低压电器制造业智能检测装备技术探讨讲义.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,、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。,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,中国制造,丝绸、陶瓷、茶叶,80,年代前,新的内涵,？,、概 述,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,传统制造模式,招工难,工资成本上升,质量和效率,制造业,劳动密集,制约制造业发展,现代化制造模式,中国制造业,由大变强,，其中装备制造业很重要。,装备制造业,：,是指投资类产品的制造，是为普通制造业生产“工作母机”，是制造业的核心，是制造业现代化的龙头。,、概 述,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,2.,2012,年,5,月,7,日,智能制造装备产业,“,十二五,”,发展规划正式发布。,3.,稳步向自动化、数字化、集成化、网络化和智能化发展。,4.,目的,：,提升和改造传统制造业，提高我国制造业和装备的自动化与智能化水平，实现我国从制造,大国,向制造,强国,转变,。,、概 述,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,1,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。,2,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,美国福特公司早期装配生产线,(1913,年,),二战期间,、概 述,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,美国波音公司的自动化装配车间,一、背 景,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,设计是灵魂,1,材料是基础,2,工艺是保障,3,测试是关键,4,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,t,i,o,过载长延时,短路短延时,短路瞬动,i,利用三段保护特性实现选择性保护。,依靠短路,电流大小,和,动作时间,整定。,三段保护特性实现局部选择性保护,、概 述,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,试 验,样 机,出厂,维 护,低压电器试验的目的,、概 述,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,试验的分类,型式试验,常规试验,特殊试验,抽样试验,、概 述,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,1.13/1.45In,1,小时,快速等效,2.55In,10,多秒,合闸相位随机,电流,20%,新型瞬动源,过零合闸,3%,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,1、,过载（延时）检测恒流源,整流,市电,直流,逆变,脉冲,滤波,交流恒流输出,脉宽调制,、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技术探讨,（,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,真有效值测量,负载特性检测,恒流算法,电流锁相控制,PWM,合成,PWM,合成,PWM,合成,功率输出模块,功率输出模块,功率输出模块,电流互感器,电流互感器,电流互感器,（,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,2、,短路（瞬时）保护特性测试原理,新型瞬动源,过零合闸,3%,上限电流,（,3%,）,过零启动,合格判定,脱扣电流,瞬时源,上限电流,（,3%,）,脱扣时间,、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技术探讨,IGBT,模块,电流互感器,核心控制,模块模块,智能正弦波,调制模块,上位机,设置输出电流,设置输出时间,升流变压器,整流滤波,电压输出,电流输出,电流采样,485,通讯,试品,380V10%,三相四线,直流,输出,（,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,（,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,3、,漏电保护特性测试原理,线性递增模式,恒流输出模式,精密恒流电源,动作时间,动作电流,电流：,2mA-2A,系统误差,2%,、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技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,RS,485、RS,422,接口，采用请求,/,应答的主,/,从（单主机）方式。,主站,从站,从站,从站,、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技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,主站,1,主站,2,主站,3,从站,1,从站,2,从站,3,从站,4,从站,5,从站,6,令牌环,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,工业以太网与商用以太网的区别,商用以太网,工业以太网,措施,环境,常温、少尘、少干扰,温度、湿度、灰尘、干扰等环境恶劣,布线、设备按工业要求,性能,数据量大、实时性低,数据量小、实时性高、高可靠性,冗余,（双备份）、宽带、交换机、控制流量（,35%,）,、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技术探讨,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,Modbus TCP，,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,Modbus TCP,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,Modbus TCP,在以太网上传输,Modbus,Modbus TCP,其它现场总路线,Modbus TCP,3、Modbus TCP,、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技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,国内北京,国内北京,国内,国际,国际美国,国内,国际美国,国际,国内北京,国际美国,Modbus,Modbus TCP,其它,Modbus TCP,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,Modbus,Modbus TCP,国内,北京,国内,北京,国内,国际,国际美国,海关,网关,（适配器）,ARM,芯片,Modbus,Modbus TCP,IEEE 802.3,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技术探讨,、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技术探讨,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。,星型网络,树型网络,网状网络,协调器,(Coordinator),路由器,(Router),终端节点,(End Device),、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技术探讨,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技术探讨,、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,。,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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。,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,励磁线圈电压,在,L,2,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,L,2,两端产生,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,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,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,、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,浙江省低压电器产业技术创新战略联盟,温州市智能电子电器行业研究中心,温州大学电器研究所,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,可靠性,（传统）,元件智能化（单体）,配网智能化,（系统）,电弧运动、电器动态特性、老化、校验检测设备、仿真等,智能断路器、节能接触器、逆变,技术、故障电弧识别等,低压电器通信技术、区域联锁、,智能成套设备等,传统,质量,新领,域,研究方向：,、温州大学相关科研机构、研究方向,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,温升、电寿命、特性试验（,32KA,0-15V,）,接通和分断、短时耐受,电流试验室（,20KA,，,0.2S）,、温州大学相关科研机构、研究方向,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,电弧特性试验,（,180KA,，,5,个衰减波）,2,万帧,/,秒高速摄像机,、温州大学相关科研机构、研究方向,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,积分球,磁特性测量实验室,、温州大学相关科研机构、研究方向,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,EMC,试验室,、温州大学相关科研机构、研究方向,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,谢谢！,低压电器制造业智能检测装备技术探讨,