工业4.0下的液压技术

已经采取了将液压系统集成到工业4.0中的关键步骤：将液压执行机构连接到数字控制电子装置，将功能转移到软件。流体技术的所有特征已经以算法的形式存储在软件中。它们自动抵消了这种驱动技术的非线性。典型的控制器例如从路径控制到力控制或用于同步的过渡，例如在压力机中，被预编程。凭借这种分散的智能，液压驱动器能自主运行，并且适应其参数变化过程。

这一发展背后的主要驱动力之一是博世力士乐。早在90年代初，驱动和控制专家就推出了具有分散智能的第一台电液线性轴（electro-hydraulic linear axes）进入市场。

博世力士乐始终坚持这一发展，公司几十年的实践经验已被纳入软件中。博世力士乐机械应用与工程销售相关产品管理部门负责人Markus Rukaber表示：“我们在一流的控制器中预先定义了默认的液压功能，因此用户可以直接配置它们。”这可以使液压解决方案在线快速联网和最佳校准，以满足个性化要求。

变速泵驱动器在分散的智能领域开辟了更多的选择。它们将电气工程的优点与液压技术相结合。力士乐的Sytronix系列驱动器根据需要产生流量，并将传统解决方案的液压功耗降低到80％。根据应用情况，Sytronix可以直接接收液压缸的定位，这降低了系统成本，增加了灵活性并简化了启动过程。

力士乐在 self-sustaining linear axes 更进一步：这些现成的液压缸组件配有变速泵自身的液压回路。液压缸产生无磨损的线性运动，并防止过载。Self-sustaining axes 可像电驱动一样的安装。电缆必须连接到电源并且轴应连接到控制系统。“这些轴具有纯电动驱动器的所有功能，”Rukaber说。 “他们还提供液压系统的所有优点，包括无磨损，高功率密度。”

所有专家都同意，工业4.0需要标准化的通信协议和编程语言。现有的现场总线系统已经将诸如电力驱动，液压和气动的各种技术与控制系统相连接。许多机器制造商已经采取了这一步，并切换到实时以太网协议，如sercos，以太网IP和PROFINET。

Rakaber强调：“力士乐不仅支持总线连接，还可以通过变速泵驱动器和运动控制器的多以太网接口实时连接到液压系统。力士乐的多以太网接口支持所有当前的实时协议，如Sercos，EtherCAT，Ethernet IP，PROFINET RT和VARAN。 因此，控制系统和更高的系统可以完全访问液压系统，并允许系统集成，无论制造商如何。

开放标准也是指编程。根据IEC 61131的PLC语言已经成为机械和设备工程的标准。工业4.0需要更多。力士乐一直是第一个控制系统制造商，弥合了自动化与IT之间的差距。HERMES获奖的“开放核心工程”接口技术允许力士乐控制系统以高级语言独立编程。 为了实现这一点，力士乐揭示了其控制系统的核心。 在初始应用中，机器制造商完全跳过PLC编程，并使用智能手机或平板电脑进行启动，在线优化和诊断。

通过以太网连接液压可解锁所有远程诊断和远程维护选项。所有控制电子设备都是唯一可识别的。通过适当的授权，技术人员可以查询数据，而不管其物理位置和参数的变化。

分散式智能也开辟了状态监测的广阔领域。电子设备分析传感器信号，软件决定液压系统的当前运行状态。如果测量值超过限定的误差，则系统会警告达到临界状态。这要求维护技术人员在机器关闭之前所计划的窗口中执行接下来的操作。

通过分散的智能和开放标准，液压系统的软件可以检测变化的情景，并自动调整运动顺序。驱动物理学不再为更高的控制系统发挥作用。运动是电动还是机电还是液压无关紧要。这意味着例如，液压机站可以读取RFID产品数据，并且可以灵活地调整对各个工件的冲压能力，而不需要操作者或更高的控制系统进行干预。

因此，液压系统在自动化方面与机电相匹配，符合工业4.0的要求。 此外，它提供独特的物理优势。 Rukaber证实：“液压技术与电子，软件和开放标准结合在一起，在当今工业4.0概念中完美融合，并将其独特的物理优势带入了现实。”

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