低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備技術探討(PPT 68頁).ppt

低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備技術探討,匯報人：吳桂初單位：溫州大學浙江省溫州低壓電器技術創(chuàng)新服務平臺浙江省低壓電器智能技術重點實驗室溫州大學電器研究所2013年11月02日,、概述、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術、低壓電器制造過程中的檢測裝備及其應用、溫州大學相關科研機構、研究方向簡介,提綱,、概述,上半年兩會的政府工作報告中提到“中國制造業(yè)規(guī)模躍居全球首位，高技術制造業(yè)增加值年均增長13.4%，成為國民經(jīng)濟重要先導性、支柱性產(chǎn)業(yè)”。中國已成為全球“制造大國”。,浙江省2012年全年生產(chǎn)總值34606億元，比上年增長8.0%，其中工業(yè)生產(chǎn)比重最大，占到所有生產(chǎn)總值的一半。,新的內(nèi)涵,？,、概述,傳統(tǒng)制造模式,招工難工資成本上升質(zhì)量和效率,制造業(yè),、概述,1.2009年5月12日國務院頒布了裝備制造業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃,、概述,在制造業(yè)發(fā)展中，美、日、德、英均以裝備制造業(yè)作為主要支柱，重點發(fā)展。,韓國、東盟各國與我國的臺灣地區(qū)，也都在把裝備制造作為制造業(yè)的重中之重來發(fā)展。,、概述,美國福特公司早期裝配生產(chǎn)線,(1913年),二戰(zhàn)期間,、概述,5個莫托曼機器人組成的自動化裝配中心,德國阿舒坦自動控制系統(tǒng)技術公司開發(fā)的5機器人水閥配件自動裝配線。,、概述,美國波音公司的自動化裝配車間,一、背景,設計是靈魂,材料是基礎,工藝是保障,測試是關鍵,制造業(yè)保證產(chǎn)品質(zhì)量的20字方針：,測試檢測試驗或者測量試驗,低壓電器制造業(yè)中保護電器的檢測技術及裝備,、概述,保護特性當供電線路發(fā)生過載或短路等故障時，在供電線路起保護作用的電器（如斷路器、熱繼電器等）就會動作，使電路切斷以保護供電線路、用電設備等不因過載或短路等故障而燒毀。,、概述,瞬時過電流脫扣器電路發(fā)生短路時，為了減少短路電流造成的危害，要求斷路器除了在過載時能延時動作，還要在短路時瞬時動作。即要求斷路器有兩段保護特性。,兩段保護特性,、概述,選擇性保護：是指電器中多級保護元件之間的適當分工。,低壓供電線路,保護特性配合不佳,保護特性配合良好,、概述,三段保護特性實現(xiàn)局部選擇性保護,、概述,低壓電器試驗的目的,、概述,試驗的分類,型式試驗常規(guī)試驗特殊試驗抽樣試驗,、概述,斷路器是保護電器：過載保護短路保護漏電保護,保護電機過熱,保護線路短路,保護人體觸電,保護電器在出廠前要進行保護特性的校驗和測試,1.05In/2小時,10In/0.2S,30mA/即斷,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,1.13/1.45In1小時,合閘相位隨機電流20%,一、新型恒流源技術,要解決的關鍵技術：穩(wěn)定、快速、可控的恒流技術,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,1、過載（延時）檢測恒流源,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,（1）單相過載恒流源原理,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,主要技術指標電流穩(wěn)定時間不大于0.2S；精度高：1%；波形失真度低：THD3%；電能轉換效率高：90%；,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,（2）三相恒流源原理,A,B,C,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,智能恒流源系列,程控恒流源,600W恒流源20KW,恒流模塊,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,傳統(tǒng)（電工式）斷路器瞬時特性測試系統(tǒng)原理,10In20%,2、短路（瞬時）保護特性測試原理,12In動作,8In不動作,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,2、短路（瞬時）保護特性測試原理,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,（1）瞬時電流源原理框圖,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,（2）特點:1:可在第一個輸出周波達到預設的電流;2:輸出電流誤差3%;3:可設置輸出電流,高倍電流,低倍電流,以及對應的周波數(shù);4:輸出功率可達15KW或更高;5:欠壓,過熱,過流等保護.,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,3、漏電保護特性測試原理,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,二、智能裝備通信技術,通信技術,通信：有線、無線、因特網(wǎng),、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,1、Modbus：1978年由Modicon公司（施耐德電氣一個品牌）提出，是全球第一個用于工業(yè)現(xiàn)場的總線協(xié)議。物理層采用RS485、RS422接口，采用請求/應答的主/從（單主機）方式。,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,單播模式,廣播模式,Modbus幀,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,2、Profibus-DP:是德國國家標準DIN19245現(xiàn)場總線。國際公認的現(xiàn)場總線標準，用于分散外設的高速數(shù)據(jù)傳送。RS-485接口。允許組成單主站和多主站系統(tǒng)。,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,國際互聯(lián)網(wǎng)-以太網(wǎng)（802.3）,以太網(wǎng)（商用以太網(wǎng)）：,應用廣泛遍布全球技術成熟,能否引入到工業(yè)控制系統(tǒng)？,工業(yè)以太網(wǎng),、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,工業(yè)以太網(wǎng)與商用以太網(wǎng)的區(qū)別,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,工業(yè)以太網(wǎng)有許多種類，國際電工委員會的IEC61158標準定義了多種工業(yè)以太網(wǎng)，如EPA實時以太網(wǎng)、ProfiNet實時以太網(wǎng)等。,1998年施耐德公司提出ModbusTCP，是第一家采用TCP/IP以太網(wǎng)用于工業(yè)自動化領域的標準協(xié)議，施耐德公司已經(jīng)為ModbusTCP注冊了502端口，是至今唯一獲得IANA(互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字分配機構)賦予TCP端口的自動化通信協(xié)議。,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,ModbusTCP在以太網(wǎng)上傳輸ModbusModbusTCP其它現(xiàn)場總路線ModbusTCP,3、ModbusTCP,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,將Modbus幀嵌入到TCP幀中，使其成為工業(yè)以太網(wǎng)應用層協(xié)議，在以太網(wǎng)上傳輸。,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,ModbusModbusTCP,其它ModbusTCP,貨物運輸,貨物運輸,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,ModbusModbusTCP,海關,網(wǎng)關（適配器）,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,4、ZigBee和WiFy無線協(xié)議：ZigBee技術是一種短距離無線通信技術，使用頻段2.4GHz，數(shù)據(jù)傳輸速率最高為250Kb/s。,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,多協(xié)議融合通信系統(tǒng),、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,二、開關電器動態(tài)沖擊力檢測新方法,1、沖擊力檢測的意義,接觸器電磁系統(tǒng),電器電接觸系統(tǒng),沖擊力是影響工業(yè)開關電器動態(tài)閉合性能的重要參數(shù)，對其在頻繁閉合過程中的穩(wěn)定性、可靠性和使用壽命影響重大。,開關電器閉合過程中沖擊力大小的測量，面臨兩個方面的難點問題：a)空間狹??；b)高耐沖擊能力。,動能法是一種以運動速度為基準的間接測量法，只能以速度大小間接反映電器碰撞沖擊程度，無法直接給出沖擊值。,該方法嚴重依賴運動部件速度的測量精度,目前在工業(yè)開關電器碰撞沖擊檢測中，通常采用兩種方法對其沖擊程度進行測量,動能法和沖擊力傳感器。,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,需要假設沖擊波在被測介質(zhì)中的傳播損耗忽略不計。,傳感器體積限制，無法測量狹窄空間內(nèi)觸頭碰撞產(chǎn)生的沖擊力，也無法測量觸頭或者鐵心界面處吸持力的大小。,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,第二種是基于沖擊力傳感器的間接測量法。將普通沖擊力傳感器置于被碰撞鐵芯的底部，當動鐵芯撞擊靜鐵芯時，沖擊力通過鋼體直接傳遞給底部，進而通過底部的沖擊力傳感器對沖擊效果進行測量。,2、Galfenol合金智能材料,外部沖擊力,電信號,傳感檢測,Galfenol合金是美國海軍在2000年左右研制成功的一種既有良好機械性能，又有優(yōu)良磁致伸縮傳感效應的新型磁致伸縮材料，其脆性小，抗拉強度高，能承受轉矩、拉伸和沖擊等機械載荷；,合金在工作時將外部機械負載信號轉換成電信號，從而實現(xiàn)力的檢測與傳遞。,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,Galfenol磁致伸縮正效應：外加磁場改變材料尺寸與形狀，可以應用于驅動領域，H表示磁場，L表示長度尺寸，i表示電流,Galfenol磁致伸縮逆效應：外加應力改變材料磁化率，引起感應電動勢，從而可以應用于傳感領域，T表示外加應力,Galfenol合金材料測力原理,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,Galfenol磁化強度（Y軸）與外加應力的關系不同曲線族代表不同偏置磁場,將不同外加應力下的磁化強度換算磁化率(Y軸)，從而可以得到不同應力條件下磁化率的對于關系，通過磁化率引起的感應電動勢對外加應力(沖擊力)進行表征,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,勵磁線圈電壓在L2端產(chǎn)生感應電動勢；當Galfenol合金承受外加負載時，由于Galfenol合金磁化率的改變，線圈L2兩端產(chǎn)生磁-機耦合感應電動勢，對該信號進行解調(diào)，即可得到與沖擊力對應的感應電壓信號。,數(shù)學原理：依據(jù)磁化率的變化，得到感應電動勢，并進行解調(diào),、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,增材制造技術，將保護材料與Galfenol材料進行增材加工，制造出具有抗沖擊性能的傳感薄片；,旋轉驅動器,超聲波發(fā)生器,材料加工面,單層材料加工,多層材料加工,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,超聲增材制造加工中心（美國合作方）,、低壓電器制造業(yè)智能檢測裝備關鍵技術,1、智能電源系列,程控恒流源,變頻電源,600W恒流源20KW,恒流模塊,、低壓電器制造過程中的檢測裝備及其應用,2、智能檢測設備系列,漏電特性臺,塑殼延時臺,塑殼瞬時臺,標準延時臺,半自動延時臺,、低壓電器制造過程中的檢測裝備及其應用,恒流源,3、小型斷路器制造檢測自動化裝備,小型斷路器生產(chǎn)工序,小型斷路器樂清600多萬只(極)/天,生產(chǎn)速度：1只/秒，2.8萬只/天,、低壓電器制造過程中的檢測裝備及其應用,自動生產(chǎn)線適用量大的生產(chǎn)，為適應量小品種多的訂單，行業(yè)內(nèi)在推廣U形精益生產(chǎn)線。,10人一組，空間占用小，換產(chǎn)品快。,、低壓電器制造過程中的檢測裝備及其應用,中國人民電器應用場景,、低壓電器制造過程中的檢測裝備及其應用,正泰電器應用場景,、低壓電器制造過程中的檢測裝備及其應用,浙江電器開關應用場景,、低壓電器制造過程中的檢測裝備及其應用,2、觸點連接技術,3、模擬工作條件、在線檢測技術,4、多MCU協(xié)調(diào)工作技術,5、網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫技術,1、集中式多點溫度控制技術,4、電子組件板高溫帶電老化智能檢測系統(tǒng),、低壓電器制造過程中的檢測裝備及其應用,正泰電器應用現(xiàn)場,德力西電器應用現(xiàn)場,天正電器應用現(xiàn)場,線路板,老化檢測箱,、低壓電器制造過程中的檢測裝備及其應用,、溫州大學相關科研機構、研究方向,浙江省溫州低壓電器技術創(chuàng)新服務平臺浙江省低壓電器智能技術重點實驗室浙江省智能電網(wǎng)用低壓電器技術重點科技創(chuàng)新團隊浙江省低壓