A hidraulikus technológiákat az élet rengeteg területén használják: alapvetően egy mechanikus megoldásról van szó, amelyet azonban fel lehet vértezni a digitalizáció eszközeivel is.
Nagyon leegyszerűsítve a hidraulika lényege, hogy különféle folyadékokat fog munkára, pontosabban ezeket – például vizet vagy olajat– közvetítő közegként használva továbbítja a befektetett erőt, energiát. Emiatt nem túlzás kijelenteni, hogy évezredes módszerről van szó – már az ókori Mezopotámiában és Egyiptomban is alkalmazták – noha, természetesen, modern formájában körülbelül a 20. század közepe óta ismerjük és használjuk.
Manapság a szakemberek természetesen a hidraulika már ez utóbbi változatával dolgoznak, fejlesztik az olyan megoldásokat, mint például a közelmúltban újranyitott Operaház színpadát megmozgató hidraulikus berendezés, de említhetnénk jó néhány hazai vízügyi létesítményt is, ahol ezek a kivételes mérnöki teljesítményt jelentő eszközök elképesztő tömegeket mozgatnak meg nap, mint nap. Szerettünk volna többet megtudni a hidraulika erejéről, ezért leültünk beszélgetni Berkes Norberttel, a Bosch Rexroth kiemelt projektekkel foglalkozó csapatvezetőjével és Sas Zoltán IoT rendszertervező mérnökkel, akik további érdekességeket is elárultak a technológiáról.
A London Eye és a Panama-csatona zsilipjének közös nevezője
„A modernkori hidraulikát az 1950-es évektől datálhatjuk, akkor jelent meg az iparban, illetve a cégünk, a Bosch Rexroth jogelődje is ekkor lépett ki a piacra, innentől kezdve számíthatjuk, hogy a cég hidraulikus berendezések tervezésével és forgalmazásával foglalkozik” – mondta Berkes Norbert. „Hidraulikáról egyébként akkor beszélhetünk, ha egy munkafolyadék által létrehozott erőátalakító mozgásokat valósítunk meg. Ennek két felhasználása van: ipari termelőberendezésekben vagy mobil alkalmazásban, építőipari gépekben, szállító vagy mezőgazdasági járművekben alkalmazzák. Fontos megjegyezni, hogy amikor mi hidraulikáról beszélünk, ott mindig olaj a munkafolyadék – van, amikor hidraulika alatt vízzel működtetett technológiát értenek, de nálunk csak az olaj jön szóba. Ezek a legtöbbször ásványolajok, de a környezetvédelmi szempontok miatt ma már vannak olyan olajok is, amelyek biológiailag lebomlóak.”
A szakember több ismert példát is említett, amelyeket egyaránt a Bosch Rexroth hidraulikus berendezései mozgatnak, ilyen például a London Eye, azaz a brit főváros jellegzetes óriáskereke, vagy a tőszomszédságában álló Tower Bridge felnyitható hídszerkezete, amelyet szintén a cég hidraulikus megoldásai mozgatnak.
„Említhetném az Eiffel-torony nyugati liftjét is, ha pedig „átevezünk” az amerikai kontinensre, a Panama-csatorna hajózsilipjének a mozgatását is a mi hidraulikus megoldásaink teszik lehetővé” – tette hozzá Berkes Norbert. „Akárcsak a svájci Szent Gotthard-alagút építésekor használt alagútfúró berendezést. Hazánkban is vannak hasonló nagyszabású projektek, melyekre nagyon büszkék vagyunk, például a március 15-én átadott Operaház színpadának a mozgatása is Bosch Rexroth hidraulikával történik.”
Hogy működik ipari környezetben?
A szakember hangsúlyozta, hogy a hidraulikus megoldásokat főleg ipari környezetben használják még, széles körben: szerszámgépekben, présgépekben – például az autóiparban, a karosszériagyártók is hidraulikus technológiát vetnek be a lemezek megmunkálására.
„Két alapvető változata van: amikor lineáris mozgást szeretnénk megvalósítani, ilyen egy présgép, vagy egy zsilipkapu nyitása, vagy ha forgómozgásra volna szükség, mint egy óriáskerék hajtásánál vagy egy alagútfúró berendezésnél” – tette hozzá Berkes Norbert.
A technológia nagy előnye az úgynevezett teljesítménysűrűség, ami óriási erő kifejtését teszi lehetővé, anélkül, hogy óriási eszközöket kellene beépíteni a rendszerbe, ugyanis a nyomás és a felület függvényében akár egészen szélsőséges erőhatásokat is el lehet érni hidraulika segítségével – ráadásul mindezt szabályozható, kontrollálható formában.
„Magyarországon a legfontosabb hidraulikus berendezések a vízügyi létesítményekben, vízerőművekben, hajózsilipekben, duzzasztóművekben találhatóak” – tette hozzá Berkes Norbert. „A hidraulikát ezeken a helyeken a turbinák szabályozásához, vagy a zsilipkapuk mozgatásához használják, de van az országban a Tower Bridge-hez hasonló billenőhíd, ott is alkalmazzák. A technológiának árvízvédelmi szempontból kulcsfontosságú szerepe van, de használják energiatermelési feladatok ellátására és a hajóközlekedés sem működhetne nélküle. Ezen a ponton fontos rámutatni, hogy a hasonló berendezéseknél mindig hosszú távú működtetésről van szó, hiszen a hasonló létesítményeknek több évtizedes életciklusa van, ezért megbízható, robusztus kialakítású egységeket kell tervezni, mert alapkövetelmény, hogy ilyen hosszú időn át problémamentesen működjenek.”
Fejleszteni, a biztonságot szem előtt tartva
A hatékonyság mellett a biztonság is kulcsfontosságú, az olyan rendszereknél is, ahol nem vízügyi műtárgyakról vagy más, szigorúan kontrollált ipari környezetről van szó.
„Mindenhol igaz, hogy a biztonság az első, de színházi környezetben kiemelten fontos” – mutatott rá Berkes Norbert. „Az ipari környezetben ugyanis a munkavédelmi protokollokkal is lehet védekezni az esetleges balesetek ellen, a színpadnak viszont éppen az a lényege, hogy a színész rajta áll és a nézőknek látniuk kell, miközben a színpad mozog, forog vagy épp emelkedik. Ezért kiemelten fontosak a magasszintű biztonságtechnikai elvárások, amiknek meg kell tudni felelni és mi meg is felelünk.
Fenntartható technológia
Napjainkban egyre fontosabbá válik a fenntarthatóság és az energiahatékonyság, a jó hír, hogy a hidraulikus technológiáknál ez a lehetőség sokszor adott, sőt, a Bosch Rexroth szakemberei mindezt szem előtt tartva már azelőtt elkezdtek ilyen rendszereket tervezni, hogy a fenntarthatóság, mint hívószó előkerült volna.
„A hidraulikus energiához természetesen áramra van szükség, ami jöhet megújuló forrásokból is” – mondta Berkes Norbert. „Ha pedig erről van szó, meg kell említenünk a szélerőműveket is, mivel ott is használnak Bosch Rexroth hidraulikát a lapátszögek állítására vagy a szélkerék szélirányba állítására. Visszatérve az energiahatékonyságra, mi mindig úgy tervezzük meg a rendszereket, hogy azok hatékonyak legyenek, de – alkalmazástól függően – az energiavisszatáplálás lehetőségét is képesek vagyunk megteremteni. Egy cementgyárnak például terveztünk egy úgynevezett vagonbuktató berendezést. Ez arra szolgál, hogy a vagont ne markolóval kelljen kipakolni, hanem egyszerűen felemelik és kiborítják a tartalmát egy silóba. Amikor viszont a billenőszerkezet visszaáll alapállapotba, akkor a vagon súlyát arra használjuk, hogy ezt az energiát visszatápláljuk a rendszerbe. A mobil hidraulikáknál pedig említhetnénk például a hulladékgyűjtő járműveket, amelyek sajátossága, hogy elindulnak, majd lefékeznek, majd újra elindulnak, és így tovább – ezeknél a fékenergiát hidraulika segítségével tudjuk visszatáplálni.”
Hidraulika és az Ipar 4.0
A fenntarthatóság mellett az Ipar 4.0 napjaink egyik gyakori kulcsszava, amelynek lényege, hogy a digitalizáció, a digitális eszközök segítségével tegyenek hatékonyabbá bizonyos ipari folyamatokat. Itt a fontos kérdés, hogy egy alapvetően fizikai, azaz analóg technológiát hogyan lehet „felturbózni” a digitalizáció eszközeivel.
„Kettéválasztanám a kérdést, vannak ugyanis a már meglévő rendszerek, amiket okos megoldásokkal látunk el, ez az úgynevezett retrofitting, erre is van a Bosch Rexrothnak megoldása” – magyarázta Sas Zoltán. „A másik eset, amikor új rendszereket tervezünk, ezeknél már eleve betervezzük azokat a komponenseket, amelyek képesek az adatok gyűjtésére, továbbítására és feldolgozására. Az első esetnél a vezérlést „okosíthatjuk”, ami lehet kézi vezérlés is. Beépíthetünk PLC-nek nevezett logikai vezérlőket, és a bennük levő kommunikációs protokollokat lehet „összeházasítani” a végfelhasználók által használt platformokkal. Ilyenkor a PLC-k adatokat gyűjtenek különféle szenzoroktól, figyelmeztetésekről, hibajelzésekről vagy a rendszer állapotáról. Ezeket mind ki tudjuk gyűjteni, tárolni és különféle alkalmazásokban felhasználni. Így olyan hibrid rendszerek jöhetnek létre, ahol visszanézhetőek az adatok vagy azonnal elérhetőek a vészjelzések – például egy külső szondarendszer tud jelezni, a vízszint állapotáról, ez főleg a vízügyi projekteknél rendkívül fontos. Az adatgyűjtés óriási segítséget jelent, mivel így látni lehet, hogy bizonyos események milyen korrelációban állnak egymással és ezek alapján lehet optimalizálni a működtetést.”
„Van is erre egy jól kitalált szlogenünk: mi ma akarjuk tudni, hogy mi fog történni holnap” – tette hozzá Berkes Norbert. „Az adatokat, amiket gyűjtünk ugyanis megfelelően kell tudni felhasználni, értékelni – ebbe akár a mesterséges intelligencia is becsatlakozhat. Mindig az a nagy kérdés, hogy mihez kezdünk az adatokkal – mi arra törekszünk, hogy biztosítani tudjuk az eszközök rendelkezésre állását és előrejelzéseket tudjunk adni a működésről, ezzel ugyanis nagyobb kárt is meg lehet előzni, de azt is, hogy a gépek meghibásodás miatti termeléskiesését minimalizáljuk, mivel a megfelelő előrejelzések alapján időben be lehet avatkozni, ha szükség van rá.”
„A megelőzés a kulcs, amivel tervezhetővé válik az üzemeltetés” – mutatott rá Sas Zoltán. „Norbi jól mondta, a hosszú távú adatgyűjtéssel a típushibákat jól lehet előrejelezni, a folyamatosan növekvő adatállomány pedig a tervezéshez nyújt nélkülözhetetlen segítséget. Ez egy előre mutató körfolyamatot eredményez, aminek óriási ereje, hogy növeli a termékeink megbízhatóságát. Ráadásul lehetőséget kapunk a távoli monitoringra, diagnosztikára, így akár telefonon is tudunk tanácsot adni, vagy akár teljes szerviznapokat megspórolni, ami mindenkinek könnyebbséget jelent, a költségeket és a hatékonyságot tekintve. Azért is fontos ez, mert sokszor egyedi gyártású, speciális alkatrészeket használunk, ilyenkor pedig nem lehet csak simán lekapni egy cserealkatrészt a polcról, ha valami meghibásodik. Ha viszont előre látjuk, hogy mire lehet számítani, sokkal tervezhetőbbé válnak a folyamatok és kevesebb a leállás, kiesés, biztonságosabb az üzemeltetés.”
„Ez megint csak kulcsfontosságú, hiszen az állásidő minimalizálása, a termelékenység fokozása hatalmas előnyt és akár konkrétan pénzt jelent a partnereinknek” – hangsúlyozta Berkes Norbert. „A másik nagyon lényeges tényező, hogy ha a rendszeremről vannak információim, akkor fontos, hogy azt bárhonnan el tudjam érni. Ma már egy középkategóriás autónál is lehetséges a telefonomon figyelni a guminyomást, az olaj élettartamát és hasonló tényezőket. A digitalizáció tehát már a hétköznapi életben nélkülözhetetlen, hiszen telefonnal fizetünk, azon foglalunk szállást és még sorolhatnám. Az iparban a digitalizációnak ezek az eszközei épp most terjednek el és válnak hétköznapi gyakorlattá.”
„Az analóg rendszerek digitalizációjában, az említett retrofittingben nagy segítség, hogy a Bosch Rexroth termékpalettájában már megtalálhatóak azok a technológiai megoldások, amelyek szükségesek hozzá, hogy „beszélgessünk” a betervezett eszközökkel” – tette hozzá Sas Zoltán. „Azaz, minden elem adott nálunk, hogy a partnereink igényeinek megfelelő rendszereket tudjunk építeni. A Bosch Rexroth szakértelme jelenti a hozzáadott értéket, hogy a szakértőink pontosan tudják, hogyan kell ezeket az építőkockákat megfelelően összeilleszteni.”
A tartalom a Bosch Rexroth Kft. megbízásából, a HVG BrandLab produkciójában készült. A cikk létrehozásában a HVG hetilap és a hvg.hu szerkesztősége nem vett részt.
