低压电器制造业智能检测装备技术探讨(PPT 68页).ppt

低压电器制造业智能检测装备技术探讨,汇报人：吴桂初单位：温州大学浙江省温州低压电器技术创新服务平台浙江省低压电器智能技术重点实验室温州大学电器研究所2013年11月02日,、概述、低压电器制造业智能检测装备关键技术、低压电器制造过程中的检测装备及其应用、温州大学相关科研机构、研究方向简介,提纲,、概述,上半年两会的政府工作报告中提到“中国制造业规模跃居全球首位，高技术制造业增加值年均增长13.4%，成为国民经济重要先导性、支柱性产业”。中国已成为全球“制造大国”。,浙江省2012年全年生产总值34606亿元，比上年增长8.0%，其中工业生产比重最大，占到所有生产总值的一半。,新的内涵,？,、概述,传统制造模式,招工难工资成本上升质量和效率,制造业,、概述,1.2009年5月12日国务院颁布了装备制造业调整和振兴规划,、概述,在制造业发展中，美、日、德、英均以装备制造业作为主要支柱，重点发展。,韩国、东盟各国与我国的台湾地区，也都在把装备制造作为制造业的重中之重来发展。,、概述,美国福特公司早期装配生产线,(1913年),二战期间,、概述,5个莫托曼机器人组成的自动化装配中心,德国阿舒坦自动控制系统技术公司开发的5机器人水阀配件自动装配线。,、概述,美国波音公司的自动化装配车间,一、背景,设计是灵魂,材料是基础,工艺是保障,测试是关键,制造业保证产品质量的20字方针：,测试检测试验或者测量试验,低压电器制造业中保护电器的检测技术及装备,、概述,保护特性当供电线路发生过载或短路等故障时，在供电线路起保护作用的电器（如断路器、热继电器等）就会动作，使电路切断以保护供电线路、用电设备等不因过载或短路等故障而烧毁。,、概述,瞬时过电流脱扣器电路发生短路时，为了减少短路电流造成的危害，要求断路器除了在过载时能延时动作，还要在短路时瞬时动作。即要求断路器有两段保护特性。,两段保护特性,、概述,选择性保护：是指电器中多级保护元件之间的适当分工。,低压供电线路,保护特性配合不佳,保护特性配合良好,、概述,三段保护特性实现局部选择性保护,、概述,低压电器试验的目的,、概述,试验的分类,型式试验常规试验特殊试验抽样试验,、概述,断路器是保护电器：过载保护短路保护漏电保护,保护电机过热,保护线路短路,保护人体触电,保护电器在出厂前要进行保护特性的校验和测试,1.05In/2小时,10In/0.2S,30mA/即断,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,1.13/1.45In1小时,合闸相位随机电流20%,一、新型恒流源技术,要解决的关键技术：稳定、快速、可控的恒流技术,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,1、过载（延时）检测恒流源,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,（1）单相过载恒流源原理,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,主要技术指标电流稳定时间不大于0.2S；精度高：1%；波形失真度低：THD3%；电能转换效率高：90%；,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,（2）三相恒流源原理,A,B,C,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,智能恒流源系列,程控恒流源,600W恒流源20KW,恒流模块,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,传统（电工式）断路器瞬时特性测试系统原理,10In20%,2、短路（瞬时）保护特性测试原理,12In动作,8In不动作,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,2、短路（瞬时）保护特性测试原理,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,（1）瞬时电流源原理框图,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,（2）特点:1:可在第一个输出周波达到预设的电流;2:输出电流误差3%;3:可设置输出电流,高倍电流,低倍电流,以及对应的周波数;4:输出功率可达15KW或更高;5:欠压,过热,过流等保护.,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,3、漏电保护特性测试原理,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,二、智能装备通信技术,通信技术,通信：有线、无线、因特网,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,1、Modbus：1978年由Modicon公司（施耐德电气一个品牌）提出，是全球第一个用于工业现场的总线协议。物理层采用RS485、RS422接口，采用请求/应答的主/从（单主机）方式。,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,单播模式,广播模式,Modbus帧,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,2、Profibus-DP:是德国国家标准DIN19245现场总线。国际公认的现场总线标准，用于分散外设的高速数据传送。RS-485接口。允许组成单主站和多主站系统。,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,国际互联网-以太网（802.3）,以太网（商用以太网）：,应用广泛遍布全球技术成熟,能否引入到工业控制系统？,工业以太网,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,工业以太网与商用以太网的区别,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,工业以太网有许多种类，国际电工委员会的IEC61158标准定义了多种工业以太网，如EPA实时以太网、ProfiNet实时以太网等。,1998年施耐德公司提出ModbusTCP，是第一家采用TCP/IP以太网用于工业自动化领域的标准协议，施耐德公司已经为ModbusTCP注册了502端口，是至今唯一获得IANA(互联网数字分配机构)赋予TCP端口的自动化通信协议。,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,ModbusTCP在以太网上传输ModbusModbusTCP其它现场总路线ModbusTCP,3、ModbusTCP,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,将Modbus帧嵌入到TCP帧中，使其成为工业以太网应用层协议，在以太网上传输。,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,ModbusModbusTCP,其它ModbusTCP,货物运输,货物运输,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,ModbusModbusTCP,海关,网关（适配器）,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,4、ZigBee和WiFy无线协议：ZigBee技术是一种短距离无线通信技术，使用频段2.4GHz，数据传输速率最高为250Kb/s。,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,多协议融合通信系统,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,二、开关电器动态冲击力检测新方法,1、冲击力检测的意义,接触器电磁系统,电器电接触系统,冲击力是影响工业开关电器动态闭合性能的重要参数，对其在频繁闭合过程中的稳定性、可靠性和使用寿命影响重大。,开关电器闭合过程中冲击力大小的测量，面临两个方面的难点问题：a)空间狭小；b)高耐冲击能力。,动能法是一种以运动速度为基准的间接测量法，只能以速度大小间接反映电器碰撞冲击程度，无法直接给出冲击值。,该方法严重依赖运动部件速度的测量精度,目前在工业开关电器碰撞冲击检测中，通常采用两种方法对其冲击程度进行测量,动能法和冲击力传感器。,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,需要假设冲击波在被测介质中的传播损耗忽略不计。,传感器体积限制，无法测量狭窄空间内触头碰撞产生的冲击力，也无法测量触头或者铁心界面处吸持力的大小。,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,第二种是基于冲击力传感器的间接测量法。将普通冲击力传感器置于被碰撞铁芯的底部，当动铁芯撞击静铁芯时，冲击力通过钢体直接传递给底部，进而通过底部的冲击力传感器对冲击效果进行测量。,2、Galfenol合金智能材料,外部冲击力,电信号,传感检测,Galfenol合金是美国海军在2000年左右研制成功的一种既有良好机械性能，又有优良磁致伸缩传感效应的新型磁致伸缩材料，其脆性小，抗拉强度高，能承受转矩、拉伸和冲击等机械载荷；,合金在工作时将外部机械负载信号转换成电信号，从而实现力的检测与传递。,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,Galfenol磁致伸缩正效应：外加磁场改变材料尺寸与形状，可以应用于驱动领域，H表示磁场，L表示长度尺寸，i表示电流,Galfenol磁致伸缩逆效应：外加应力改变材料磁化率，引起感应电动势，从而可以应用于传感领域，T表示外加应力,Galfenol合金材料测力原理,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,Galfenol磁化强度（Y轴）与外加应力的关系不同曲线族代表不同偏置磁场,将不同外加应力下的磁化强度换算磁化率(Y轴)，从而可以得到不同应力条件下磁化率的对于关系，通过磁化率引起的感应电动势对外加应力(冲击力)进行表征,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,励磁线圈电压在L2端产生感应电动势；当Galfenol合金承受外加负载时，由于Galfenol合金磁化率的改变，线圈L2两端产生磁-机耦合感应电动势，对该信号进行解调，即可得到与冲击力对应的感应电压信号。,数学原理：依据磁化率的变化，得到感应电动势，并进行解调,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,增材制造技术，将保护材料与Galfenol材料进行增材加工，制造出具有抗冲击性能的传感薄片；,旋转驱动器,超声波发生器,材料加工面,单层材料加工,多层材料加工,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,超声增材制造加工中心（美国合作方）,、低压电器制造业智能检测装备关键技术,1、智能电源系列,程控恒流源,变频电源,600W恒流源20KW,恒流模块,、低压电器制造过程中的检测装备及其应用,2、智能检测设备系列,漏电特性台,塑壳延时台,塑壳瞬时台,标准延时台,半自动延时台,、低压电器制造过程中的检测装备及其应用,恒流源,3、小型断路器制造检测自动化装备,小型断路器生产工序,小型断路器乐清600多万只(极)/天,生产速度：1只/秒，2.8万只/天,、低压电器制造过程中的检测装备及其应用,自动生产线适用量大的生产，为适应量小品种多的订单，行业内在推广U形精益生产线。,10人一组，空间占用小，换产品快。,、低压电器制造过程中的检测装备及其应用,中国人民电器应用场景,、低压电器制造过程中的检测装备及其应用,正泰电器应用场景,、低压电器制造过程中的检测装备及其应用,浙江电器开关应用场景,、低压电器制造过程中的检测装备及其应用,2、触点连接技术,3、模拟工作条件、在线检测技术,4、多MCU协调工作技术,5、网络、数据库技术,1、集中式多点温度控制技术,4、电子组件板高温带电老化智能检测系统,、低压电器制造过程中的检测装备及其应用,正泰电器应用现场,德力西电器应用现场,天正电器应用现场,线路板,老化检测箱,、低压电器制造过程中的检测装备及其应用,、温州大学相关科研机构、研究方向,浙江省温州低压电器技术创新服务平台浙江省低压电器智能技术重点实验室浙江省智能电网用低压电器技术重点科技创新团队浙江省低压