Selbstoptimierende und bedarfsgerechte Steuerungsstrategien für Werkzeugmaschinen zur Steigerung der Energieeffizienz:
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| Published: |
Aachen
Apprimus-Verl.
2013
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INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT I
ABBILDUNGSVERZEICHNIS VII
TABELLENVERZEICHNIS XI
FORMELZEICHEN UND ABKUERZUNGEN XIII
1 EINLEITUNG 1
2 STAND DER TECHNIK ENERGIEEFFIZIENTER WERKZEUGMASCHINEN 5
2.1 VERWENDUNG UND DEFINITION DES BEGRIFFS ENERGIEEFFIZIENZ 5
2.1.1 DER REBOUND-EFFEKT 7
2.1.2 VERWANDTE BEGRIFFE 7
2.2 NC-GESTEUERTE WERKZEUGMASCHINEN 7
2.2.1 FUNKTIONALE EIGENSCHAFTEN UND ANFORDERUNGEN 8
2.2.2 KLASSIFIKATION UND GRUPPIERUNG VON ENERGIEVERBRAUCHERN 8
2.2.3 ENERGIE VERBRAUCHENDE MASCHINENKOMPONENTEN 9
2.3 ANSAETZE ZUR STEIGERUNG DER ENERGIEEFFIZIENZ 14
2.3.1 ENERGIEEFFIZIENTE KOMPONENTEN 16
2.3.2 RUECKSPEISUNG UND ZWISCHENSPEICHERUNG VON BREMSENERGIE 16
2.3.3 BEDARFSGERECHTER ENERGIEEINSATZ 16
2.3.4 ENERGIEEFFIZIENTE SYSTEMGESTALTUNG 17
2.4 ENERGIEMANAGEMENT VON WERKZEUGMASCHINEN 17
2.4.1 ABSCHALTEN VON KOMPONENTEN NACH VORDEFINIERTER LEERLAUFZEIT 17
2.4.2 TERMINIERUNG VON AUTOMATISCHEM WARMLAUF 17
2.4.3 MODELLIERUNG VON WERKZEUGMASCHINEN ZUR QUANTIFIZIERUNG VON
ENERGIEVER BRAEUCHEN 18
2.4.4 DATENERFASSUNG UND MONITORING 20
2.4.5 NETZWERKPROFILE ZUM ENERGIEMANAGEMENT VON MASCHINEN UND ANLAGEN .
. . . 20
2.5 SELBSTOPTIMIERUNG IM MASCHINENBAU 22
2.5.1 DAS OPERATOR-CONTROLLER-MODUL (OCM) 23
2.5.2 SICHERHEITSASPEKTE 23
2.5.3 METHODEN DER MODELLBILDUNG VON SYSTEMEN 24
2.6 BESTEHENDE DEFIZITE - ZWISCHENFAZIT 26
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IMAGE 2
I I N H A L T S V E R Z E I C H N I S
3 ZIELSETZUNG UND VORGEHENSWEISE 2 9
3.1 ZIELSETZUNG 29
3.2 VORGEHENSWEISE 30
4 ANALYSE DER ENERGIEBILANZ UND ANSAETZE ZUR SELBSTOPTIMIERUNG 3 3
4.1 WIRKUNGSKETTE DES ENERGIEVERBRAUCHS VON WERKZEUGMASCHINEN 33
4.1.1 ENERGIEVERLUSTE UND EINSPARPOTENZIALE 36
4.2 BEZIEHUNGEN ZWISCHEN MASCHINENOPERATIONEN UND VERSORGUNGSSYSTEMEN 37
4.3 ENERGETISCHES VERHALTEN VON MASCHINENACHSEN 41
4.4 DIE NC-STEUERUNG ALS MESSDATENERFASSUNGSSYSTEM 45
4.4.1 AUFBAU UND ABLAUF DES AUFZEICHNUNGSSYSTEMS 45
4.4.2 ABTASTUNG UND AUFZEICHNUNG 46
4.4.3 ANALYSE DER MESSDATEN 46
4.5 ZWISCHENFAZIT 47
5 SELBSTOPTIMIERUNG DER ENERGIEVERSORGUNG VON MASCHINENKOMPONENTEN 4 9
5.1 MODELLIERUNG VON VERSORGUNGSSYSTEMEN 49
5.1.1 FUNKTIONALE ZUSTANDSMASCHINE FUER TEILSYSTEME 49
5.1.2 VEREINFACHTE FUNKTIONALE ZUSTANDSMASCHINE 52
5.1.3 NUTZUNG VON INDUSTRIELLEN STANDARDNETZWERKPROFILEN 54
5.2 SIMULATION DES ENERGIEMANAGEMENTS EINES VERSORGUNGSSYSTEMS 54
5.2.1 DIE REAKTIVE STEUERUNG 57
5.2.2 DIE PRAEDIKTIVE STEUERUNG 58
5.2.3 VERGLEICH DER STEUERUNGSSTRATEGIEN 59
5.3 MODELLIERUNG DES NUTZUNGSPROFILS VERSORGTER MASCHINENKOMPONENTEN 62
5.3.1 DATENERFASSUNG UND -VORBEREITUNG 63
5.3.2 STATISTISCHE ANALYSE DES NUTZUNGSPROFILS 64
5.3.3 BEREITSTELLUNG DES NUTZUNGSPROFILS 67
5.3.4 BEWERTUNG DES VERFAHRENS ZUR MODELLBILDUNG 67
5.4 EINSATZ DES OPTIMIERUNGSSYSTEMS 69
5.4.1 STRUKTUR UND AUFBAU DES OPTIMIERUNGSSYSTEMS 69
5.4.2 ABBILDUNG DES SELBSTOPTIMIERUNGSKREISLAUFES 73
5.5 SYSTEMBEWERTUNG 74
5.5.1 ANWENDUNGSFALL: HYDRAULIKAGGREGAT MIT SPEICHERLADESCHALTUNG 74
5.5.2 ANWENDUNGSFALL: ACHSE-HALTEBREMSE-SYSTEM 75
5.6 ZWISCHENFAZIT 77
6 SELBSTOPTIMIERUNG DES ENERGIEVERBRAUCHS A U F DER PROZESSLEITEBENE 7 9
6.1 AUTOMATISCHE ANALYSE VON PRODUKTIONSVERLAEUFEN 81
6.1.1 DATENERFASSUNG 81
6.1.2 SIGNALVERARBEITUNG UND MUSTERERKENNUNG 83
6.2 TERMINIERUNG VON PAUSEN DES BETRIEBSMITTELS 89
6.3 AUSFUEHRUNG DES ENERGIEMANAGEMENTS 89
6.4 EINSATZ DES OPTIMIERUNGSSYSTEMS 91
IMAGE 3
I N H A L T S V E R Z E I C H N I S V
6.4.1 STRUKTUR UND AUFBAU DES OPTIMIERUNGSSYSTEMS 91
6.4.2 ABBILDUNG DES SELBSTOPTIMIERURIGSKREISLAUFES 94
6.5 SYSTEM BEWERTUNG 95
6.5.1 DREHMASCHINEN IN EINER GROSSSERIENFERTIGUNG 95
6.5.2 DREHMASCHINE IN EINER KLEINSERIENFERTIGUNG 96
6.6 ZWISCHENFAZIT 98
7 NUTZUNG UND ABGRENZUNG SELBSTOPTIMIERENDER WERKZEUGMASCHINEN 1 0 1
7.1 FERTIGUNGSPROFIL UND ANWENDUNGSPOTENZIAL 101
7.2 AKTEURE DER UMSETZUNG UND ANWENDUNG 103
7.3 VERLAESSLICHKEIT SELBSTOPTIMIERENDER WERKZEUGMASCHINEN 104
7.3.1 WECHSELWIRKUNGEN MIT DER ZUVERLAESSIGKEIT 106
7.3.2 WECHSELWIRKUNGEN MIT DER SICHERHEITSTECHNIK 109
8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 1 1 1
A TECHNISCHEN DATEN DER VERWENDETEN WERKZEUGMASCHINEN 115
A . L BEARBEITUNGSZENTRUM BA S03-11 115
A.2 HORIZONTAF-BEARBEITUNGSZENTRUM DMC 80 H DUOBLOCK 117
A.3 DREHMASCHINE GILDEMEISTER CTX 400 SERIE 2 118
A.4 DREHMASCHINE GILDEMEISTER CTV 200 119
B SOFTWAREMODELLIERUNG DES SELBSTOPTIMIERUNGSSYSTEMS 1 2 1
B.L VERSORGER-CONTROLLER 121
B.2 SELBSTOPTIMIERUNG DER ENERGIEVERSORGUNG 123
B.3 DATENSPEICHERUNG UND -AUSTAUSCH 125
C DATEN UND VERTEILUNGEN DER SIMULATION EINES FERTIGUNGSBETRIEBS 127
C.L BETRIEBSZEITEN 127
C.2 WAHRSCHEINLICHKEITSVERTEILUNGEN 127
C.3 ARBEITSSCHRITTE DES MASCHINENBEDIENERS 128
C.4 UML-MODELLIERUNG 129
LITERATURVERZEICHNIS 1 3 1
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