Ipar

A szabadionnal telített közegben működő energiacella fejlesztés eredményeinek bemutatása

A projekt a „Vállalatok K+F+I tevékenységének támogatása kombinált hiteltermék keretében” című és GINOP-2.1.2-8.1.4-16 azonosítószámú pályázati kiírás támogatásával valósult meg.

Összegzés

A Max-Construct Kft fejlesztésének végtermékeként egy olyan energia cella, került kifejlesztésre, ami független egyéb más energia előállító és szállító technológiáktól, a folyamat elindításához és stabil hosszú távú működéséhez nincs szükség egyéb külső energia vagy energiahordozó bevonására, napi 24 órában működik, valós alternatívát nyújt a tengerpartok mellett élőknek napelemes és szélgenerátor technológiák mellett a villamos energia előállítására.

A prototípus feszültségszintje meghaladja a 15V-ot és a cella által leadott áramerősség rövid távon akár 20A-t, hosszú távon pedig min. 6-A-t tud előállítani.

A prototípus az ún. katódelrendezésen alapuló energiacella, mely tartalmaz katódanyag térrészt meghatározó, elektrolit által átjárható katódfalat tartalmazó katódházat, valamint a katódanyag térrészbe első végrészével benyúló, második végrészével a katódanyag térrészen kívülre nyúló, szénből lévő katódelemet és a katódanyag térrészben 2-5 mm átmérőjű, hengeres alakú, szénből extrudált katódszemcséket. Az innovatív eljárás részét képezi még a katódelrendezést tartalmazó energiacella, az energiacellát tartalmazó hidrogéngáz-feldolgozó elrendezés és az energiacella alkalmazása elektrolitként tengervizet használva.

A fejlesztés során speciális elektronikát is fejlesztettünk az energiacellából nyert villamos energia akkumulátorok töltésére alkalmassá tételére.

Az energiacella működési elve a galvánelem hatáson alapul, melynek értelmében két elektród között (anód és katód) elektrolit közegben elektromos áram indukálódik és az elektrolitot maga a sós tengervíz adja.

Berendezésünk működési elvének és működésének megértéséhez néhány kémiai és fizikai alapelv a hétköznapinál valamivel mélyebb ismerete szükséges.

Ion, ionizáció:

A Wikipédia meghatározásai szerint:

„Az ion: Olyan atom vagy molekula (atomcsoport), mely elektromos töltéssel rendelkezik. A negatív töltésű ion, más néven anion olyan atom vagy molekula, melynek egy vagy több elektrontöbblete van, a kation pedig pozitív töltésű ion, amiben egy vagy több elektronhiány van, mint az eredeti részecskében. A folyamat, mely során létrejönnek az ionok, az ionizáció. Az ionizált atomokat vagy atomcsoportokat úgy jelölik, hogy az atom vagy molekula fölött jelölik az elvesztett vagy szerzett elektronok számát (kivéve, ha egy van, akkor nem jelölik), és a töltést (+ vagy −). Példa: H⁺, O²⁻.

Egyszerű atomok esetén a fémek legtöbbször kationokat hoznak létre, a nemfémek anionokat, például a nátrium Na⁺ kationt, míg a klór Cl⁻ (klorid) aniont hoz létre.

Bonyolultabb szerves molekulák ikerionos állapotba is kerülhetnek, ekkor egyszerre anionos és kationos tulajdonságúak.”

Ionizációs energia:

„Az az energiamennyiség, mely ahhoz szükséges, hogy kationt hozzunk létre egy semlegesebb (nem feltétlenül semleges) töltésű atomból, az ionizációs energia. Általánosabban egy atom n-edik ionizációs energiája az az energiamennyiség, mely ahhoz szükséges, hogy az n-edik elektront leszakítsuk az atomról, miután az előző n–1-et már leszakítottuk.”

Minden sikeres elektronleszakítás során a következő ionizációs fázishoz szükséges energia mennyisége növekszik. Rendkívüli a növekedés, amennyiben egy adott atompálya kiürül, és a következőről kell leszakítani az új elektront. Ezen okból az atomok igyekszenek úgy elrendeződni, hogy telített atompályáik maradjanak. Emiatt például a nátriumból létrejövő Na⁺-t gyakran megtaláljuk, de a Na²⁺-t nem, a nagy ionizációs energiaigény miatt. Ugyanígy a magnézium Mg²⁺ formája gyakori, míg Mg³⁺ formája nem, és az alumíniumnak csak az Al³⁺ formája fordul elő a természetben.”

Elektronaffinitás:

„Az az energia, amely egy atom esetében egy elektron befogásához szükséges. Az elektronaffinitás halogénelemek csoportján belül a rendszám növekedésével csökken (kivétel a fluor, amelynek az elektronaffinitása valamivel kisebb, mint a klóré). Két kapcsolódó atom közül az képes erősebben magához szívni a kötő elektronpárt, amelyiknek nagyobb az elektronaffinitása (vagyis anionná alakulásakor nagyobb energia szabadul fel). Ennek a fogalomnak értelmezéséhez abból indulhatunk ki, hogy ha a kapcsolódó A és B atomok elektronaffinitása egyenlő, az A,B- kötés energia az A,A és B,B kapcsolatok energiáinak számtani középértéke.”

Mit értünk szabadionnal telített közegnek:

Míg a fémekben az elektromos töltéssel rendelkező atomokat vagy molekulákat (atomcsoportokat) elektronoknak hívjuk addig ugyan ezeket a molekulákat folyadékban vizsgálva ionoknak nevezzük. Az elektronok áramlásának kialakulása a különböző anyagok elektród potenciálszintjén alapul.

Fejlesztésünk során létrehozott új termék, egy már ismert műszaki-tudományos eredmény felhasználásával készül el. Az IMK Laboratórium Kft. által 2015.11.16-án P15 00545 számon bejegyzett szabadalmának részleges alkalmazásával, egy olyan energiacellát fejlesztünk ki, mely szabad ionokkal telített folyadék közegben az anód/katód pár között elektronok áramlását biztosítja.

Hasonlóan a galvánelemekhez a fém elektróda és az elektrolit között potenciálkülönbség alakul ki. Az anód fémből, elektronok hátra hagyásával pozitív fémionok mennek az oldatba, tehát a fém töltése az oldathoz képest negatív lesz. Az oldatból, elektronok hátra hagyásával pozitív ionok válnak ki a katód felületén, tehát annak töltése az oldathoz képest pozitív lesz.

Galvánelem:

„A galvánelem két elektródból (fél cellából) áll. A legegyszerűbb galvánelem az, amikor a két tiszta fémelektród saját ionjait tartalmazó sóoldatba merül. A sóoldatban a bemerülő fém oxidált, pozitív töltésű kationjai és az ezeket semlegesítő anionok találhatók. Az elektródok a fémet két különböző oxidációs állapotban tartalmazzák. A lejátszódó redoxireakciót a konvenció szerint a redukció irányában írjuk fel.

Bagdadi elemek i.e. 250 és i.sz. 250 között

Vitatott ugyan, de különböző elméletek és megközelítések arra engednek következtetni, hogy már időszámításunk hajnalán létezhetett a technológia alapja. Bagdadi elemekként azokra a mezopotámiai vázákra szoktak utalni, amelyekkel egyes alternatív történészek szerint, elektromos áramot lehetett létrehozni.

A potenciálkülönbség nagysága akkora, hogy megakadályozza a további elektron átadást, így a kialakuló feszültség mértékét az anód-katód közötti elektródpotenciál egyértelműen maximálja.

Csányi féle galvánelem 1903

Egy egyszerű galvánelem az alábbi módon állítható elő: egy higított kénsavval töltött üvegedénybe egy-egy cink- és rézelektródát helyezünk el. A rézelektródából (vegyi hatás következtében) elektronok lépnek ki a kénsavba, ezzel pozitív töltésűvé válik. A cinkelektróda felületén ennek fordítottja játszódik le, az elektronok a kénsavból lépnek át, tehát itt elektrontöbblet keletkezik, azaz a cinkelektróda negatív töltésű lesz. Az elektródok töltései kiegyenlítődni igyekeznek, ezért az elektródok között feszültség mérhető, cca. 1 volt, amely a terhelés folyamán lecsökken.

Vagy még egyszerűbben:

a citromban nem csak vitamin van

A fejlesztés folyamata alatt, többféle anód/katód anyagpárosítást és azok különböző kialakítását és elrendezését vizsgáltuk meg, a lehető legnagyobb mértékű feszültségszint elérése érdekében. A célunk az volt, hogy egy olyan sósvízben (mint elektrolitban) működő energiacellát hozzunk létre, mely feszültségszintje meghaladja a 15 volt feszültséget, ezzel együtt rövid távon, akár 20 ampert, hosszú távon pedig stabilan, minimum 6 amper áramerősséget legyen képes előállítani.

az optimális anyagpárosítás (magnézium/szén) az elektromos kapcsolat kialakítását biztosító aljzatba szerelve

Szabad ionnal telített közegben működő energiacella fejlesztése során három különböző fejlesztési területre koncentráltunk.

1./ Energiacella fejlesztése:

Optimális anód/katód anyagok és azok elrendezésének kikísérletezése. Az anód/katód párosításánál a legmagasabb elektródpotenciálokat a szén/magnézium (anód pozitív/katód negatív) párosítása során voltunk képesek előállítani.

anód/katód anyag méret és elhelyezés: a magnézium rúd és a kék kosárban a szénrúd

2./ Elektronika fejlesztése:

Az energia cella által előállított egyenáram stabilizálása, a gyakorlati életben is használható feszültségszintek és áramerősségek biztosítása céljából. töltésvezérlés. Az elektronika fejlesztésénél kipróbáltunk néhány már a kereskedelemben kapható és kifogástalan működésre képes töltésvezérlő egységet, de a speciális körülményeket és az egység stabil működésének érdekében támasztott saját követelményeinknek egyik sem felelt meg.

Annak érdekében, hogy az extrém körülményeknek, széles felhasználási igényeknek megfelelő töltésvezérlést építhessünk be egységünkbe, saját fejlesztésű vezérlést kellett építeni és a cellákkal együtt folyamatosan tesztelve, tökéletesíteni.

saját fejlesztésű elektronika és vezérlés

A szabad ionnal telített közegben működő energiacella egység, mint energiatermelő blokk, a kísérleti fázisban, összeszerelés közben. A kilenc egységet tartalmazó energiablokk egységei sorba kötve.

energiacella blokk

Tesztek és a kísérleti folyamat: fizikai kísérletek során sikerült kifejleszteni azt a sósvízben (mint elektrolitban) működő energiacellát, mely feszültségszintje meghaladja a 15 voltot, és rövid távon 20 ampert volt képes leadni, mindezt pedig stabilan és a kísérletek ideje alatt hosszú távon is.

sósvizes kísérleten már átesett egységek

3./ 3D modellezés és tervezés:

A végtermék formai megjelenésének tervezése, különböző változatok kialakítása a várható vevői igények/elvárások feltérképezésével összhangban.

üzemanyagcella magnézium és szénrudainak elhelyezési modellezése 3D technológiával

Az energiacellánk felépítése:

A fejlesztés eredményeként létrehozott, gyártásra kész egység:

Energiacellák a tengervíz által átjárható dobozolásban

Egy egység, tartalmaz 9 db energia termelő cellát, maximális kapacitása: 5 V, feszültségen, 1 A áramerősség, 2,5 Watt teljesítménnyel. Az általunk fejlesztett elektronika képes szabványos feszültségszintre emelni a kijövő teljesítményeket, a piacon kapható eszközigényeknek megfelelően például telefontöltéshez 5 V, 1A, vagy egy vitorlás hajó elektromos rendszereinek alap működtetéséhez, 12 V, 2 A, vagy esetleg több egység sorba kötésével elérhető nagyobb teljesítmény is.

A szabad ionnal telített közegben működő energiacella egység alapelvén, a leghatékonyabb anód/katód párosítás ki kísérletezésével, a dimenziók növelésével (energiatermelő felületek). képesek vagyunk háztartási méretű energiacella megépítésére is.

A fejlesztés végeredménye egy olyan áramforrás, ami a tengerek mellett élő népesség számára, függetlenül a fosszilis energiahordozóktól, napsugárzási és szélviszonyoktól, éjjel nappal és a mi a legfontosabb, stabilan működni képes, állandóan alkalmazható energiaforrást biztosít, akár háztartási méretben is

Záró gondolatok

Az elkészült prototípus, és a sorozatgyártás során létrejövő termékek teljes mértékig környezetbarátnak tekinthetők, így hozzájárulnak a fenntartható környezethez. A tengervíz segítségével előállított energia megújulónak minősül, mivel semmilyen fosszilis energiahordozót nem használ a villamos energia előállításához. Nem szennyezik az élővizeket, nincs melléktermék, nincs emisszió.

A fejlesztéssel nem csak adott fogyasztókat lehet stabilan és hosszútávon ellátni villamos árammal, hanem ahol erre a külső körülmények is biztosítottak, nagyobb akkumulátor telepeket, akkumulátor farmokat is lehetne folyamatosan működtetni, ezzel kisebb – nagyobb lakóközösségek energiaellátását biztosítani, természetesen a megfelelő karbantartás mellett.

Az új prototípus révén lehetőség nyílik a tengervizes energiacella további felhasználására különböző termékfejlesztések keretében.

A jövő a megújuló energiaforrások egyre nagyobb arányú hasznosíthatósága felé mutat, amiben ez a termék és a későbbi termékfejlesztések is úttörő szerepet tudnak játszani.

Szerző: Tankó Gábor fejlesztő mérnök

További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

Related Topics:fejlesztés innováció kutatás pályázat

Up Next

Az építőipar teljesítménye idén elérheti az 5000 milliárd forintot

Don't Miss

Fejlesztések műszaki kerámiák forgácsolásához

Ipar

Hat évtizedes múltra építve erősíti tovább globális szerepét a szegedi ContiTech

Hatvanéves fennállását ünnepli idén a ContiTech szegedi gyára, amely az elmúlt évtizedekben a magyar gumiipar meghatározó szereplőjéből Európa egyik legnagyobb textilerősítésű hevedergyárává fejlődött. Termékei világszerte számos iparágban jelen vannak, miközben tevékenysége a gyártáson túl mérnöki és üzleti szolgáltatásokkal is kiegészült.

A szegedi egység tovább erősíti globális pozícióját: a vállalat nemzetközi működését támogató kompetencia központ létszáma a tervek szerint 2027 végéig közel 300 főre emelkedhet, több mint 130 új munkahelyet teremtve. A jubileum alkalmából rendezett eseményen a vállalat képviselői és munkavállalói, valamint Szeged városvezetése közösen tekintettek vissza a gyár hat évtizedes történetére és ünnepelték az eredményeket, amelyekre a cég jövőbeli fejlődése épülhet.

„A szegedi ContiTech hatvanéves múltja bizonyítja, milyen fontos a folyamatos alkalmazkodás a változó gazdasági, piaci és technológiai környezethez. A gyár még a legviharosabb körülmények között is képes volt mindig megújulni és sikeresen integrálódott a nemzetközi vállalatcsoport működésébe. Ma olyan időszakot élünk, amikor a hagyományos gyártási tevékenység mellett az országokon átívelő együttműködés és a magasabb hozzáadott értékű feladatok is egyre nagyobb jelentőséget kapnak. Célunk, hogy a szegedi tudásra építve tovább erősítsük gyárunk pozícióját a cég globális hálózatában”

– hangsúlyozta az eseményen Horváth Sándor, a ContiTech szegedi gyárának ügyvezetője.

Az 1966-ban alapított szegedi gumigyár hat évtized alatt a magyar ipar meghatározó szereplőjévé, mára pedig Európa egyik legnagyobb textilerősítésű hevedergyárává fejlődött. A dolgozók kezdetben nemcsak működtették, hanem sok esetben egy időben építették is a gyárat, megteremtve azt az összefogásra és elhivatottságra épülő vállalati kultúrát, amely máig meghatározza a szervezet mindennapjait. Nemzetközi elismertségét elsősorban a mélyfúró tömlők gyártásában elért eredményei alapozták meg: az 1980-as években a világon előállított ilyen termékek jelentős része Szegeden készült. Hasonló sikereket ért el a speciális hő- és lángálló megoldások terén, amelyek nemzetközi piacokon is megjelentek, és szabadalmakat, illetve szakmai elismeréseket hoztak. A gyártás mellett mára mérnöki és üzleti feladatokkal is bővült a ContiTech tevékenysége, így fizikai és szellemi munkakörökben egyaránt kínál lehetőségeket a helyi munkavállalóknak.

Még nagyobb szerep jut Szegednek a vállalat globális működésében

A szegedi telephelyen a gyártási tevékenység mellett az üzleti szolgáltató és kompetencia központ mérnöki, üzleti támogató és operatív feladatokkal segíti a vállalatcsoport nemzetközi szervezetét. A központban olyan, magas hozzáadott értékű tevékenységek összpontosulnak, amelyek révén a Szegeden és környékén dolgozó szakemberek nemzetközi csapatokkal együttműködve járulhatnak hozzá a Continental globális folyamatainak működéséhez és fejlesztéséhez.

A kompetencia központ jelenleg mintegy 160 munkatársat foglalkoztat, létszáma pedig a tervek szerint 2027 végéig közel 300 főre emelkedhet. A bővítés több mint 130 új szellemi munkahelyet jelent, és olyan területeket érint, mint az értékesítés és üzletfejlesztés, az ellátási lánc, a mérnöki és műszaki támogatás, valamint a jogi és compliance funkciók. A beruházás nemcsak a vállalat további fejlődését alapozza meg, hanem Szeged gazdasági szerepét és a térség munkaerőpiacát is erősíti.

„Cégünk fejlődése jól példázza, hogyan válhat a helyben felhalmozott tudás és tapasztalat a nemzetközi vállalatcsoport működésének meghatározó erőforrásává. A kompetencia központ bővítésével magasabb hozzáadott értékű feladatok kerülhetnek Szegedre, ami új lehetőségeket teremt a helyi szakemberek számára és a ContiTech hosszú távú versenyképességéhez is hozzájárul. Az elmúlt évek beruházásai és szervezetfejlesztési lépései is ezt az átalakulást támogatták – tulajdonképpen a jövőbe fektettünk be”

– mondta Kalmár Ákos József, a ContiTech szegedi gyárának HR vezetője.

A jövő alapja a szakértelem és az innováció

A több mint 600 munkatársat foglalkoztató gyár és a bővülő szolgáltató központ együttesen járulnak hozzá ahhoz, hogy Szeged a nemzetközi ipari tevékenység mellett az üzleti és mérnöki feladatok területén is egyre jelentősebb szerepet töltsön be. A következő években a technológiai fejlődésre, a digitalizációra, az innovációra és a munkatársak szakmai tudásának fejlesztésére koncentrál majd a ContiTech. A vállalat célja, hogy a hat évtizedes tapasztalatra építve tovább erősítse a szegedi telephely pozícióját a nemzetközi iparban, miközben a város és a régió meghatározó foglalkoztatójaként a térség fejlődéséhez is hozzájárul.

A jubileumi rendezvényen a vállalat képviselői, munkatársai és a város vezetői közösen tekintettek vissza a szegedi gyár 60 éves történetére, valamint a telephely előtt álló fejlődési lehetőségekre. Az ünnepség részeként időkapszulát helyeztek el, emellett elismerésekkel jutalmazták a kiemelkedő teljesítményt nyújtó kollégákat, akik évtizedeken át segítették a vállalatot munkájukkal.

„Egy gyár történetét nemcsak a termékei és a fejlesztései határozzák meg, hanem azok az emberek is, akik nap mint nap a sikeréért dolgoznak. A szegedi ContiTech múltja generációk tudásának, munkájának és kitartásának eredménye. Erre az örökségre építve dolgozunk azon, hogy a gyár a jövőben is meghatározó szereplője legyen az iparágnak”

– tette hozzá Horváth Sándor az eseményen.

További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

Ipar

A jövő energiarendszeréhez technológia és gyakorlati tudás is kell

Az elektrifikáció és a digitalizáció együtt teremti meg a hatékonyabb, megbízhatóbb és fenntarthatóbb energiafelhasználás alapjait.

A fejlődéshez azonban a technológiai megoldások mellett mérnöki szaktudásra, korszerű vizsgálati háttérre és a következő szakembergeneráció felkészítésére is szükség van. A Schneider Electric energiatechnológiai partnerként ezt a szemléletet képviseli a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetemmel (BME) folytatott együttműködésében is: a vállalat a közelmúltban a Nagyfeszültségű Laboratórium 600 kV-os transzformátorához kapcsolódó berendezések felújításában vállalt szerepet, emellett gyakorlati tapasztalatával az oktatást is támogatja.

Az ipar, az épületek és az infrastruktúra energiaellátásában egyre nagyobb szerepet kapnak a villamos energiára épülő megoldások. A digitalizáció ehhez az energiafelhasználás pontosabb megismerésének és tudatosabb irányításának lehetőségét adja. A két terület összekapcsolásával javítható a működés hatékonysága és megbízhatósága, miközben csökkenthető a környezeti terhelés. A Schneider Electric energiatechnológiai partnerként abban segíti ügyfeleit, hogy ezeket a lehetőségeket a gyakorlatban is kiaknázzák.

Az energiaátmenethez ugyanakkor olyan szakemberekre is szükség van, akik átlátják a villamosenergia-rendszerek és a digitális technológiák összefüggéseit, és ismereteiket valós működési környezetben is alkalmazni tudják. Ebben meghatározó szerepük van az egyetemek és a vállalatok közös munkájának: az oktatás, a kutatás és az ipari tapasztalat összekapcsolása segíti, hogy a műszaki tudásból a mindennapokban használható megoldások szülessenek.

„Elengedhetetlen az a mérnöki tudás is, amely segít megérteni, hogyan működnek a technológiák a gyakorlatban. A BME-vel közösen a műszaki háttér fejlesztését és a jövő szakembereinek felkészítését egyaránt támogatjuk”

– fogalmazott Németh Gábor a Schneider Electric szolgáltatási igazgatója a BME Nagyfeszültségű Laboratóriumának 90. évfordulója alkalmából.

A Schneider Electric a laboratórium 600 kV-os transzformátorának primer és szekunder berendezései felújításához járult hozzá. A támogatás olyan vizsgálati infrastruktúra megújítását segítette, amely a mérnöki tudás elmélyítésében és a gyakorlati tapasztalatszerzésben is fontos szerepet tölt be.

A vállalat szemléletében a meglévő infrastruktúra korszerűsítése az energiaátmenet fontos része. A korábban létrehozott műszaki értékek megőrzése és megújítása lehetőséget teremt arra, hogy a berendezések a változó igényeket is kiszolgálják. A laboratórium támogatásával a Schneider Electric saját műszaki tapasztalatát állította e közös cél szolgálatába.

A BME-vel folytatott együttműködés az oktatásra is kiterjed. Az egyetem és a Schneider Electric munkatársai 2025-ben közösen dolgoztak ki egy, az adatközpontok ellátási láncainak zavarait modellező szimulációt. A hallgatók ennek segítségével megtapasztalhatták, hogy egy-egy beszerzési döntés miként befolyásolja egy teljes rendszer működését.

Az együttműködés 2026 tavaszán a BME Procurement Excellence Programme elnevezésű beszerzési képzési programjának elindításával bővült. A Schneider Electric szakértői tananyagfejlesztéssel és gyakorlati tapasztalataik megosztásával vesznek részt a képzésben, emellett két teljes tantárgyat is kidolgoztak és oktatnak.

A laboratórium fejlesztése és az oktatási együttműködés ugyanazt a törekvést szolgálja: a következő szakembergeneráció biztos elméleti alapokkal, gyakorlati tudással és az összefüggések megértésével kapcsolódhasson be az energia- és ipari rendszerek átalakításába.

További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

Ipar

Több mint frekvenciaváltó: ezt tudja a SINAMICS NextGen

Egységes platformot, beépített biztonsági és kiberbiztonsági funkciókat, valamint egyszerűbb mérnöki munkát is kínál a SINAMICS G sorozat új generációja.

Egy modern gépben vagy gyártósoron a frekvenciaváltónak nem csupán a motor fordulatszámát kell a technológiai feladatnak megfelelően szabályoznia. Alkalmazkodnia kell a változó terheléshez, együtt kell működnie a gép vezérlésével, kommunikálnia kell, adatokat kell szolgáltatnia, miközben a biztonsági és kiberbiztonsági követelményeknek is meg kell felelnie. Mindezek mellett a tervezés és az üzembe helyezés a gépgyártók számára minél egyszerűbb legyen.

Erre az összetett elvárásrendszerre reagál a ‘SINAMICS NextGen’, a Siemens új SINAMICS G generációja. A fejlesztés nem csupán új modelleket, hanem egy egységesebb, skálázható hajtásplatformot jelent, amely a különböző ipari alkalmazásokat közös műszaki és digitális környezetben szolgálja ki.

Négy új taggal bővül a SINAMICS G sorozat

Az új generáció négy terméksorozattal egészíti ki a 2023-ban elsőként bemutatott SINAMICS G220-at, melyek eltérő alkalmazási igényeket fednek le:

SINAMICS G200: Általános ipari feladatokra, például szivattyúk, ventilátorok és szállítószalagok hajtására készült. Kompakt kialakítása és egyszerű üzembe helyezése mellett az energiahatékony motorvezérlésre helyezi a hangsúlyt.

SINAMICS G210C: Kompakt gépekhez fejlesztett változat, amely nagy teljesítőképességet és akár 200%-os rövid idejű túlterhelhetőséget kínál, így az indítási és terhelési csúcsokat is képes kezelni.

SINAMICS G210: Sokoldalú hajtás gép- és anyagmozgatási, anyagfeldolgozási, valamint egyszerű pozicionálási feladatokhoz.

SINAMICS G210X: Elsősorban infrastrukturális alkalmazásokhoz optimalizált változat, speciális funkcióival főként szivattyúk, ventilátorok és kompresszorok vezérlésére.

A négy új típus és a korábban bevezetett zászlóshajó SINAMICS G220 együtt alkotja az új frekvenciaváltó platformot, amely az általános ipari feladatoktól a speciálisabb gépészeti alkalmazásokig kínál megoldásokat.

Kiberbiztonság és digitális integráció

Az új sorozatban a biztonság is kiemelt szerepet kap. A hajtások integrált biztonsági képességei elérhetik az SIL 3 szintet, így bizonyos védelmi funkciók külső komponensek nélkül, közvetlenül a hajtásban valósíthatók meg.

A kiberbiztonsági megoldások megfelelnek az IEC 62443-4-2 szabvány második biztonsági szintjének, fejlesztésüknél pedig az EU új kiberreziliencia-rendeletének (Cyber Resilience Act, CRA) követelményeit is figyelembe vették. Ez a hálózatba kapcsolt ipari berendezések védelmében kiemelt jelentőségű.

A hajtások közvetlenül illeszthetők a Siemens TIA Portal mérnöki rendszerébe, így konfigurálásuk és felügyeletük egy közös szoftverkörnyezetben végezhető. A beépített webszerver és az OPC UA kommunikáció egyszerűsíti az adatgyűjtést és a diagnosztikát. A működési adatok az energiafelhasználás követését, az állapotfelügyeletet és az előre tervezett karbantartást is támogathatják.

Hol helyezkedik el az új SINAMICS G sorozat a Siemens hajtásportfóliójában?

A SINAMICS G a Siemens általános célú ipari frekvenciaváltó-családja. Az egyszerűbb alkalmazásokhoz a SINAMICS V20 kínál költséghatékony megoldást, míg a nagyobb teljesítményű vagy összetettebb feladatokat a SINAMICS G130/G150, illetve a szervo hajtások SINAMICS S családja szolgálja ki. A frekvenciaváltók a gyártósorok szállítópályáitól és csomagológépeitől a szivattyúkon, ventilátorokon és kompresszorokon át számos ipari területen használatosak. A szervohajtások elsősorban precíziós pozicionálási és akár többtengelyes gépvezérlési feladatokat látnak el.

A szervo hajtásrendszer része a SIMOTICS szervomotor, amelyhez bizonyos esetekben a SIMOGEAR mechanikus hajtóművet kell alkalmazni. Speciális hajtástechnikai rendszert alkot a SIMATIC MICRODRIVE és a SIMOTICS E motor, amelyek kompakt, törpefeszültségű speciális hajtások területét képviselik. Alkalmazásukkal mozgathatók például az intralogisztika önjáró platformjai (AGV), a kórházi diagnosztika képalkotó gépei (MRI), vagy más különleges környezetben, akár akkumulátorról működtetett gépek.

A Siemens így nemcsak önálló hajtáselemeket, hanem integrált hajtástechnikai rendszereket is kínál, melyek szervohajtásokból és szervomotorokból, frekvenciaváltókból, hajtóművekből és digitális eszközökből épülnek fel.

Több mint új frekvenciaváltó

A SINAMICS G új generációja jól szemlélteti az ipari hajtástechnika fejlődési irányát: a motorvezérlés mellett egyre fontosabb a biztonság, kiemelten az új kiberbiztonság, az energiafelhasználás átláthatósága és a digitális integráció. A Siemens célja, hogy a hajtások ne elszigetelt komponensként, hanem a teljes gép vagy gyártóberendezés egységes digitális környezetbe illeszkedő részeként működjenek.

További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!