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长沙西门子一级代理商CPU供应商一、 恒压供水控制的必要性:
随着社会的发展与进步,城市高层建筑供水问题日益,一方面要求提高供水质量,不要因为压力的波动造成供水障碍,另一方面要求保证供水的性及性,针对这两方面的要求,新的供水方式和控制系统应运而生,这就是PLC控制的恒压控制供水系统。
二、 台达的优势:
台达控制系统在与其他厂商的控制系统的优势:
1、 台达产品的性价比比其他的产品要高得多
2、 利用台达通讯便利,尽可能给用户省出多的输入点,能给客户省出多的成本
3、 利用台达人机10.4寸屏65000色华丽的色彩,使系统界面看起来鲜艳漂亮
4、 利用台达人机出色的动画功能,使客户能直观的看到系统的运行情况
三、 生产工艺介绍:
1、 供水时,系统应保持恒压值运行;
2、 二台泵根据恒压的需要,采取“先开先停”的原则接入与运行;
3、 在用水量小的情况下,如果一台水泵连续运行过45分钟,则要切换下一台泵,即系统具有“倒泵功能”,避免某一台水泵运行时间过长;
4、 二台泵在启动时具有软启动功能;
5、 要有完善的报警功能;
6、 对泵的操作要有手动功能。
四、 工艺数据和分析:
1. 所采用的工控设备
1)台达DVP24ES00R2
2)台达DOP10ACTD
3)ABB 400变频器
2. 一般的实现方法及其缺点:
一般此类设备采用变频器直接采取模拟量,通过变频器计算,变频器通过继电器输出,输入到PLC输入点控制水泵的启停,且压力控制参数及变频器参数都需在变频器上改,使得操作监控很不方便且不够直观。
五、 台达的控制方案
〈一〉总述
台达控制方案采用变频器直接采取模拟量,直接靠通讯读取变频器内部参数,将其压力值读出,经过数值转换再与人机中所设定的压力设定值进行比较,控制水泵的启动与停止,可以方便的在人机中设定您所需要的设定值,比如压力设定值、增益等参数,而且可以在人机上方便的察看系统的运行情况,比如实际压力,水泵电流、水泵的转速等等,而这一些都是通过台达PLC与变频器通讯的便利性实现的,而且靠台达人机的动画性能制作出了漂亮的动画及65000色鲜艳的色彩,使客户能方便的直观的看到系统的水流运行情况。
〈二〉本案例主要特色介绍
1、 通讯便利,采集参数主要是靠通讯完成;
2、漂亮的动画,能反映出
六、 达到的效果
目前此系统作为水泵的样机已开发完毕,客户比较认可,现在客户已大批量采用台达人机、PLC等产品
单场扫描技术和式测量技术是当前角度和长度测量技术发展中主要的两个方向,而且单场扫描技术和式测量技术还可以组合应用。同时采用这两种技术的单场扫描式测量设备无论从信号质量、抗污染能力、测量速度还是性来看都远远传统测量设备,此类产品在市场上的推广也证实了这一点。
单场扫描技术
传统的角度和长度测量设备所采用的四场成像式扫描方法中,光栅标尺与带有类似或相同光栅结构的扫描掩膜做相对运动。穿过标尺与掩膜光线的明暗程度按标尺与掩膜相对位置的不同而有规律地变化:当标尺与掩膜的空隙吻合时,光线得以穿过;当栅线与空隙重合时,没有光线穿过。感光元件将光强的变化转变为电子信号。扫描掩膜上有四个扫描区,各扫描区光栅间互相错开1/4栅距,对应于这四个扫描区的感光元件生成相位差为90°的四个正弦信号。这四个扫描信号不以零线为其中线,所以需要将四个信号两两相减,以获得两个90°相位差,中线为零线的输出信号l1和l2。
新型的单场扫描技术中,扫描掩膜带一个大尺寸光栅,其栅距与光栅标尺的栅距略有不同,由此在扫描掩膜光栅长度上会产生明暗交替现象:某些地方栅线与栅线重叠,光线可以通过;某些地方栅线与空隙重叠,光线无法通过;在这两者之间,空隙部分被遮挡,这起到了光学过滤的作用,使得产生均匀的高正弦性信号成为可能。特制的栅状感光元件取代了立感光元件,生成四个相位差为90°的扫描信号。
单场扫描光学扫描系统对角度和长度测量设备性能的提高起到了决定性的作用。它的大面积扫描区和特殊光学过滤可在测量设备全行程中产生稳定质量的扫描信号,这正是下列几点的前提条件:信号周期内位置误差较小;高光栅运行速度;使用直接驱动时,控制品质高。
在示波器XY显示模式下可明显地看到单场扫描的这个优点:单场扫描光栅尺的输出信号具有好的圆度和小的信号噪声,这意味着高的定位精度和佳的控制品质。对直线电机而言,配备了单场扫描光栅尺后,速度控制可以为平滑。
覆盖光栅标尺全宽的大尺寸扫描面以及交替重复出现的条状扫描区使得采用单场扫描原理的测量设备对污染的干扰特别不敏感,这可通过抗污染试验来证实:即便在有大面积污染干扰时,测量设备仍任能提供高质量的测量信号,位置误差远测量设备标定精度等级所对应的误差值。
与四场扫描相比,采用单场扫描因此可以在某些污染干扰场合,避免设备无信号输出情况的出现。
式测量技术
所谓“式测量”是相对于增量式测量而言的。增量式测量设备通过对光栅探头扫描过的栅线进行计数来获得相对运动的距离数据。为了获得位置,增量式测量设备在开机后须执行过参考点动作,而式测量设备以不同宽度、不同间距的栅线将位置数据以编码形式直接制作到测量设备中,测量设备开机后即可以提供位置信息。通常,式测量设备在轨之外还同时配备有增量轨,用以进一步提高测量设备的精度与分辨率。
近几年以来,式光栅因其不可取代的种种优点,得到了越来越广泛的应用。这些优点主要体现在以下方面:
1. 缩减机床非生产时间
机床在使用过程中经常会因故障或其他原因而被迫关机重新启动。对于仅装备了增量式光栅的机床,开机后对每一轴执行通过参考点。与正常开机后通过参考点所不同的是,机床的此时通常还处于加工位置,与工件有直接接触,有时甚至还处于工件的内部(如钻孔、攻螺纹等),为了地进行通过参考点,手动将移出加工位置。这对于带倾斜的多轴机床为困难,往往要耗费大量的时间和人力,因为当指向与X、Y、Z轴不平行时,增加了(故障后)手动移出的难度。
对由多台加工设备构成的自动生产线,在其中一台设备出现故障须重新启动时,可能不得不对生产线内所有设备进行通过参考点,并需对未加工的工件进行特殊处理。配备了式光栅的机床或生产线在重新开机后立刻重新获得各轴位置以及的空间指向,因此可以立刻从中断处开始继续原来的加工程序,大大提高了机床的有效加工时间。
2. 提高机床性
机床的性直接决定零件生产的效率和经济性。机床每分钟的故障时间对用户而言都意味着成本的增加,因此,机床设计的一个趋势是对重要部件的状态进行实时监控。海德汉的式光栅通过其双向通信 EnDat 数据接口支持此类实时监控功能。EnDat 数据接口除了位置值外,还向数控系统传输光栅的工作状况,如读数头光源调节余量是否接近限、读数头大允许移动速度是否标、工作温度是否出允许范围等。EnDat在上述情况出现时,可向数控系统发出预警信号,此时,光栅仍可正常工作,但用户可依据该预警信号提前采取措施。
光栅出现严重故障时,EnDat 还会向数控系统发出报警信号,数控系统可依据该信号决定是否中止加工以保护机床和工件。在排除故障时,维修人员可以按照EnDat提供的信息在短时间内查找到故障的根源,如光栅电源过低、读数头工作不正常、输出信号幅值过低等。
通过发送预警和报警两个等级的故障信号,式光栅可以大地提高用户维护工作的效率,减少光栅故障造成停机的概率,机床的性也由此得到提高。
3. 提高机床性
为了对机床的机械运动部分进行保护,通常可以采用行程开关来确保机床各部件的运动不出允许范围。行程开关长期处在恶劣环境之中(冷却液、金属屑等),易损坏,加上机床正常运行时较少使用到行程开关,所以无法随时确定其功能是否仍然正常。为了保证工作,用户不得不定期检查行程开关的状态。采用式光栅的机床可以在任何时间确定机床运动部件所处位置,通过在数控系统中作相应设置可以省去行程开关,这样既节省了机床用户的设备维护时间,同时也避免了行程开关损坏可能带来的问题,提高了机床使用时的性。
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,其技术范围覆盖很多领域:
(1)机械制造技术;
(2)信息处理、加工、传输技术;
(3)自动控制技术;
(4)伺服驱动技术;
(5)传感器技术;
(6)软件技术等。
1 数控技术的发展趋势
数控技术的应用不但给传统制造业带来了性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面[1~4]。
1.1 高速、高精加工技术及装备的新趋势
效率、质量是制造技术的主体。高速、高精加工技术可大地提率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,生产工程学会(CIRP)将其确定为21世纪的研究方向之一。
在轿车工业领域,年产30万辆的生产节拍是40秒/辆,而且多品种加工是轿车装备解决的问题之一;在航空和宇航工业领域,其加工的零部件多为薄壁和薄筋,刚度很差,材料为铝或铝合金,只有在高切削速度和切削力很小的情况下,才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装,使构件的强度、刚度和性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。
从EMO2001展会情况来看,高速加工进给速度可达80m/min,甚,空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂,包括我国的上海通用汽车公司,已经采用以高速加工组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度大达60m/min,快速为100m/min,加速度达2g,主轴转速已达60 000r/min。加工一薄壁飞机零件,只用30min,而同样的零件在一般高速铣床加工需3h,在普通铣床加工需8h;德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工则从3~5μm,提高到1~1.5μm,并且精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。
在性方面,国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上,伺服系统的MTBF值达到30000h以上,表现出非常高的性。
为了实现高速、高精加工,与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展,应用领域进一步扩大。
1.2 5轴联动加工和复合加工机床快速发展
采用5轴联动对三维曲面零件的加工,可用几何形状进行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。一般认为,1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床,特别是使用立方氮化硼等硬材料铣进行高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动加工可比3轴联动加工发挥高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因,其价格要比3轴联动数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴联动机床的发展。
当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床(含5面加工机床)的发展。
在EMO2001展会上,新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头,可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现,还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工,可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工,可由CNC系统控制或/CAM直接或间接控制。
1.3 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势
21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。
为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究,如美国的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、欧共体的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller),中国的ONC(Open Numerical Control System)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上,面向机床厂家和终用户,通过改变、增加或剪裁结构对象(数控功能),形成系列化,并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统,形成具有鲜明个性的产品
目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的。
网络化数控装备是近两年机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、制造的基础单元。国内外一些数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机,如在EMO2001展中,日本山崎马扎克(Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”(智能生产控制,简称CPC);日本大隈(Okuma)机床公司展出“IT plaza”(信息技术广场,简称IT广场);德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment(开放制造环境,简称OME)等,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。
1.4 重视新技术标准、规范的建立
1.4.1 关于数控系统设计开发规范
如前所述,开放式数控系统有好的通用性、柔性、适应性、扩展性,美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划,并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和,世界3个大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的,预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和。
1.4.2 关于数控标准
数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准,即采用G,M代码描述如何(how)加工,其本质特征是面向加工过程,显然,他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此,上正在研究和一种新的CNC系统标准ISO14649(STEP-NC),其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制,能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型,从而实现整个制造过程,乃至各个工业领域产品信息的标准化。
STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次,对于数控技术的发展乃至整个制造业,将产生深远的影响。,STEP-NC提出一种崭新的制造理念,传统的制造理念中,NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下,NC程序可以分散在互联网上,这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次,STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸(约75%)、加工程序编制时间(约35%)和加工时间(约50%)。
目前,欧美国家非常重视STEP-NC的研究,欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(1999.1.1~2001.12.31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEP Tools公司是范围内制造业数据交换软件的,他已经开发了用作数控机床加工信息交换的级模型(Super Model),其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证。
2 对我国数控技术及其产业发展的基本估计
我国数控技术起步于1958年,近50年的发展历程大致可分为3个阶段:阶段从1958年到1979年,即封闭式发展阶段。在此阶段,由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制,数控技术的发展较为缓慢。二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期,即引进技术,消化吸收,初步建立起国产化体系阶段。在此阶段,由于和国家的重视,以及研究开发环境和环境的改善,我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都了长足的进步。三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间,即实施产业化的研究,进入市场竞争阶段。在此阶段,我国国产数控装备的产业化了实质性进步。在“九五”末期,国产数控机床的占有率达50%,配国产数控系统(普及型)也达到了10%。
纵观我国数控技术近50年的发展历程,特别是经过4个5年计划的攻关,总体来看了以下成绩。
a.奠定了数控技术发展的基础,基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术,其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础,部分技术已商品化、产业化。
b.初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上,建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京机床厂、济南机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。
c.建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。
虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面了长足的进步,但我们也要清醒地认识到,我国数控技术的研究开发,尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快,但横向比(与国外对比)不仅技术水平有差距,在某些方面发展速度也有差距,即一些的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。从上来看,对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。
a.技术水平上,与国外水平大约落后10~15年,在技术方面则大。
b.产业化水平上,市场占有率低,品种覆盖率小,还没有形成规模生产;功能部件化生产水平及成套能力较低;外观质量相对差;性不高,商品化程度不足;国产数控系统尚未建立自己的效应,用户信心不足。
c.可持续发展的能力上,对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱;数控技术应用领域拓展力度不强;相关标准规范的研究、滞后。
分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面。
a.认识方面。对国产数控产业进程艰巨性、复杂性和长期性的特点认识不足;对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足;对我国数控技术应用水平及能力分析不够。
b.体系方面。从技术的角度关注数控产业化问题的时候多,从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少;没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。
c.机制方面。不良机制造成人才流失,又制约了技术及技术路线、产品,且制约了规划的有效实施,往往规划理想,实施困难。
d.技术方面。企业在技术方面自主能力不强,技术的工程化能力不强。机床标准落后,水平较低,数控系统新标准研究不够。
3 对我国数控技术和产业化发展的战略思考
3.1 战略考虑
我国是制造大国,在世界产业转移中要尽量接受而不是后端的转移,即要掌握制造技术,否则在新一轮产业结构调整中,我国制造业将进一步“空芯”。我们以资源、环境、市场为代价,交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的“加工”和“组装”,而非掌握技术的制造的地位,这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。
我们应站在国家战略的高度来重视数控技术和产业问题,从社会看,因为制造业是我国就业人口多的行业,制造业发展不仅可提高人民的生活水平,而且还可缓解我国就业的压力,社会的稳定;其次从看,西方发达国家把数控产品都列为国家的战略物质,对我国实现禁运和限制,“事件”和“考克斯报告”就是的例证。
3.2 发展策略
从我国基本国情的角度出发,以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向,以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标,用系统的方法,选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容,实现制造装备业的跨跃式发展。
强调市场需求为导向,即以数控终端产品为主,以整机(如量大面广的数控车床、铣床、高速高精数控机床、典型数字化机械、行业关键设备等)带动数控产业的发展。解决数控系统和相关功能部件(数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等)的性和生产规模问题。没有规模就不会有高性的产品;没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品;当然,没有规模中国的数控装备终难以有出头之日。
在装备研发方面,要强调产、学、研以及终用户的紧密结合,以“做得出、用得上、卖得掉”为目标,按国家意志实施攻关,以解决国家之急需。
在竞争前数控技术方面,强调,强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品,为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。



由于VVVF控制方式具有、节能等优点,在工业领域,特别是电气设备上得以广泛应用。电梯领域采用VVVF控制方式为时较早,目前电梯行业几乎都已采用这种控制方式,其优点是很明显的,但从原理上讲,这类系统依然存在着漏电流和高次谐波噪音。
作为一种对策,现在比较有效的方法是在变频器上设置有效的屏蔽回路。下面就说明为了减少漏电流和高次谐波噪音的干扰,对变频器控制电梯设备的设计、施工及测定时所应考虑的问题。
1 漏电流的产生原理
变频器控制方法采用的是高速开关PWM脉宽调制。在控制系统中,驱动曳引电动机的变频器输出电压波形,由于高频和高压是急剧变化的,因而,在电动机线圈和外壳之间、在电动机引出线和大地之间存在着寄生电容(其静电电容量会因设置条件和机器的不同而大副变化),因此寄生电容就会有高频成分的漏电流流向大地
图1所示的是变频器与可控硅两种控制方式的比较情况。在可控硅控制中,虽然可控硅触发时的电压变化也大,也会有脉冲漏电流生,但在单相1个周期中,脉冲不会过2次,设60Hz地区可知1秒的开关触发次数也就是360次(60Hz × 3相 × 2次)。其平均漏电流值很小,可以忽略不计。而使用变频器的PWM方式,其开关触发次数可达3—10KHz,因此与可控硅控制方式相比,变频器控制方式的漏电流流是很大的。
这种漏电流流经寄生电容流向大地的仅是高频部分,与因绝缘不良或短路形成的工频(50/60Hz)漏电流是基本不同的,后者是直接流向大地的,与可控硅控制的电梯一样,这种工频漏电流值也是很小的。
由于漏电流中包含有高频电流和工频电流两部分,所以可以用漏电流断路器、漏电流继电器或者漏电报警器来检测其中所含变频器产生的高频漏电流。
2 漏电流断路器、漏电报警器的选择与漏电流的测定方法
漏电流断路器、漏电报警器等是以防止人体触电和因短路造成的火灾为目的。对于机电设备而言,设置漏电流断路器或漏电报警器的目的就是为了在绝缘老化而发生短路时,出直接流向接地端的工频电源频率,并切断电源。当测定变频器控制电梯时,应使用与变频器相应的漏电电流计。而检测工频电源频率则是用不能检测高频漏电流电流的相应型号的漏电电流计。与变频器相应型号的测定器,可把的灵敏度从截止频率(大约700HZ左右)降下来,有可能将测定范围限定在工频电源频率附近。
3 关于漏电流断路器或漏电报警器的设定值
在变频器控制的电梯中使用与变频器相应的漏电流断路器或漏电报警器的同时,对于每一台电梯还应设定以下的灵敏度电流作为目标基准。
当由电气设备的技术标准、劳动规则等对额定工作电流有所规定时,对每一台电梯都要备有漏电流断路器或漏电报警器。
灵敏度电流的目标设定值:1.一般电梯200MA 2. 家用电梯 30MA
4 高频漏电流问题的对策
在变频器控制的电梯中,如前所述,会产生工频电源频率高的漏电流,因此,在电梯的电源部分要安装漏电流断路器或漏电报警器,它对于电梯以及设备的影响很小。
4.1 关于其它设备的漏电流断路器或漏电报警器不动作的问题
若漏电流断路器或漏电报警器置于变频器控制的动力线,电梯运行,对于电梯以外的其它设备的漏电流断路器或漏电报警器有发生不能动作的可能。
如图2所示,设于电梯动力用变压器分路中的漏电流断路器或漏电报警器,因不是与变频器相应的型号,由于流经接地线的高频漏电流作用,以至不能动作。作为对策,应把其它设备上用的漏电流断路器或漏电报警器换为变频器相应型号。
由此,对于和变频器控制电梯使用同一变压器的设备,可使用与变频器相应型号的漏电流断路器或漏电报警器。
4.2 使用临时电源时,漏电流断路器或漏电报警器不动作的问题
在大楼建设过程中,用临时电源驱动电梯,设在临时电源上的漏电流断路器或漏电报警器有不动作的情况发生。例如,这时的漏电流断路器或漏电报警器不一定是与变频器相应型号,所以,由于高频漏电流的影响,以至不动作。这时尤其是当漏电流断路器或漏电报警器的设定值很低的情况,因此也选用与变频器相应的型号。再者,在每一台电梯上设置漏电流断路器或漏电报警器。
4.3电梯新时漏电流断路器或漏电报警器不动作的问题
在把老式电梯新为变频器控制电梯时,漏电流断路器或漏电报警器会不动作。如原有电梯用的不是与变频器相适应的漏电流断路器或漏电报警器,继续使用则可能发生不动作。因此新为与变频器相对应的漏电流断路器或漏电报警器。
5 关于高次谐波噪音的对策:
5.1 高次谐波噪音的发生原理
产生高次谐波噪音的原理与漏电流流是一样的。由于驱动曳引电动机变频器装置的输出电压波形也是高频高压,变化剧烈,因此会产生高次谐波噪音。其路线如图3所示。
变频器控制电梯产生的高次谐波噪音大体可分4种类型
(1) 辐射噪音
在变频器及电动机的输出线和进入变频器装置的输入线之间的空间内存在电磁波,这就产生了辐射噪音。如图3中所示的①、②、③。这种噪音就成了对通讯设备天线和信号线的噪音障碍
(2) 电磁感应噪音
由于进入电动机的输出线以及进入变频器的输入线的电流会形成一个磁场,使其和接近的设备信号线发生感应而产生噪音。如图3中的④。
(3) 静电感应噪音
由于进入电动机的输出线以及进入变频器的输入线之间存在电位差(即电场),感应与其接近的设备信号线而产生噪音,如图3中的⑤、⑥。
(4) 电路传播噪音
由电源线以及接地线直接进入设备的高次谐波噪音,如图3中的⑦、⑧。
5.2高次谐波噪音的影响及对策:
由变频器控制的电梯产生的高次谐波噪音一般集中在100KHz——3MHz之内。在该频带内受影响大的是调幅(MA)无线电。对于高次谐波噪音具有敏感影响的还有某些通讯设备和运算放大器(OA)设备等弱电设备。变频器控制的电梯中装有滤波器,以便在开关元件开、关状态下可以抑制触发电涌,并减少高次谐波噪音的产生。但是对于高次谐波敏感的设备,诸如通讯设备和OA设备而言,还应采取以下对策:
(1) 对于辐射噪音,要限制噪音发生源和可能受其影响的设备的距离;或者对噪音源和会受其影响的设备做好屏蔽。
(2) 对于电磁感应噪音和静电感应噪音,要尽可能远离噪音源和会施给影响的设备。
(3) 对于由电源线直接影响设备的噪音,要作到:电梯动力线、接地线和设备的电源线、接地线相互分离。
以上基本对策是一般的,下面介绍具体对策:
(1) 对电源线感应噪音对策
为了防止由电梯动力线形成的电磁感应和静电感应噪音对弱电设备的信号线和电源线的感应,应采取以下措施
a. 电梯动力线和弱电设备的电源线之间不能平行配线。如果交叉配线时,其间距离应在1m以上。
b. 电梯动力线和弱电设备的电源线不能平行配线。如果交叉配线时其间距离应在1m以上。若分离比较困难,则弱电设备的电源线要加用金属软管。如图4所示。
(2) 对电源变压器感应噪音的对策
供给弱电设备电源和电梯电源是统一变压器时,电梯产生的噪音会通过电源线干扰弱电设备。这种情况下,应使电梯电源的变压器和弱电设备的变压器分离。参见图5。
(3) 关于接地线对弱电设备干扰噪音的对策
由于弱电设备的接地线和电梯上的接地线相连,电梯产生的噪音经由接地线产生干扰。为此,应使电梯的接地线与弱电设备的接地线分离。参见图6。
a. 应避免电梯与弱电设备的采用公用接地线,一定要各自立配线,立接地。
b. 电梯电源变压器的接地线要做接地,立配线。
(4) 对于弱点设备应考虑的事项
对于通讯设备或OA设备,在与具有电磁兼容性的设备共同使用时,为了防止辐射噪音及电源线产生的噪音干扰,应采取以下措施;
a. 为了避开电梯辐射噪音的干扰,在电梯的机房及动力线附近不能设置无线电及其它通讯设施的天线。
b. 对易受噪音干扰的设备,应在设备电源线上设置线路滤波器或噪音切断装置(即绝缘变压器),以防止电源线的噪音干扰。特别对小型电话交换机、音响设备、有线和无线广播设施,事先就应考虑到这个问题。
c. 当需要设置保密传感器的时候,应事先与生产厂家做好协商,对电梯的防噪音干扰采取特别的措施。
(5) 其他
在电源及设备上若不能实施上述(1)—(4)说明的对策措施时,应事先与电梯制造厂妥善协商
引言
数控机床具、电、液集于一身,技术密集和知识密集的特点,有较高自动化水平和生产效率。现今,数控设备的广泛运用是工业企业提高设备技术水平有效手段,也是发展的必由之路。而数控设备的数控系统是其所在,它的运行,直接关系到整个设备运行正常与否。也就是说,当数控系统故障发生后,如何诊断的故障出处并解决问题使其恢复正常,是提高数控设备使用率的迫切需要。
但是,我国现有数控机床上的数控系统品种其繁多,既有国产的各档数控系统,也有来自的系统。就作者所在企业而言,各式数控机床上使用到的系统就有好几种,如FANUC O-TC,O-TD系统,西门子810,820,880系统,三菱系统,广州数控等等。各型系统复杂程度参差不齐,功能各异,结构样式也不谋多样。在维修过程中,对于这样复杂,综合的系统,故障的诊断是否遵循一定的规律和方法了,如何在诸多故障现象当中,捕捉到症结所在。作者经过几年来的探求和工作实践,总结出几点方法,主要以接触多的,较典型的FANUC系统为背景介绍如下,希望能从方法论的层面上,剖析上述问题:
1.直观法
就是利用人的感官注意发生故障时(或故障发生后)的各种外部现象并判断故障的可能部位。这是处理数控系统故障要的切入点,往往也是直接,行之有效的方法,对于一般情况下“简单”故障通过这种直接观察,就能解决问题。在故障的现场,通过观察故障时(或故障发生后)是否有异响,火花亮光发生, 它们来自何方,何处出现焦糊味,何处发热异常,何处有异常震动等等,就能判断故障的主要部分,然后,进一步观察可能发生故障的每块电路板,或是各种电控元件(继电器,热继电器,断路器等)的表面状况,例如是否有烧焦、烟熏黑处或元件、连线断裂处,从而进一步缩小检查范围。再者,检查系统各种连接电缆有否松脱,断开、接触不良也是处理数控系统故障时需要想到的。
这是一种基本、简单、常用的方法。该方法既适用于有故障报警显示的较为系统,也适用于无故障报警显示的早期的系统。使用该方法,对于处理一些电气短路,断路,过载等是常用的。使用这一方法虽然简单,但却要求维修人员要有一定经验。在检修过程中,养成细致严谨工作态度,善于发现问题,解决问题。往往是一丝异常,便是症结所在。
2.利用数控系统的硬件报警功能
为了提高系统的可维护性,在现代数控系统中设置有众多的硬件报警指示装置,如在NC主板上,各轴控制板上,电源单元,主轴伺服驱动模块,各轴伺服驱动单元等部件上均有发光二管或多段数码管,通过指示灯的亮与灭,数码管的显示状态(如数字编号、符号等)来为维修人员指示故障所在位置及其类型。因此,在处理数控系统故障过程中,如果直观法不能奏效的,即从外观上,很难判断问题所在,或是CRT屏幕不能点亮(电源模块有故障)的时候,我们可以借助审视上述各报置,观察有无报警指示,然后根据指示查阅随机说明书,依照指示来处理故障。
这一方法,对于通用型的各类数控系统,例如FANUC,三菱,西门子系统, 因其系统设计较为完善,已充分考虑到系统中常见可能故障形式,内置较多硬件报置,所以尤为见效。但这一方法,是以手头有详尽报警说明为前提的。
3.充分利用数控系统的软件报警功能
现今,CNC系统都具有自诊断功能。在系统工作期间,能定时用自诊断程序对系统进行快速诊断。一旦到故障,立即将故障以报警的方式显示在CRT上或点亮面板上报警指示灯。而且这种自诊断功能还能将故障分类报警。如①误操作报警②有关伺服系统报警;③设定错误报警④各种行程开关报警等等,维修时,可根据报警内容提示来查找问题的症结所在。但这一方法,同样是以手头有详尽报警说明为前提的。
4.利用状态显示的诊断功能
现代数控系统不但能将故障诊断信息显示出来,即方法3所述,而且能以诊断地址和诊断数据的形式提供诊断的各种状态,就FANUC系统为例,系统提供指示系统与机床之间接口I/O信号状态,或PC与CNC装置之间,PC与机床之间接口的I/O信号状态的“D”(diagnosis bbbbbeter)参数,也就是说,可以利用CRT画面的状态显示(通常是二进制字节“0”和“1”指示),来检查数控系统是否将信号输入到机床;或是机床侧各种主令开关,行程开关等通断触发的开关信号是否按要求正确输入到数控系统中。总之,通过列出上述状态情况,可将故障区分出是在机床一侧还是数控系统一侧,从而可将故障锁定在某件上,得而解决问题。
这一切都得益于系统提供完善的状态显示功能,为故障诊断打开了一扇明了“窗口”,运用这一方法,对于诊断动作复杂机构故障如换机构起到大作用。也是诊断故障基本方法之一。
但使用的前提是系统提供状态显示功能。
5.发生故障时,应及时核对数控系统参数
系统参数变化会直接影响到机床的性能,甚至使机床发生故障,整机不能正常工作。在设计和制造数控系统时,虽已考虑到系统的性问题, 但不可能排除外界的一切干扰,而这些干扰有可能引起存储器内个别参数的变化。同时,人为误操作使得系统参数变也是可能的,作者在工作中,就碰到过,因误操作使得系统出现动作异常。所以,在诊断故障过程,如果尝试上述几项方法后,问题仍不能解决的话,我们可以核对系统参数,看是否是参数变导致的,这类故障便是我们的“软”故障。
以上几种方法,各有特点,及使用范围。对于较为复杂的故障,需要将几种方法同时综合运用,才能产生较好的效果,正确判断出故障起因和故障的具体部位。