Systeemarchitectuur hydrauliek: kracht en perfectie van de eenvoud

Transcriptie

1 Systeemarchitectuur hydrauliek: kracht en perfectie van de eenvoud [tekst] Martin Franke, Beta Public Relations [foto s] Henk Riswick Fotografie Het rondetafelgesprek Systeemarchitectuur in de hydrauliek werd samen met FEDA en VPH georganiseerd, vooruitlopend op de Dutch Fluid Power Conference 2016 Op 10 november staat het onderwerp systeemarchitectuur in de hydrauliek centraal tijdens de Dutch Fluid Power Conference Vooruitlopend hierop organiseerde AT-Aandrijftechniek een rondetafelgesprek over dit onderwerp. Wat betekent de combinatie van hydrauliek en elektronica voor de systeemarchitectuur? Welke technische ontwikkelingen vinden plaats en welke rol spelen energie-efficiëntie en kostenbesparingen bij de keuze voor een architectuur? Deze en tal van andere vragen werden beantwoord tijdens het rondetafelgesprek. Hydrauliek en elektronica wie kon 25 jaren geleden vermoeden dat beide begrippen inmiddels onlosmakelijk met elkaar zijn verbonden? Twee volledig andere werelden groeiden in ruim twee decennia dicht naar elkaar toe. Denk daarbij maar eens aan de besturing van de installaties zelf die meer en meer door PLC s, servo s, proportionele techniek, sensoren en softwarehulpmiddelen op de PC is overgenomen. Toch hoor je nog regelmatig kritische geluiden. Hoe moeten we die beoordelen? Is de elektronica een zegen voor de hydrauliek of brengt het alleen maar rampspoed? Joris Hiddema van 16

2 TECHNIEK Hydraulisch AGCO is daar vrij helder in: Elektronica zorgt absoluut voor een verbetering van de hydrauliekwereld. Sterker nog: hij kan eigenlijk niet meer zonder. Wie niet tijdig op die eenwording inspeelt, mist in de zeer nabije toekomst kansen. De hybride oplossingen die nu al overal verschijnen, bewijzen de kracht van deze combinatie. Je merkt daarbij dat de hydrauliek een nieuwe fase ingaat waarbij met name in de nauwkeurigheid grote vooruitgang wordt geboekt. Als producent van onder meer landbouwtrekkers hebben we al zeer goede ervaringen met softwaretools. Waar we vroeger veel tijd nodig hadden voor de juiste hydrauliekinstellingen, doen we dat nu voor 95% van achter de computer. De grote uitdaging daarbij wordt de vraag hoe je de juiste data te pakken krijgt voor de correcte instellingen. Daar moet je actief achteraan. Nog niet alle bedrijven en leveranciers hebben die stap gemaakt; in bepaalde gevallen zelfs bewust om voor de hand liggende redenen. Eddy Tollenaar van Noote boom: Met onze trailers zitten we in een betrekkelijk traditionele markt. Je wilt niet met een trailer of oplegger stil komen te staan op een kruispunt. Daarom wordt nog in hoofdzaak op hydrauliek vertrouwd. Dat neemt echter niet weg dat hieraan dankzij elektronica steeds meer features worden toegevoegd en ook veel meer kan. Het stelt echter wel eisen aan de mensen die ermee werken. Bij ons draait het in principe om een mechanische constructie die we met behulp van hydrauliek bewegen en besturen. Indien men de hydrauliek vervolgens weer met software of elektronica gaat aansturen dan vraagt dit om specialisten die van drie werkvelden verstand moeten hebben. voor meer nauwkeurigheid en betrouwbaarheid maar is niet of nauwelijks tastbaar te maken. In de wereld van de hydrauliek is dat nog wel even wennen. Arjan Coppens, FEDA, vult aan: Hydrauliek is toch een beetje de wereld van ruiken, voelen en proeven. Daar moet je je als jongere door aangetrokken voelen en het enigszins in de vingers hebben. Nu hydrauliek en elektronica steeds nauwer met elkaar verbonden raken, heb je ook mensen nodig die in beide werelden mee kunnen komen. Je moet eigenlijk weten wat en hoe er allemaal met software mogelijk is, maar je moet tegelijkertijd precies weten welke gevolgen dat voor de hydrauliekpraktijk heeft. Daar ontbreekt het alleen nog wel aan, vult Ivo Willemsen van Motrac aan. Wij zijn eigenlijk al in de fase waarin hydrauliek en elektronica één zijn. De gemiddelde nieuwe werknemer moet echter meestal nog altijd onderaan beginnen. Eerst hydrauliek leren kennen, dan elektronica en vervolgens de combinatie daarvan. Dat maakt een horizontale instroom van nieuwe mensen met afdoende kennis binnen onze tak van sport maar zelden mogelijk. Joris Hiddema constateert ook dat lang niet altijd het geduld aanwezig is om een goede engineer te worden. Om volwaardig engineer te worden, moet je van alle aspecten op de hoogte zijn. Dat kan soms heel wat jaren vergen. Steeds minder jongeren voelen daarvoor. Die willen zo snel mogelijk manager zijn. Bovendien zijn er Rondetafelgesprek Het rondetafelgesprek Systeemarchitectuur in de hydrauliek werd samen met FEDA (Federatie Aandrijven en Automatiseren) en VPH (Vereniging Platform Hydrauliek) georganiseerd. Het gesprek stond onder leiding van Ad Spijkers. Aan de discussie werd deelgenomen door Ivo Willemsen van Motrac Hydrauliek, Eddy Tollenaar van Nooteboom Trailers, Joris Hiddema van AGCO Netherlands, Maarten Kuijpers van Bosch Rexroth en Arjan Coppens namens de FEDA. Eddy Tollenaar: Eenvoud bepaalt de kracht van het hydraulische systeem. niet veel bedrijven die een echte techneut het salaris van een manager wil betalen. Techniek als black box Om in die positie van hydrauliekspecialist te komen, is al de nodige bagage nodig. Is dat wel aanwezig; zijn hydrauliekspecialisten voldoende op de hoogte van componenten en hun eigenschappen? Denk daarbij aan schotten-, tandwiel- en axiale plunjerpomp, servo- en proportionele kleppen. Arjan Coppens: De kennis op detailniveau wordt wel steeds minder. Daar staat tegenover dat die kennis ook steeds makkelijker te vergaren is. Overal op internet is voldoende informatie over allerhande componenten te vinden. Wat ik vervelender vind is het verdwijnen van passie. In landen om ons heen zijn technici gepassioneerder als het om hydraulische techniek gaat. Daar zullen we ook als branche onze verantwoordelijkheid moeten nemen. Ivo Willemsen: Voor veel Kennisniveau als uitdaging Dergelijke vernieuwende en in sommige gevallen meervoudige technologie vergt ook de nodige knowhow. Is die kennis in voldoende mate aanwezig? Is de hydrauliekspecialist van vandaag thuis in de wereld van elektronica en andersom? Eddy Tollenaar vervolgt: De afgelopen 10 jaar zie je dat de jeugd gegrepen wordt door softwarehulpmiddelen. Daar gaat hun belangstelling naar uit. Je moet echter ook de praktische kant ervan kennen. Dat is helaas bij veel minder jongeren het geval. Maarten Kuijpers van Bosch Rexroth herkent dat: Er is een groot verschil tussen jongeren met een hardware- of software-achtergrond. Software zorgt 4 september 2016 AT AANDRIJFTECHNIEK 17

3 Bij landbouwmachines is betrouwbaarheid een kritische eigenschap. Als een agrariër met een machine het land op gaat, dan moet die machine werken; hoe intensief hij op dat moment ook wordt belast (foto: AGCO) technici wordt de techniek of een systeem steeds vaker een black box. Werkt het niet meer of moet het anders, dan haal je de black box eruit en gaat er een nieuwe in. Daardoor verdwijnt ook de kennis van de verschillende componenten die het systeem vormen. Die trend zorgt bovendien voor de nodige inefficiëntie. Joris Hiddema licht toe: Wanneer in verschillende landen een vergelijkbaar project wordt uitgevoerd, bijvoorbeeld de ontwikkeling Joris Hiddema: Hydrauliekwereld kan niet meer zonder elektronica. van een hydraulische aandrijving van een machine, dan kunnen de uitkomsten tot wel 30% verschillen. Dat is volgens mij te wijten aan de afnemende kennis van en passie voor het vakgebied hydrauliek. De snelle ontwikkelingen in de techniek versterken dat effect nog eens. Maarten Kuijpers: De ontwikkelingen gaan steeds sneller waardoor de traditionele stap van specialist naar generalist moeilijker wordt. Toepassingsomgeving bepalend Die generalist en specialist zijn beide nodig voor een optimale systeemarchitectuur. Het is de architectuur die uiteindelijk de Total Cost of Ownership van een product, systeem of toepassing bepaalt. Leeft dat begrip ook daadwerkelijk bij de ontwikkeling van hydraulische systemen of wordt er alleen gedacht in gemakkelijke en goedkope oplossingen? Eddy Tollenaar: Bij alle ontwikkelingen die wij doen, staat de Total Cost of Ownership steeds centraal. Voor ons geldt daarbij dat de eenvoud de kracht van het hydraulische systeem bepaalt. Joris Hiddema vult aan: In hoeverre de TCO leidend is voor de systeem- of productontwikkeling, hangt af van de markt die je als bedrijf bedient. Voor onze producten is de betrouwbaarheid een kritische eigenschap. Als een agrariër met een machine van ons het land op gaat, dan moet die trekker werken; hoe intensief hij op dat moment ook wordt belast. Omdat je wel merkt dat machines voor verschillende doeleinden worden toegepast, hebben wij een onderverdeling gemaakt in machines met lowspecs, mid-specs en high-specs. Zo kan voor iedere klant een passende oplossing worden geleverd. Regelgeving werpt drempels op Niet alleen de kosten, ook de wetgeving in de vorm van de Machinerichtlijn, Richtlijn Drukvaten of ATEX-richtlijn kunnen van invloed zijn op de systeemarchitectuur. In de industrie bijvoorbeeld is de regelgeving uit Brussel ten aanzien van energie-efficiëntie een zegen voor de duurzaamheid, aldus Arjan Coppens. De combinatie van hydrauliek en elektrische regeling biedt daarvoor een prachtige oplossing. Wat wel opvalt is het geringe kennisniveau bij de weten regelgevende instanties. Joris Hiddema vult aan: Dat merk je aan het niveau van bepaalde regelgeving: die is gewoon niet te halen. Het is eerder regel dan uitzondering dat een richtlijn te complex is. En áls je er dan als bedrijf aan voldoet, blijkt dat er helemaal geen toezicht op wordt gehouden. Of de richtlijn wordt in verschillende landen op een andere manier geïnterpreteerd. De kostbare investering die je gedaan hebt om op een bepaald niveau te komen, verdwijnt zo als sneeuw voor de zon. Daar liggen ook kansen voor de branche. Arjan Coppens: Als producenten en machinebouwers zouden wij inderdaad vaker onze stem moeten laten horen 18

4 TECHNIEK Hydraulisch bij de totstandkoming van regelgeving. We moeten onze eigen lobby beter verzorgen. Een platform als CETOP (Comité Européen des Transmissions Oléohydrauliques et Pneumatiques), waar wij als FEDA bij zijn aangesloten, kan daar ook het nodige in betekenen. Opmars hybride systemen De al eerder besproken combinatie van hydrauliek en elektronica tot hybride oplossingen is aan een snelle opmars bezig. Gedreven door regelgeving en de roep om een grotere nauwkeurigheid wordt een steeds groter aantal machinebouwers door het thema hybride gegrepen. Maarten Kuijpers: De gecombineerde krachtdichtheid van hydraulica en de regeltechnische mogelijkheden van elektronica heeft de toekomst. Ivo Willemsen vult aan: Je merkt dat ook aan de manier waarop traditionele hydrauliekbedrijven nu versneld op hybride oplossingen inzetten. Er wordt daar in snel tempo kennis opgebouwd. De toepassingsmogelijkheden nemen daardoor alleen maar toe. Joris Hiddema: Toch zijn er nog veel bedrijven voor wie het een kip-of-ei-verhaal blijft: die kennis is er nog niet voldoende en de bescheiden vraag naar hybride oplossingen rechtvaardigt ook nog niet dat er groots op wordt ingezet. Een fors aantal bedrijven wacht ook af tot er een goede standaard voor wordt ontwikkeld. Met de huidige techniek kunnen wij nog niet voor al onze producten uit de voeten. Een trekker van 50 pk kan nu weliswaar elektrisch worden uitgevoerd, maar voor een trekker van 400 pk zouden we 15 ton aan accu s nodig hebben. We hebben dus nog wel even te gaan, maar zijn tegelijkertijd blij met bedrijven als Tesla. Die vormen een enorme drijfveer voor alle ontwikkelingen op het gebied van elektronica en hybride. Voor een bedrijf als AGCO is dat ontzettend belangrijk: de nauwkeurigheid die met elektronica mogelijk wordt, is precies wat voor precisielandbouw nodig is. enorme besparingen. Wanneer hydrauliek decentraal wordt geregeld via kabels, kunnen de kostenbesparingen in leidingen installatiewerk oplopen tot 30-40%. Het vereist weliswaar meer van de lokale hydrauliek, maar dat weegt op tegen dergelijke besparingen. Eddy Tollenaar: De inzet van communicatiesystemen heeft ook grote gevolgen voor de systeemarchitectuur. Door gebruik te maken van bijvoorbeeld het CAN-bussysteem kan de architectuur worden opgedeeld in kleinere, behapbare delen. Dat brengt modulair ontwerpen en bouwen binnen handbereik. Je kunt bij wijze van spreken nu zelfs 40 hydraulische cilinders parallel laten lopen. Joris Hiddema vult aan: En door de grotere nauwkeurigheid en effi- Ivo Willemsen: Door techniek als black box te zien, verdwijnt ook kennis van systeemcomponenten. Communicatiesystemen Wie elektronica zegt, kan natuurlijk niet om communicatiesystemen heen. In hoeverre kunnen bussystemen, variërend van AS-Interface en CAN tot Profibus, Ether- CAT en Profinet een rol spelen in het systeemontwerp? Helpen deze de kosten voor het aanleggen van leidingsystemen verlagen? Ivo Willemsen: Dergelijke communicatiesystemen zorgen voor Arjan Coppens: Steeds meer mensen nodig die in wereld van hydrauliek én elektronica mee kunnen komen. 4 september 2016 AT AANDRIJFTECHNIEK 19

5 Maarten Kuijpers: Gecombineerde krachtdichtheid van hydraulica en regeltechnische mogelijkheden van elektronica heeft de toekomst. De trailerbouw is een betrekkelijk traditionele markt, waar nog in hoofdzaak op hydrauliek wordt vertrouwd, zeker bij zwaar transport. Dankzij elektronica kunnen er steeds meer features worden toegevoegd (foto: Paul Quaedvlieg) ciëntie komen nog meer besparingen binnen handbereik. Energie-efficiëntie De systeemarchitectuur is tenslotte ook bepalend voor de totale energieconsumptie. Een slim ontwerp zal minder energie verbruiken wanneer dat bijvoorbeeld een evenwichtige combinatie van hydrauliek en elektronica als basis heeft. Terugvoeding via 4-kwadranten frequentieregelaars, supercondensatoren - mogelijkheden om energie te besparen zijn er volop. Worden die mogelijkheden ook benut? Is de ontwerper op de hoogte én is de klant bereid om daarvoor te betalen? Arjan Coppens: Je komt nog steeds veel installaties tegen waar die afweging duidelijk niet is gemaakt. Of waar de weegschaal helemaal naar de andere kant is doorgeslagen. Het komt regelmatig voor dat de systeemontwerper maar Dutch Fluid Power Conference 2016 Systeemarchitectuur in de hydrauliek vormt het centrale thema van de Dutch Fluid Power Conference die op 10 november a.s. in CineMec (Ede) wordt georganiseerd. Organiserende partners FEDA (Federatie Aandrijven en Automatiseren) en VPH (Vereniging Platform Hydrauliek) hebben een fraai programma weten samen te stellen met André Kuipers als keynote speaker. Als astronaut en bekend van zijn werk bij ESA, zal hij uitvoerig ingaan op technologie en innovatie in de ruimte. Maar liefst 14 hydrauliekspecialisten uit het bedrijfsleven en de universitaire wereld behandelen verder alle aspecten van systeemarchitectuur. Deze zevende editie zal meer nog dan voorgaande conferenties de mogelijkheid bieden tot netwerken en kennisdeling. Door het aantal sprekers terug te brengen van twintig naar veertien is meer tijd beschikbaar voor diepgaande discussie en interactie tijdens de presentaties. Ook is meer tijd gereserveerd voor netwerken tijdens pauzes en voor het bezoeken van de Table-Tops. Informatie is te vinden op de website van de Dutch Fluid Power Conference 2016: wat graag het maximale uit de energieefficiëntie wil en kan halen, maar de OEM er niet wil investeren in een duurdere oplossing. Ivo Willemsen: Ik zie dat ook bij de aandrijving van windmolens. OEM ers krijgen een voor de hand liggende en energiebesparende monitoringunit vaak niet verkocht, terwijl in de aftermarket deze alsnog geïnstalleerd wordt. Joris Hiddema heeft positievere ervaringen: Energie is een belangrijk thema bij onze klanten. In oogstmaanden wordt er zoveel dieselbrandstof verbruikt dat iedere besparing welkom is. Men staat daarbij zeker ook open voor de technologische mogelijkheden. Arjan Coppens: Ook gemeentelijke of landelijke politiek kunnen stimulerend werken. Die eisen in specifieke omgevingen of toepassingen een bepaalde energie-efficiëntie. Dat werkt altijd motiverend door op het systeemontwerp. 20