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智能制造, 可以从智能马达控制开始

智能制造, 两化融合,工业4.0 中国制造2025 这些沸沸扬扬的讨论已经持续了两年多, 人们关注的焦点也逐渐从智能制造的方向和愿景逐步转移到如何执行和实施。于是我们开始看到了越来越多的信息化项目的上马。 这是智能制造从上往下的实施, 主要解决的是从订单到生产的流程组织和安排的问题, 还有很多的智能制造问题是要靠更广泛的基础, 用物联网自下而上的部署, 用来帮助解决生产过程更加精细化和智能化控制的问题。 帮助提高生产率, 资产利用率及大批量定制和柔性生产的目标。这不可避免的就要涉及工厂无处不在的电机控制问题。

自从第一次工业革命瓦特发明了蒸汽机, 人类不光把自己从繁重的体力劳动中解放出来, 也解放了大量的牲口。当年的蒸汽机的作用现在主要被各种不同的、无数的电机所取代。 今天的制造业, 基本可以说有机器和生产线的地方都离不开电机, 即便是用气动液压的地方, 背后的动力也来自电机。各种电机成为驱动各种运动部件完成生产动作的主要直接动力。电机之多, 大概消耗了工业领域50%的能源。 既然电机在生产过程的必不可少, 提高电机控制的智能化水平就可以大大提高整个制造业的智能化的基础水平。

我们说到智能制造时总是伴随着提到信息化, 是的, 信息是智能的必要条件。 没有信息,智能化就没有基础, 同理电机的智能控制也是要从信息化开始的。   当前电机还未能实现智能化和直接连网, 电机的信息主要靠来自与电机相连的电机控制电路。 电机的控制简单地可以大致分为3种, 直接启动(DOL和星三角启动)控制, 软启动及变频器(含伺服)控制。 为了更好的控制电机的运转, 首先要了解电机的运转情况数据,当有软启动或者变频器的时候, 可以通过软启动和变频器来获取电机的运转数据从而了解电机的电流, 电压,功率,功率因素及温度等等运转数据, 这些数据通过软启动器和变频器的通讯接口可以传送到数据中心或者生产线控制器进行记录比对, 及时发现任何微小的变化及可能的非正常状况。也能用于生产线控制器的控制信号输入启动相应动作。对于用接触器直接启动的电机, 可以用带智能的电机保护热继电器如罗克韦尔自动化的E300来获取这些资料,用同样的方式对这些数据进行监控。  在直接启动和软启动的工况下不能对电机运转进行直接的调节, 但至少可以提前采取措施帮助减少和避免非计划的停机。此外, 对于机械部件的磨损, 还可以通过振动检测手段来了解电机的转动及轴承的寿命情况。振动监测部分也可以通过物联网连接到数据中心和控制器来统一监控。

随着物联网迅速普及, 估计不久的将来, 电机本身很快也会变成智能电机, 或者简单的加装智能传感器就能把电机联网并把它的状态信息传递到必要的控制部件。 其实罗克韦尔自动化智能马达控制解决方案就是用这样的概念在今天就实现了电机的智能控制。结合罗克韦尔自动化集成架构, 智能马达解决方案可以实现在控制系统中直接调用各种电机参数用于控制逻辑。 使得电机智能控制方案轻松实现, 既可以满足工艺要求控制也可以实现能源的节约。控制系统还能帮助保存下载变频器参数, 在遇到故障需要更换变频器时,无需技术人员参与设置,自动下载参数, 大大缩短停机时间。

智能制造的实施, 今天就可以用互联企业的解决方案来实现。互联企业并非一蹴而就, 必须在制造企业内逐步采用标准工业以太网(物联网的一种形式), 采用可联网智能设备,利用集成架构, 智能马达控制再加上服务及解决方案这三大支柱来完成。 其中大量的基础工作要从电机的智能控制开始!



Zhongjie Li
Zhongjie Li
Competency Center Manager, Rockwell Automation
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