.

Jeśli jednak celem jest swobodne przemieszczanie się pojazdów, czyli nie wzdłuż wyznaczonego toru, do gry wkraczają nasze specjalnie zaprojektowane systemy ładowania punktowego MOVITRANS^® spot i akumulatory energii. Dzięki wspomnianym systemom ładowania punktowego zyskujemy niezbędną swobodę do spełnienia wszystkich wymagań, które poznaliśmy na przestrzeni ostatnich lat w ramach modułowej inteligentnej fabryki. Za sprawą MOVITRANS^® Klienci mogą od teraz przemieszczać swoje pojazdy w zależności od występujących potrzeb wzdłuż wytyczonego toru i zasilać je w sposób ciągły energią elektryczną lub ładować je w punktach ładowania, a następnie swobodnie nawigować nimi po pomieszczeniu.

Od kiedy firma SEW-EURODRIVE posiada w swoim portfolio bezkontaktowy przesył energii? Czym wyróżniają się nowo opracowane systemy MOVITRANS® line i MOVITRANS^® spot?

Kiedy ponad 20 lat temu rozpoczynałem pracę w firmie SEW-EURODRIVE, ku mojej wielkiej radości miałem okazję zetknięcia się z MOVITRANS^®. W tamtym okresie była to zupełnie nowa i ekscytująca technologia. W pierwszej fazie skupiano się oczywiście na opanowaniu tej technologii, na wszelkich związanych z nią wymaganiach i możliwościach wykorzystania tej koncepcji w praktyce. Nasze doświadczenia z tych 20 lat wykorzystaliśmy w kolejnej generacji MOVITRANS^®. Zalicza się do tego spostrzeżenie, że Klienci – w zależności od danego zastosowania - potrzebują zupełnie różnych systemów.

Dzięki systemowi MOVITRANS^® line, przeznaczonemu do zastosowań, w których pojazdy są prowadzone po z góry określonym torze i w ten sposób stale zaopatrywane w energię, opracowaliśmy system, w którym pojazdom wystarcza niewielki akumulator energii. W końcu pozostają one niemal przez cały czas w kontakcie z przewodem, natomiast dzięki akumulatorowi energii krótkoterminowego działania mogą czasami opuścić ustalony szlak. W ten sposób Klient może skonfigurować swój mobilny system, optymalizując go pod względem obciążenia i kosztów.

Z biegiem lat zauważyliśmy jednak, że rośnie zapotrzebowanie na układy infrastruktury o bardzo wysokim stopniu swobody. Dla układów fabryk, w których pojazdy mają jeździć w sposób niezwiązany z konkretnym torem jazdy, potrzebna jest oczywiście odmienna koncepcja. W tym celu niezbędne są, zamocowane na pojeździe, akumulatory o większej pojemności. Za pomocą tzw. spotów, od których wywodzi się nazwa MOVITRANS^® spot, pojazdy mogą w krótkim czasie naładować wspomniane akumulatory energii i kontynuować swobodne poruszanie się. Oba systemy optymalnie zaspokajają potrzeby automatyzacji fabryki.

Czy instalacja kabli i płyt ładowania nie jest pracochłonna?

Dawniej rzeczywiście frezowaliśmy głębokie szczeliny w posadzce hali, aby ułożyć kable. To zawsze powodowało niepokój, zwłaszcza u zarządzającego halą. Na pochwały nie było co liczyć, ale to wciąż wytrzymała, choć sztywna konstrukcja. Z tego względu na bazie tak zwanych „przewodów klinowych” opracowaliśmy zoptymalizowane systemy, w których ingerencja w posadzkę hali odbywa się jedynie w bardzo ograniczonym zakresie przy znacznie łatwiejszej instalacji. A zatem - wszystko zostało dopasowane z myślą o prostocie i optymalnej instalacji!

Dla Klientów, dla których ingerencja w posadzkę hali lub jej modyfikacja w ogóle nie wchodzi w rachubę, opracowaliśmy system układany na posadzce. Składają się na niego przemysłowe posadzki z tworzywa sztucznego, które znamy ze stoisk targowych lub warsztatów. Posiłkujemy się tym sprawdzonym materiałem posadzkowym, aby wpuścić w niego systemy MOVITRANS^®. Dla Klienta oznacza to, że może szybko i łatwo ułożyć go na posadzce w swojej hali. Rozwiązanie to zapewnia wysoki stopień elastyczności, gdyby Klient zdecydował się na modyfikację instalacji. W takim wypadku demontuje posadzkę przemysłową i układa ją w miejscu, gdzie jest akurat potrzebna.

Pod względem instalacji jest to perfekcyjnie prosty system, idealnie dopasowany do potrzeb Klientów. Jak wygląda kwestia uruchomienia?

To był kolejny punkt, który poddaliśmy szczegółowej analizie. Przewód po zainstalowaniu wprowadza indukcyjność, którą trzeba w jakiś sposób skompensować. W przeszłości wiązało się to zawsze z pewnymi trudnościami - potrzebna była specjalistyczna aparatura pomiarowa, a samo wykonanie wymagało sporych nakładów pracy i brakowało mu praktycznego charakteru. Również te mankamenty zostały przez nas dostrzeżone i mocno uproszczone. W tym celu opracowaliśmy kompaktową, zdecentralizowaną elektronikę zasilającą oraz skrzynkę kompensacji dokładnej, która jest w stanie automatycznie zmierzyć indukcyjność i skompensować ją w zaledwie kilku krokach.

Tym sposobem Klient nie potrzebuje już drogiej, specjalistycznej aparatury pomiarowej, ponieważ jest już ona zintegrowana w naszym rozwiązaniu MOVITRANS^®. Przyczyniło się to oczywiście do całkowitego uproszczenia całego systemu.

Dodatkowo rozbudowaliśmy w znacznym stopniu technologię w zakresie narzędzi do uruchamiania, planowania oraz na potrzeby szkoleń, dzięki czemu udało się nam wygenerować niesamowicie prosty system - od fazy planowania do samej instalacji.

Jaki element MOVITRANS^® robi na Panu osobiście największe wrażenie?

Z zawodu jestem technikiem energetykiem, więc w temacie bezkontaktowego przesyłu energii czuję się jak ryba w wodzie. Od samego początku fascynowała mnie niezwykła uniwersalność zastosowań MOVITRANS^®. Począwszy od systemów pojazdów typu shuttle, przez pojazdy AGV naszej produkcji, ale również takie zastosowania, jak kolejka panoramiczna, którą zrealizowaliśmy w parku rozrywki. Jednego dnia prowadzimy rozmowy z producentem samochodów z Dalekiego Wschodu na temat bezprzewodowego ładowania aut, a następnego udajemy się z wizytą do producenta pociągów i dyskutujemy o bezkontaktowym zasilaniu pociągu lub magnetycznej kolejki naziemnej przy wjeździe na stację. Ta różnorodność i możliwości szerokiego zastosowania technologii infrastrukturalnej zachwyca mnie po dziś dzień.

Widzimy to w codziennym życiu, choćby korzystając z elektrycznej szczoteczki do zębów. Także ona w mniejszym lub większym stopniu nawiązuje do technologii MOVITRANS^®. Całe nasze życie zwraca się coraz bardziej w stronę elektryfikacji, dlatego też coraz większy wpływ będzie miał prosty sposób przesyłu energii elektrycznej do innych systemów.

Czy potrafi Pan wskazać jeden szczególny aspekt, który łączy Pan z MOVITRANS^®?

Obecnie stykamy się z MOVITRANS^® niemal na każdym kroku, często zupełnie nieświadomie. Jeśli kładziemy nasz smartfon na podstawce do ładowania, mamy do czynienia z czymś w rodzaju MOVITRANS^®, to samo tyczy się wspomnianej szczoteczki do zębów. Wdrażając MOVITRANS^® w przemyśle, co dla mnie osobiście jest czymś pięknym i fascynującym, wprowadzamy w obszarze mobilności i naszych pojazdów technologię i aspekty fizyki, które znane są od ponad 100 lat. Obecnie rozwinęliśmy tę technologię do tego stopnia, że jej zastosowanie będzie wykraczało poza rozwiązania dla przemysłu.

Kolejka panoramiczna w Europaparku jest w mojej opinii doskonałym przykładem tego, co oznacza nowe postrzeganie i tworzenie infrastruktury energetycznej. Wcześniej kolejka ta była zasilana silnikiem spalinowym, a obecnie na własnej skórze doświadczamy, co oznacza zapewnienie energii dla przyszłych pokoleń w czysty i inteligentny sposób. Właśnie ten aspekt porusza mnie w MOVITRANS^®, który jest częścią procesu energetycznej rewitalizacji otaczającej nas infrastruktury.

Skoro już Pan poruszył ten punkt: czysta energia. Obecnie mało który temat jest tak żywo dyskutowany, jak ochrona środowiska i klimatu. Czy uważa Pan, że MOVITRANS^® może wnieść w tym zakresie ważny wkład na przyszłość?

Sądzę, że zdecydowanie tak. Dzięki MOVITRANS^® oraz Power And Energy Solutions (w skrócie PES) z naszego modułowego systemu automatyki MOVI-C^® posiadamy dwa komponenty infrastruktury, które idealnie nadają się do nowoczesnego zarządzania energetycznego. To część naszej strategii w ramach Zielonego Ładu, któremu obecnie poświęca się sporo miejsca w dyskusjach. Unia Europejska przygotowała już stosowne wytyczne.

Jesteśmy właśnie świadkami całej serii burz i powodzi w jednym miejscu, a gdzie indziej fal upałów i pożarów lasów. Wydaje mi się, że już chyba wszyscy zdali sobie sprawę, że zmiany klimatyczne są faktem i trzeba w związku z tym dokonać pilnych zmian. My także przyczynimy się do tego wspólnego dzieła, dlatego też temat Zielonego Ładu będzie przewodnią kwestią w kolejnych latach.

Z tego powodu rozwijamy i pracujemy nad portfolio MOVITRANS^®, Power and Energy Solutions itd., ponieważ są to komponenty infrastrukturalne, bez których nie uda się osiągnąć celu, czyli zaopatrzenia w energię bez emisji CO2. Będziemy w dalszym ciągu inwestować w te rozwiązania i rozwijać omawiany system. Jestem przekonany, że MOVITRANS^® zyska dużo szersze zastosowanie, niż możemy to sobie dzisiaj wyobrazić.


Źródło: SEW-EURODRIVE Polska