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地点：
不来梅（德国）
行业：
食品行业的塑料加工
应用：
XYZ门式系统
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通过高动态运动，门式结构的驱动装置可加速大质量物体。在此过程中，其伺服电机消耗大量能量，这些能量在制动器工作时通过发电效应回流至驱动系统。
在此，SEW-EURODRIVE的驱动装置与自动化技术确保了高效能的负载管理，并保障了伺服驱动装置的能源供应——即使在电网波动的情况下也是如此。此外，来自食品行业的Ilsemann客户还受益于能源、电网使用及供电技术成本的降低。
我们必须确保，即使在停电的情况下，我们的系统也不会与昂贵的注塑模具发生碰撞。引自 Ilsemann-Automation 电气工程设计主管 Gerhard Kropp
借助我们的“电力与能源解决方案”（简称 PES），客户不仅能确保设备的运行安全性和可用性，还能大幅节省能源和安装材料的成本。SEW-EURODRIVE 机械自动化销售工程师 Torben Uebel 表示
我们熟悉它们——无论是早餐桌上的酸奶杯，还是美国大学电影中常见的红色饮品杯：这些都是薄壁塑料杯。在食品工业中，它们被大量使用，数量高达数百万个。这些杯子是通过注塑成型工艺制造的。 在此，食品行业典型的 高产量和高生产速度对生产率、效率和可用性提出了极高的要求。负责将成品塑料杯从注塑机中取出 的取件技术，也必须符合这些判据。
总部位于不来梅、业务遍及全球的机器人运动学专家Ilsemann Automation，为此任务开发了一款配备多轴协调伺服驱动装置的全新XYZ门式机器人。 借助高动态的前进和后退运动，该取件机器人的驱动系统可确保极高的生产速度。
其中，负载管理对开发人员来说是一个特殊的挑战。他们的目标是确保驱动技术能够尽可能高效地执行这些高能耗的运动。而且不仅要在理想条件下，即使在能源供应不稳定的情况下也能做到。 例如在电压波动时，甚至在因电网完全崩溃而导致电流停断的情况下。
为了应对这一棘手的任务，伊尔塞曼（Ilsemann）引入了一家工程合作伙伴：来自 SEW-EURODRIVE 的驱动专家以及 Power and Energy Solutions (PES)。 这其中一个重要原因在于，作为一家全球性企业，我们能够确保为分布在各大洲的伊尔塞曼客户提供支持。此外，我们因智能功率与能源管理而获得的巴登-符腾堡州环境奖，可能也起到了推动作用。
不来梅食品工业门式系统中的“动力核心”由以下部件构成： 用于门式驱动的伺服电机以及其他 伺服驱动装置 旋转、折叠和放置轴，这些组件均布置在一个直流中间电路网络中。一个 来自 MDP92A 系列的中央供电装置负责为伺服电机供电，而 七台 MOVIDRIVE®®驱动控制器——堪称“神经系统”——负责闭环控制工作。
为了达到塑料加工领域的高生产速度，门式结构中的伺服电机能够以极快的速度加速大质量物体——并几乎立即将其制动。 在如此高的动态性能下，能耗相当可观，但 通过制动过程的发电效应，驱动系统能够回收所消耗能量的大部分。这正是我们负载管理解决方案的切入点。我们与 Ilsemann 合作，将一款MOVI-DPS®系列中的 EMK 板式电容器集成到直流组合系统中。从电子架构上看，它位于供电单元与驱动控制器之间。
该电容模块不再通过电阻消耗释放的制动能量，而是从伺服驱动装置中吸收能量，并在加速时将其回馈给驱动装置。 这种结构具有两大显著优势，使伊尔塞曼（Ilsemann）获得了竞争优势： 更高的运行安全性 以及 显著的成本节约，这得益于 提高的能源效率和对负载峰值的限制。
在取件过程中，搬运单元会直接伸入塑料注塑机的加工腔内。在机器再次闭合之前，其操作时间窗口极其短暂： 门式机械手仅需0.7秒即可取出成品杯，随后将其堆叠在输送带上。若在取出过程中发生电压波动，则伺服驱动装置可能无法及时停止运动，从而增加风险。 简而言之：搬运单元将与注塑模具发生碰撞。由此造成的损失极其高昂，且随着每分钟的生产停机，损失还在不断增加。
但采用 EMK 板式电容器则不会出现这种情况。它通过其储能缓冲器为电机的直流母线供电。因此，它 能够可靠地抵消任何 出现的电网波动 ——甚至在供电完全中断的情况下也是如此。这得益于存储单元的容量。其设计 确保搬运单元在任何情况下都能完成正在进行的工作循环。因此，与昂贵的注塑模具发生碰撞的情况被彻底排除。 这对 Ilsemann 客户的供电和运行安全性而言无疑是一大优势。
此外，SEW-EURODRIVE 提供的负载管理在电力需求方面也具有显著优势：测量结果证实，该龙门机的 能耗降低了50%。其原因在于该结构的高效性：电容器如同蓄电池一般，在加速过程中为电机提供动力提升。且其效率之高，甚至无需通过制动电阻来消耗动能。
然而，降低能耗和确保安全运行并非 Ilsemann 客户享有的唯一优势。通过系统内的缓冲存储装置，门户平台可平衡 负载峰值，这为客户带来了巨大的节省潜力。 在电网使用费方面，这是一项巨大的优势。因为异常的负荷峰值会在短短几分钟内将这些费用推高至令人咋舌的水平。
以下是一个 计算示例，涉及一家企业每年购电超过 2,500 小时，电价为每千瓦 120 欧元： 如果用电量在15分钟内增加100千瓦——例如因负荷峰值导致——将产生12,000欧元的费用。而SEW-EURODRIVE在伊尔塞曼门户中构建的系统能有效解决这一问题。
在供电安装方面还体现出另一项积极效果。由于该门户通过存储器应对负荷峰值，因此 供电基础设施 只需保持稳定供电即可。由此 可以 使其 设计得更加精简和简单。
在首个客户项目中，情况正是如此：借助新的伊尔塞曼门架， 峰值负荷从原有的 52 千瓦降至仅 6 千瓦。因此， 供电线路的截面积也从16平方毫米减少到2.5平方毫米。这一积极效果还因 无需不间断电流供应（UPS）的配置，这一积极效果得到了进一步强化。总而言之，该安装方案不仅显著简化了安装流程，还节省了空间并降低了成本。
再加上 更高的运行安全性与能源效率，SEW-EURODRIVE为Ilsemann Automation提供的能源解决方案赋予了该企业显著优势，这家位于不来梅的公司如今可在全球食品行业中充分发挥这一优势。