ГИС в городском планировании Вены

Географические информационные системы (ГИС) играют ключевую роль в европейском градостроительстве.

Ярким примером может служить Вена. Городская администрация столицы Австрийской Республики придаёт обработке, анализу и интерпретации ГИС для планирования городской застройки ключевую роль.

Подавляющее большинство данных и информации, с которыми работает управление градостроительства Вены, имеют пространственную привязку. Географические информационные системы ГИС обеспечивают идеальную ИТ-поддержку для объединения статистических или фактических данных с геоданными.

Работа с ГИС позволяет столичным властям проводить мелкомасштабный анализ всей городской территории. Помимо аналитических возможностей, сложный материал данных можно визуализировать с помощью соответствующей графической обработки.

Тематические карты

Тематические карты визуализируют определённую тему, например плотность населения Вены или его средний возраст. Большая часть информации (например, о жилье, инфраструктуре, населении, экономической и социальной статистике) имеет пространственную привязку. Градостроительство представляет эти данные не только в табличной форме, но и пространственно, в виде карты. На следующем этапе можно выявить закономерности распределения или концентрацию населения.

Пространственная аналитика

Городское планирование австрийской столицы требует не только тематических карт для поддержки принятия решений. ГИС-технологии позволяют отображать пространственно-структурные взаимосвязи, которые уже давно известны с научной точки зрения, наиболее эффективным образом. Высококачественные геоданные объединяются с данными статистики населения или городского транспорта, что обеспечивает незаменимую основу для принятия градостроительных решений.

Например, можно проанализировать и оптимизировать доступность города на общественном транспорте. Кроме того, появляется возможность для более точного определения потребностей в медицинских или образовательных учреждениях для отдельных микрорайонов Вены, не говоря уже об эффективном анализе использования таких открытых пространств, как парки с помощью подготовленных моделей. Графическая визуализация позволяет легко воспринимать даже сложные данные.

Визуализация

Не менее важным, чем обоснованный анализ фактов, является их визуализация. Её цель состоит в оптимизации процесса взаимодействия между создателями карт и их пользователями.

Координация и соответствие законодательным требованиям

Четкость и доступность геоданных, а также беспрепятственная интеграция геоданных в хранилище геоданных городской администрации Вены имеют огромное значение.

Документирование метаданных, соответствующее стандартам ISO, и современное моделирование данных являются ключевыми мероприятиями в этом контексте. Кроме того, в последние годы возросли правовые и социальные требования к информации такого рода. Это касается, в частности, возможностей доступа к геоданным, а также самой структуры данных.

-> »

Немецкий взгляд на первичные часы

Первичные часы в немецких часовых системах имеют много синонимов. Иногда их называют ведущими часами или мастер-часами, а также центральными или стандартными часами.

В любом случае главная функция первичных часов остаётся неизменной – они управляют любым количеством вторичных, ведомых или подчиненных часов и, тем самым, обеспечивают высокую синхронность их хода. Это важно для единообразного учета времени на предприятиях, в органах власти, школах и других общественных зданиях. Данный принцип был изобретен и реализован в 1839 году Карлом Августом фон Штейнхайлем.

Впрочем, первичные часы могут иметь и другое значение. Так называют и прецизионные вакуумированные маятниковые часы, в которых, кроме термокомпенсированного секундного маятника больше нет движущихся частей. Во избежание механических помех прочие движущиеся детали размещаются в ведомых часах, которые синхронизируются с ведущими (например, часы Рифлера и Шорта). Такое решение позволило добиться точности хода в пределах 0,01 секунды в сутки задолго до появления кварцевых часов.

Конструкция и функции

Первичные часы являются важнейшим компонентом любой часовой системы, их задача –  управление ведомыми часами и дополнительными сигнальными устройствами. Обычно они устанавливаются не там, где можно увидеть дисплей или циферблат, а в диспетчерской, вместе с другой коммуникационной техникой или электрооборудованием.

Первичные часы имеют особо точный ход в рамках соответствующей технологии. Они состоят из механизма и драйверов для ведомых часовых линий. Через регулярные промежутки времени, обычно каждую минуту, короткий установочный сигнал передается на подчиненные ведомые часы, где с помощью шагового двигателя приводит в движение стрелки. Для уменьшения влияния помех в линии, которые могут нарушить синхронизацию часов, последовательные установочные сигналы посылаются с противоположной полярностью. В старых часах полярность установочного сигнала меняется на противоположную с помощью реле переключения полюсов.

На практике, особенно в разветвленных системах, организуют несколько линий для ведомых часов, к каждой из которых может быть подключено определенное количество вторичных часов. Каждая линия может быть настроена индивидуально. При необходимости линии можно в автоматическом режиме контролировать на наличие таких неисправностей, как короткие замыкания, замыкания на землю или обрывы.

Варианты исполнения

До появления часов с кварцевым управлением механизм главных часов представлял собой точную механику. Скорость хода регулировалась с помощью маятника с высокоточной регулировкой и стабилизировалась посредством вакуумированных корпусов. Для предотвращения изменения длины маятника из-за перепадов температуры и, соответственно, уменьшения погрешности хода он часто изготавливался из инварной стали.

Механические маятниковые часы распространены в вариантах с ¾-секундным маятником и с 1-секундным маятником. Однако часы с ¾-секундным маятником всё же преобладают. 1-секундные маятниковые часы используются, в частности, в часовых системах железнодорожных вокзалов и примерно до 1960 года были основой астрономических служб времени.

В Германии современные маятниковые часы для синхронизации с законным временем используют сигнал времени длинноволнового передатчика DCF77 в Майнфлингене близ Франкфурта-на-Майне. В других странах существуют или существовали аналогичные службы времени, например, BEV в Вене, ранее существовавший передатчик HBG в Прангинсе в Швейцарии или OMA в Праге.

Церковные часы как вариант мастер-часов

Для церквей обычно используются специальные первичные часы с дополнительными коммутационными выходами и приемником времени DCF77. Такие механизмы управляют башенными часами (обычно 230 В), а также и ведомыми часами (12 В или 24 В с переключением полюсов). Кроме того, они оснащаются разъёмами для координации ударов колоколов (импульсный выход для ударного механизма).

Церковные первичные часы отличаются некоторыми специальными функциями:

• Для достижения мелодичности звона нескольких колоколов используется регулирующий модуль включения и выключения с временной задержкой.
• При часовом бое каждые четверть часа может звучать мелодия (например, Вестминстерский перезвон), а затем - часовые куранты.
• Блокировка ударного механизма не позволяет ударить в колокол, если он еще звонит или не успел раскачаться.

-> »

METAS - основа швейцарской точности

За определение и распространение официального швейцарского времени отвечает Швейцарский федеральный институт метрологии (METAS).

Прежде всего, в своих лабораториях он обеспечивает работу нескольких атомных часов, участвуя тем самым в определении согласованного мирового времени. Всего таких атомных часов насчитывается по всему миру около 350 единиц в более чем 60 эталонных лабораториях. Они работают настолько точно, что прошло бы 30 миллионов лет, прежде чем двое таких часов показали бы разницу в одну секунду. На основании именно этих данных Международное бюро мер и весов (BIPM) в Париже определяет всемирное координированное время (UTC).

Ещё одна важная задача Швейцарского федерального института метрологии состоит в поддержании бесперебойной работы серверов времени (так называемых NTP-серверов), с помощью которых осуществляется синхронизация с официальным швейцарским временем различных систем часофикации, таких, как, например, по ссылке, или же компьютерных часов.

Время измеряется уже тысячи лет. Первоначально это измерение было основано на движении Земли относительно Солнца, и особенно на наблюдении за вращением Земли вокруг собственной оси. Однако уже около пятидесяти лет единица измерения времени - секунда - определяется не вращением Земли, а атомным процессом, то есть переходом между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. Этот атомный процесс реализуется настолько регулярно, что с помощью атомных часов мы можем определять время с высочайшей точностью.

Распространение времени с высокой точностью играет всё более важную роль во многих областях, например, в биржевой торговле, для внедрения многих новых технологий, например, интернета вещей, а также для синхронизации распределённых систем. Чтобы удовлетворить эти потребности, METAS в настоящее время работает над созданием новых систем распространения времени по оптическому волокну, которые достигают очень высокой производительности и, таким образом, вносят значительный вклад в развитие будущих технологий.

-> »

Тепловые насосы в немецкой промышленности

Более надёжное снабжение, меньшие выбросы CO2 - благодаря этим параметрам тепловые насосы окупаются при промышленном использовании.

С помощью теплового насоса компании могут производить не только тепло, но и холод. В то же время они снижают свои расходы на электроэнергию и выбросы CO2, а также повышают надёжность энергоснабжения.

Тепловые насосы используют имеющееся тепло и поднимают его до более высокой температуры с помощью электричества и хладагента. Поэтому предпосылкой для использования теплового насоса является наличие подходящего источника тепла, причем для достижения требуемого результата вполне достаточно температуры всего на несколько градусов выше нуля. Это означает, что может быть использовано и ранее не использовавшееся отработанное тепло, например, от производственных процессов, холодильных установок или систем охлаждения, теплоэлектростанций или производства сжатого воздуха, а также (отработанный) воздух и (отработанная) вода или тепло земли.

Впрочем, тип источника тепла оказывает значительное влияние на инвестиционные и эксплуатационные расходы: использование таких источников как геотермальная энергия, грунтовых или поверхностных вод значительно дороже, чем использование окружающего воздуха. Однако этот недостаток может быть компенсирован более эффективной работой теплового насоса. Вопрос о том, так ли это и в каких случаях, может быть решен только индивидуально в каждом конкретном случае. Но есть некоторые общеприменимые факторы.

Например, сточные воды обычно экономически целесообразно использовать в качестве источника тепла только в том случае, если они не загрязнены, то есть не требуют инвестиций в процессы очистки. С другой стороны, возвратная вода из холодильных процессов вполне пригодна и безо всякой очистки, поэтому всё больше и больше холодильных установок уже напрямую оснащаются разъёмами для тепловых насосов.

Централизованное или децентрализованное использование теплового насоса

Другим ключевым фактором экономической эффективности теплового насоса является его централизованное или децентрализованное использование. Децентрализованная выработка тепла непосредственно у различных потребителей зачастую более экономична, поскольку уровень температуры может быть адаптирован к соответствующему процессу. Кроме того, нет необходимости снижать температуру или давление у отдельных потребителей, и можно обойтись без распределительной сети с потерями тепла и холода.

Однако важно также учитывать, какие меры необходимы для интеграции теплового насоса в соответствующий производственный процесс. Если они требуют значительных затрат, например, из-за необходимости установки более мощного силового подключения, необходимо тщательно продумать применение.

Поскольку тепловой насос работает на электричестве, тариф на электроэнергию также играет роль в анализе рентабельности. Согласно текущей правовой ситуации в Германии, энергоёмкие компании могут даже получать прибыль от увеличения потребления электроэнергии (StromNEV § 19): Если они набирают более 7 000 часов полной нагрузки в год, их плата за пользование сетью снижается до 20 процентов в соответствии с нормативом 7 000 часов. Если потребление превышает 7 500 часов полной нагрузки, доля снижается до 15 процентов, а с 8 000 часов - до десяти процентов.

Насколько экономична эксплуатация теплового насоса?

Решающим параметром для экономичной работы теплового насоса является COP (Coefficient of Performance). Он показывает, насколько эффективно он работает, и в основном зависит от трёх факторов:

1. Температурный ход: чем меньше температурный ход - т.е. разница температур между источником тепла и температурой потока, требуемой в качестве потребности в тепле - тем выше COP. Например, при ходе температуры на 20 Кельвинов тепловой насос достигает COP от пяти до шести. Это означает, что из одного кВт/ч электрической энергии он вырабатывает пять-шесть кВт/ч тепловой энергии. Если ход равен 40 Кельвинов, COP составляет от четырёх до пяти единиц. Даже в этом случае эффективность теплового насоса не может сравниться с технологиями, использующими ископаемое топливо.
   
   
2. Компрессор и хладагент: они оказывают большое влияние как на COP, так и на максимально достижимую температуру. Поэтому при выборе теплового насоса убедитесь, что компрессор и хладагент оптимально подходят для требуемого уровня температуры.
   
   
3. Использование тепла и холода. Тепловой насос всегда производит как тепло, так и холод. Холод образуется там, где происходит отбор тепла, т.е. у источника тепла. Это делает использование теплового насоса особенно целесообразным, если он интегрирован между процессами, требующими тепла и холода - особенно если это происходит постоянно. Тогда тепловой насос работает высокоэффективно, поскольку он в основном перемещает тепло и холод, а не повышает уровень энергии. Предпосылкой для такого двойного использования является определенная пространственная и временная близость потребностей в охлаждении и нагреве. Если они даются в ограниченном объёме, может иметь смысл использование накопительного бака.

Насколько тепловой насос безопасен для климата?

С точки зрения выбросов CO2, тепловой насос является благоприятной для климата альтернативой технологиям, использующим такие ископаемые виды топлива как нефть или газ, благодаря своей превосходной эффективности. Насколько она улучшит CO2-баланс, зависит не только от его COP, но и от состава электроэнергии. Если он работает на экологически чистой электроэнергии, то является CO2-нейтральным.

В этом контексте также стоит рассмотреть возможность установки фотоэлектрической системы. Компании, у которых есть подходящая крыша или открытое пространство, могут использовать их для дальнейшего повышения экономической эффективности теплового насоса. Это связано с тем, что многие промышленные процессы протекают в дневное время, поэтому значительная часть электроэнергии, вырабатываемой самостоятельно, может быть использована для работы теплового насоса в часы солнечного сияния, тем самым уменьшая количество электроэнергии, необходимое из сети.

Каких температур можно достичь с помощью теплового насоса?

В настоящее время тепловые насосы обычно создают температуру до 60 °C, а технически совершенные высокотемпературные тепловые насосы достигают температуры до 140 °C. Однако в ближайшем будущем можно ожидать появления моделей с температурой потока до 200 °C.

При использовании обычных хладагентов достигается температурный ход около 60 Кельвинов. Большие температурные ходы могут быть реализованы при последовательном соединении нескольких тепловых насосов с разными хладагентами. Это также дает компаниям большую гибкость: отдельные устройства можно включать и выключать по мере необходимости.

В некоторых случаях также имеет смысл использовать тепловой насос только для предварительного нагрева, чтобы уменьшить использование ископаемого топлива и сэкономить определенное количество выбросов CO2.

Какие программы субсидирования могут быть использованы?

Инвестиционные затраты на систему теплового насоса в настоящее время всё ещё значительно выше, чем на систему газового котла. С помощью субсидий эту разницу можно значительно сократить. Тепловые насосы, тепло которых "более чем на 50% используется в технологических процессах, т.е. для производства, дальнейшей обработки или переработки продукции или для оказания услуг", субсидируются в Германии по программе "Энерго- и ресурсоэффективность в экономике" (EEW) со ставкой субсидирования до 55%. Тепловые насосы для отопления помещений продвигаются в рамках программы "Bundesförderung für energieeffiziente Gebäude" (BEG).

Заключение

Несмотря на относительно высокие инвестиционные затраты, использование теплового насоса имеет смысл для многих промышленных предприятий. Это объясняется тем, что они отличаются более низкими эксплуатационными расходами и выбросами CO2, а также более высокой надёжностью поставок. Это особенно актуально для предприятий, имеющих как полезный источник тепла, так и потребности в отоплении и охлаждении, например, в пищевой, бумажной или химической промышленности.

Однако каждая компания и каждое применение должны рассматриваться индивидуально для достижения технического, экономического и экологического оптимума. Такое рассмотрение должно включать не только все местные условия, но и рынок электроэнергии.

-> »

Немецкие технологии тёплого пола

Установка водяного тёплого пола считается практически идеальным решением обогрева как частных домов, так и квартир или отдельных помещений.

Однако не секрет, что установка водяного тёплого пола сопряжена с целым рядом подготовительных работ, занимающих много времени и заметно увеличивающих стоимость проекта. Прежде всего, это касается создания стяжки. Кроме того, ввод классического тёплого пола в эксплуатацию может занимать несколько дней вследствие необходимости постепенной просушки и отвердения конструкции. А уже в ходе эксплуатации тёплого пола могут проявиться такие недостатки, как остаточная или конденсирующаяся влажность, а также высокая температурная инерционность системы.

Ещё один существенный минус классических водяных тёплых полов состоит в чрезвычайной трудозатратности ремонтно-восстановительных работ при порыве труб, вмонтированных в пол.

Практически всех этих недостатков лишена современная технология так называемой сухой укладки тёплого пола на фольгированных элементах, предлагаемой немецким производителем.

Прежде всего, эта технология позволяет существенно ускорить проведение монтажных работ благодаря сокращению количества технологических операций. А пользоваться полом можно практически на следующий день после завершения монтажных работ.

Кроме того, эта настильная конструкция тёплого пола из Германии имеет крайне малую толщину – всего около 16 миллиметров. При этом ни один из её элементов не содержит агрессивных химических присадок, что особенно важно для людей, страдающих аллергией.

Ещё один несомненный плюс сухого пола состоит в неприхотливости к погодным условиям в период после монтажа – эта система не боится ни сквозняков, ни прямых солнечных лучей. А гибкость фольгированных элементов практически исключает фатальные повреждения и порывы труб в ходе эксплуатации.

Несомненно важным моментом при выборе настильного тёплого пола является его сравнительно невысокая цена, которая достигается благодаря отсутствию в конструкции дополнительных материалов, например, бетона для создания стяжки, а также заметным сокращением трудозатрат.

Ну, и конечно же, не стоит забывать о главном преимуществе – водяные тёплые полы весьма экономичны. При правильной организации режима отопления экономия энергии может достигать 60-70 %. Добиваться столь впечатляющих результатов помогает специальная фольгированная поверхность, обеспечивающая минимальную инерционность нагрева и охлаждения, благодаря быстрому распределению и отводу тепловой энергии. Таким образом, пользователь получает именно ту температуру пола, которую он желает в каждый конкретный момент времени.

-> »

Тенденции в области обработки поверхностей в Германии

Модернизированная поверхность придаёт материалу особые свойства.

Классический пример - защита от коррозии. Однако современные технологии обработки поверхностей успешно справляются не только с ржавчиной, но и с износом, истиранием, а также влияют на электрические, термические и оптические характеристики материалов, увеличивая срок и эксплуатационные качества изделий и улучшая их внешний вид.

Отрасль обработки поверхностей в Германии

Существует множество отраслей, в которых используются самые разнообразные функциональные и декоративные технологии обработки поверхностей. Однако безусловным лидером по потреблению услуг, предлагаемых отраслью обработки поверхностей, является автомобилестроение, чья доля достигает 40 процентов в общем объеме отрасли. Далее следуют машиностроение, строительная промышленность, медицина, аэрокосмическая, электротехническая и упаковочная промышленность.

Предприятия отрасли обработки поверхностей относятся в Германии к среднему классу. В Федеральном статистическом управлении зарегистрировано около 800 компаний, в которых работает более 20 сотрудников, а совокупный объём их продаж составляет почти пять миллиардов евро в год. По данным ассоциации предприятий отрасли, вопросами обработки поверхностей в ФРГ занимаются около 44 000 человек. Впрочем, в реальности это количество скорее всего больше, поскольку статистика не учитывает многочисленные малые предприятия с числом сотрудников менее 20 человек. Общий оборот отрасли составляет более 17 миллиардов евро. Таким образом, Германия наряду с Италией считается лидером ЕС в области обработки поверхностей.

Обработка поверхностей в авиации

Авиация - одна из самых известных отраслей, в которых используются технологии обработки поверхностей. Самолёт должен выдерживать экстремальные условия, такие как ультрафиолетовое излучение, колебания температуры и перепады давления. Кроме того, существует механическое истирание из-за наносного песка, вулканического пепла, частиц льда и капель воды, а также падающих камней во время взлёта и посадки. Требуется эффективная обработка поверхностей, чтобы конструкция фюзеляжа самолёта и работа двигателей не нарушались при любой нагрузке. К ключевым методам обработки поверхностей в данном случае относятся гальваника, защита от коррозии и эрозии, а также окраска.

Краски для самолётов подвергаются непрерывному процессу оптимизации в отношении их устойчивости к атмосферным воздействиям, сохранения блеска и цвета, чистящих свойств, а также экологической совместимости и экологичности. В частности, при покраске А380 также используется самая технологичная краска. Самый большой в мире пассажирский самолёт получает последнюю необходимую покраску на предприятии Airbus в Гамбурге. Чтобы окрасить поверхность этого гигантского самолёта площадью примерно 3150 квадратных метров, требуются значительные усилия. Под покраску выделены два ангара площадью 22 365 квадратных метров каждый.

При этом сама покраска производится вручную. В каждом из ангаров имеются восемь рабочих платформ, с которых маляры при искусственном дневном свете вручную обрабатывают гигантский самолёт с помощью электростатических краскопультов. Работы ведутся в четыре смены, семь дней в неделю. На нанесение слоя краски на фюзеляж у 24 маляров уходит один час.

Полный процесс покраски одного самолёта занимает от 10 до 14 рабочих дней. Большая часть времени уходит на такие подготовительные и восстановительные работы, как установка и снятие защиты на окнах, дверях, ручках и т.д. На один А380 уходит 650 килограммов краски, при этом толщина красочного слоя составляет 0,15 миллиметра.

Обработка поверхностей в автомобильной промышленности

Автомобильная промышленность, одна из основных отраслей Германии, является основным покупателем продуктов и услуг в области технологий обработки поверхностей. Ведь все компоненты автомобиля, от двигателя до кузова, нуждаются в соответствующих поверхностях. Используемые сплавы должны гарантировать безупречную защиту от коррозии, в то время как краски в идеале имеют очень высокую стойкость к истиранию.

Кроме того, существует большая потребность в инновационных концепциях декоративных покрытий в салонах автомобилей. В частности, здесь требуются таких технологии обработки поверхностей, которые не только устойчивы к истиранию, но и минимизируют накопление грязи.

Обработка поверхностей в медицинской технике

Технологии обработки поверхностей играют жизненно важную роль в медицине. Бактерии и микробы, которые оседают на поверхностях в больницах и вызывают инфекции при контакте с людьми, ежегодно уносят тысячи жизней по всей Германии. И, прежде всего, поверхности хирургических инструментов должны соответствовать самым высоким требованиям. В медицине особенно важно концентрироваться на развитии и использовании антибактериальных поверхностей, ограничивающих распространение микробов. Поэтому интенсивные наиболее исследования проводятся по разработке поверхностных покрытий, убивающих бактерии и микробы. Соответствующие покрытия в идеале не должны выделять никаких биоцидов, так как это может способствовать развитию устойчивых бактериальных штаммов.

-> »

Современные технологии автоматизации

Электронные датчики пока ещё не могут заменить врождённые человеческие способности.

Чтобы проверить, насколько хорош конечный продукт на вкус или запах, всё также необходимо вмешательство человека. Однако на современных производственных линиях все прочие технологические аспекты уже давно находится под контролем датчиков и сенсоров.

Датчики для все более чувствительной измерительной техники

Сегодня искусственное моделирование трёх из пяти чувств человека контролирует почти все этапы полностью автоматизированного производства в Германии. Сенсорная техника играет всё более важную роль в дальнейшем развитии процессов автоматизации – ведь только то, что обнаружено детекторами, может инициировать соответствующий сигнал для дальнейших действий. Таким образом, датчики регулируют скорость производственного процесса. Кроме того, сенсоры берут на себя функцию, которая была одним из самых трудоёмких процессов в производственной цепочке до автоматизации – тестирование качества и материалов.

Датчики последнего поколения выполняют всё больше различных функций, поскольку всё более условной становится граница между технологиями измерений и непосредственным управлением технологическим процессом. Как это часто бывает, автомобильная промышленность является одним из пионеров в этой области, демонстрируя нам на примере беспилотных автомобилей образцовый уровень автоматизации, ведь в автомобилестроении автоматизация работает только в том случае, если датчики могут улавливать визуальные или акустические сигналы на ранней стадии. А затем они должны интерпретироваться так быстро, чтобы хватило времени на торможение или прочие манёвры.

В промышленном производстве датчики будут играть важную роль, особенно в области логистики материалов. Фиксация физического, химического, оптического или теплового состояния должна соответствовать цифровым требованиям обработки данных, чтобы запускать дальнейшие технологические шаги. Чрезвычайно интересная пограничная область, в постоянном развитии которой специалисты по автоматизации видят наибольший потенциал на будущее, располагается между сенсорикой, обнаруживающей ситуацию, и акторикой, преобразующей сигнал в действие.

Свет, звук или сжатый воздух - что реагирует быстрее всего?

Ответ на этот вопрос вполне однозначен: будущее за светом. Конечно, важную роль будут играть и другие методы измерения, ведь высокие скорости нужны не во всех отраслях промышленности. Но в любом случае действует простое правило: чем меньше будут становиться производственные пространства в эпоху миниатюризации, тем больше света в виде лазеров требуется для управления технологическими процессами. Соответственно, лазерная технология незаменима, например, в полупроводниковой промышленности. Да и в целом везде, где происходит погружение в микро-миры, важную роль приобретает не только фотон, но и его скорость.

Тем не менее, другие сенсорные технологии также сохранят своё значение. Измерение температуры или регистрация качества поверхности материалов с помощью ультразвука будет по-прежнему существовать, равно как и измерение скорости потока с использованием сжатого воздуха.

Сенсор как источник информации для людей и машин

В Индустрии 4.0, как в будущей концепции современной технологии автоматизации, перед сенсорной технологией стоит ещё одна задача: она не только регистрирует соответствующие промежуточные этапы и характеристики производства, но также и предоставляет важную информацию внутри технологического процесса. Машины должны стать еще более интеллектуальными, концентрируясь не только на своём фронте работ, но и не упуская из виду коллег-роботов по соседству. Они должны научиться общаться друг с другом напрямую. И этому их должны научить специалисты по сенсорам и компьютерные специалисты. А значит, последующие достижения немецких специалистов в области автоматизации будут в основном сосредоточены на замене централизованного управления децентрализованной самоорганизацией машин, транспортных средств и роботов.

Цифровые датчики на пути от конвейера до учебного класса

В будущем датчики должны будут научиться как можно быстрее преобразовывать измеренное значение в цифровой сигнал, который затем будет доступен в качестве информации для других исполнительных механизмов. Классический пример – световой барьер, обеспечивающий прямую связь между сигналом и действием. Подобные технологии уже широко используются в организации внутренней логистики. Кроме того, датчики играют важную роль в дальнейшем развитии исполнительных механизмов, которые учатся контролировать сами себя. Современные технологии автоматизации все больше превращают заводские цеха в учебные классы. При этом двумя самыми большими препятствиями по-прежнему остаются:

1. качество - потому что его всегда нужно добиваться или превосходить и

2. износ – о котором нужно узнавать заблаговременно.

Прежде чем весь процесс остановится, датчики в качестве меры предосторожности проверяют не только все промежуточные результаты, но и состояние самого производства и своевременно сообщают об изменениях состояния.

Сенсоры - это музыка будущего

В современных технологиях автоматизации нам придётся ещё немного подождать, прежде чем электронные "языки" и "носы" удастся эффективно интегрировать в производственный процесс. Но соответствующие технологические средства уже существуют. В эпоху миниатюризации вряд ли найдутся серьёзные препятствия, мешающие сенсорам обнаруживать и измерять молекулы вкуса и запаха. Всё остальное – это дело техники. Будет интересно посмотреть на то, как механизмы будут становиться всё более "умными", и однажды даже смогут чувствовать запахи.

-> »

Технологическое моделирование

Передовые технологии - это фундамент, на котором строится успех любого современного промышленного предприятия.

Они значительно упрощают производственные процессы и повышают их гибкость. С другой стороны, стоимость технологий порой непомерно высока. Именно поэтому в Германии, и не только в ней, большой популярностью пользуется так называемое моделирование технологических процессов.

Другими словами, прежде чем принимать решение об инвестициях в новые технологии на производстве, следует убедиться в их реальной эффективности для конкретного предприятия путём квалифицированного моделирования технологических процессов и производственных систем.

Такое моделирование может быть и выборочным, то есть, оно может ограничиваться отдельными технологическими операциями и / или компонентами оборудования. Этот подход, безусловно, оправдывает себя как с точки зрения трудозатрат, так и финансовых вложений, особенно, если инвестиция вдруг окажется избыточной или даже ошибочной.

Одним из ведущих специалистов в области промышленного моделирования Германии является компания ES Automise GmbH. Её отличает не только высокое качество выполняемых работ, но и комплексный подход, подразумевающий целый набор базовых и сопутствующих услуг, а именно:

• Планирование и моделирование процессов, оборудования и систем.

• Программирование роботов как в локальном, так и удалённом режиме.

• Программирование SPS, включая поддержку высоко сложных задач по визуализации.

• Виртуальный ввод в эксплуатацию, позволяющий с минимальными затратами добиваться значительного улучшения качества продукции и повышения эффективности работы оборудования.

• Планирование и конфигурация узлов управления.

• Разработка и изготовление компонентов оборудования.

-> »

Фосфатирование при обработке поверхностей

Фосфатирование предотвращает коррозию, улучшает адгезию краски, снижает силы трения и уменьшает износ металлических заготовок. Полученный фосфатный слой часто используется в качестве основы для покрытий.

Фосфорная кислота: формула и области применения

Фосфорная кислота - это кислота химического элемента фосфора. Формула фосфорной кислоты - H3PO4. В промышленности эта кислота используется, например, при производстве удобрений, моющих средств или средств для удаления ржавчины, а в медицине - в качестве фармацевтического вспомогательного вещества.

В Германии в области обработки поверхностей фосфорная кислота является важным компонентом для создания мелкокристаллических и нерастворимых в воде защитных покрытий на металлических поверхностях из стали, железа, цинка или алюминия. Эти процессы называются фосфатированием. Они предотвращают коррозию, улучшают адгезию краски, снижают силы трения и уменьшают износ. И последнее, но не менее важное: все фосфатные покрытия имеют высокое электрическое сопротивление и поэтому служат также для электрической изоляции заготовки. Поскольку образующийся фосфатный слой обладает отличной липкостью, его часто используют в качестве основы для покрытий.

Фосфатирование широко распространено во многих областях: оно используется, например, в автомобильной промышленности, аэрокосмической отрасли, производстве инструментов или медицинской технике.

Виды фосфатирования для обработки поверхностей

Защитный эффект фосфатирования формируется за счет плохо растворимого слоя фосфата металла на поверхности. Процесс происходит при температуре от 35 до 95 градусов Цельсия и длится в некоторых процессах всего несколько секунд, хотя иногда и до 15 минут - в зависимости от рабочего раствора. Следует различать различные виды фосфатирования, в частности, железное, цинковое или марганцевое фосфатирование железом.

• Железное фосфатирование используется для защиты листового металла и других компонентов от коррозии и для улучшения адгезии краски. В первую очередь оно подходит в качестве промежуточного этапа грунтования перед другими процессами нанесения покрытий. Этот процесс сравнительно недорогой и несложный, поскольку железо, цинк или алюминий, подлежащие обработке, не нужно предварительно приводить в реактивное состояние. Эта так называемая активация происходит вместе с фосфатированием за один рабочий этап.
• Благодаря участию цинка, цинковое фосфатирование обеспечивает улучшенную защиту от коррозии по сравнению с железным фосфатированием. Кроме того, фосфат цинка прекрасно подходит в качестве антифрикционного слоя. Этот процесс используется для деталей из железа, оцинкованного железа и алюминия.
• Марганцевое фосфатирование применяется в основном для стали и используется в качестве слоя на подшипниках скольжения, так как снижает трение и хорошо впитывает масла. Двигатели и коробки передач, например, выигрывают от этого процесса, который обычно дополняется масляной ванной. Защита от коррозии в этом случае также хорошая.

Несмотря на то, что при фосфатировании всегда образуется защитный слой, существует фундаментальное различие между фосфатированием с образованием слоя и фосфатированием без образования слоя. В неслоеобразующем варианте катионы металлов, которые являются решающими для образования слоя, поступают из самого обрабатываемого материала, а не из фосфатного раствора.

Обработка кислотой путем погружения или распыления

Фосфатирование обычно производится методом кислотной обработки кислотой - либо путем распыления, либо путем погружения - причем последний способ является более распространенным. В этом процессе компоненты погружаются один за другим в серию различных ванн. Сначала поверхность должна быть очищена и обезжирена, а при необходимости также протравлена и активирована. Затем покрытие наносится в ванне для фосфатирования. Наконец, детали промываются.

-> »