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自動化數字化改造升溫,編碼器在增長。改造項目編碼器如何選

時間:2019-07-03來源: AQ編碼公眾號 作者:姜黎莉

導語:對于編碼器專業的選擇,當客戶了解了各種編碼器原理的比較后,普遍希望選用機械式絕對值多圈編碼器,沒有電池、沒有韋根、沒有計數器,減少不確定性,使用品質有保障,減少以后的麻煩。

一,改造的熱度

冷與熱:從中國工控網年度市場調研報告上來看,2018年自動化行業內的伺服機器人熱度有所下降,再加上中美貿易戰沒有“停火”“止戰”,仍在持續火熱中。從去年八月份開始國內制造業機器人、伺服電機等從原來的熱度漸冷,包括編碼器普遍業績不太景氣。

危險化學品異地重點執法檢查通知文件

色妹妹自拍偷拍但是在上海精浦機電公司卻是另一番景象,絕對值多圈編碼器訂單做到零部件一時缺貨了,一個字,“熱”。根據上海精浦上半年1-5月份統計,絕對值多圈編碼器的出貨業績與去年同期相比,卻是增長了22%。增長的主要來源于自動化與數字化的兩化改造,來自于企業的安全生產需求,與減少勞動力提高效率的需求。有些地區按照地方規定的環保與安全達標要求,工業生產企業需要在政府環保與安全生產檢查規定的時間前,完成自動化改造,否則面臨的將是停產整治,甚至關廠。“改造”一時成了這些企業生存的命題。

色妹妹自拍偷拍“近日,山東省應急管理廳發布消息,從5月21日起,山東將派出8個檢查組利用10天時間,對東營、淄博、濰坊等8個危險化學品生產企業數量較多的市開展異地執法檢查。此次重磅出擊,重點檢查涉及“兩重點一重大”(重點監管的危險化工工藝、重點監管的危險化學品和重大危險源)危險化學品生產企業“三防”(防泄漏、防爆炸、防中毒)工作落實情況,以及企業風險管控、隱患排查、安全投入、培訓教育、特殊作業、承包商管理、罐區及充裝作業、應急管理等方面的內容。”

在這個新聞發出前,精浦公司剛剛就在山東地區為一家化工企業客戶解決了一個自動化安全改造項目,這個客戶的要求是時間緊、大量老設備盡力繼續使用,選型的編碼器需可連接原有的進口控制器、方便現場工人調試操作,等等要求。

色妹妹自拍偷拍在近期的自動化、數字化改造項目中,我們經常會碰到這樣的編碼器選型要求,因為是已經在生產的老設備改造,生產改造的停工時間要求盡量短,改造的成功性要求高,而且用戶希望盡力使用原有的可用設備。

例如冶金行業的高爐氧槍定位、轉爐傾角定位、送料小車定位等。遠程安全監控顯示。

色妹妹自拍偷拍再例如起重行業的大車、小車位置定位,吊鉤高度控制,大跨徑門機的同步控制等。

自動化控制與遠程安全監控顯示。

再例如化工、火電、垃圾場的原有露天工作場所的封閉后自動化,各種工作行程自動化定位,遠程安全監控顯示等。

這些都是自動化、數字化改造的內容,開始如6月份的天氣——“熱了”。

二,編碼器選型

色妹妹自拍偷拍對于這樣的要求,我們總結出一些編碼器選型與改造成功的經驗,與大家分享:

第一,選擇絕對值多圈編碼器,尋找在機械低速端位置安裝,這樣便于調試中很快找到位置控制點,并且位置不會變化了,作為自動化改造的多點位置控制、多電機同步控制很方便,改造都能完成令用戶滿意的效果。幾乎近期改造都選擇了這種方案。

色妹妹自拍偷拍作為已經在用的老設備改造,現場常常會有很多電機需要做自動化定位與多電機同步與協同控制,并且要數字化數據取出。而且原有電機的廠家與形式各不相同,以變頻電機為多,且品牌不一,再有部分的伺服電機或者步進電機,甚至只是一個普通的電機。按一些做進口產品系統集成商的提供的改造方案,需要大部分更換成同一個品牌的電機,如果有做同步就要都換成伺服電機(或者異步伺服),這樣的成本代價太高,改造調試的周期長,改造后對現場工人維護使用的要求也高了。這種要用戶大動干戈、化大本錢的改造,在用戶看來無疑是在這個“要命”的時候“趁火打劫”。

盡管現在的伺服電機控制發展的很快,成本也大幅度下來了,但是,在改造現場常常是希望沿用原有的電機設備,尤其是很多較大功率的各個品牌的變頻電機,在機械端少做改動,保持原有工藝,以節省大量的改動時間,提高改造成功性。無論是用原有的變頻電機還是新增的伺服電機,在低速端統一加裝絕對值多圈編碼器,作為參考點編碼器絕對值位置坐標,起到了各種電機設備同步位置的標準,與各個電機在加工工藝執行端快速找準位置自動控制定位的作用,節省了調試時間,提高了改造成功的保障。并且,這個低速端的絕對值多圈編碼器,直接反映了機械執行的位置與轉速,作為數字化的改造目的,數字化數據直接可取出,作為現場顯示或者遠傳安全監控,可同時實現自動化與數字化改造的位置與速度的傳感器層面的CPS建立。

附鏈接文章:變頻電機為什么要用編碼器?變頻電機、異步伺服電機的雙編碼器閉環以及該怎么選型

改造中作為位置定位,一般不會選擇增量編碼器——PLC常常沒有多余的高速器接口,或者現場抗干擾沒有把握,怕耽誤了時間。

色妹妹自拍偷拍改造中作為位置定位,現在接近開關、光電開關類傳感器也逐漸被連續位置的編碼器所替換,開關類傳感器無法連續位置可調與全程位置顯示,無法完成數字化的全程現地及遠程數字顯示監控,提高安全警示的要求。

第二,絕對值多圈編碼器的信號輸出的選擇,常常是根據客戶現場已有的控制器設備選擇,盡量選擇開放性的通用信號,例如:

色妹妹自拍偷拍4—20mA信號,幾乎所有的PLC都會有這樣的輸入接口;

色妹妹自拍偷拍modbusRTU信號,國際標準與國標,現在大部分的經濟型PLC都已經有通訊接口,可以在此通訊接口接上編碼器。由于已是國標的普及性,大部分PLC可以直接調用內部modbus通訊程序。并且數字信號可以作為遠傳顯示與記錄,在數字化改造中很受歡迎。

色妹妹自拍偷拍Canopen信號,是比較開放的信號接口,在很多品牌進口控制器上可以找到這樣的總線接口。由于是現場總線式的信號,多加一個編碼器地址即可連上總線。

色妹妹自拍偷拍SSI信號,這在一些現場已有的老設備的德國進口控制器上能夠找到這樣的輸入接口。但是SSI接口是一對一連接的,需要看到是否有空的輸入接口。

在改造項目中,如果編碼器同時有兩路信號輸出,一路是模擬量信號4—20mA,另一路是數字量信號,例如modbusrtu,或者canopen,那是最受用戶歡迎的,這樣可以同時完成自動化、數字化,一路信號進控制器的自動化,一路信號進顯示器或者遠程的數字化。另外,4--20mA信號在現場可以用萬用表量測信號,可以在調試與維護中快速判斷現場可能出現的問題。

例如精浦的機械式絕對值多圈編碼器9600系列,編碼器大都具有這種兩路信號同時輸出,在近期的改造項目中,被選型的最多,增長主要來自于這款編碼器。

第三,品質與技術服務經驗。改造項目時間短,要求成功不許失敗,對于編碼器的品質要求高,更需要有專業的服務與經驗,如果在現場碰到什么問題,編碼器廠家需要第一時間響應,幫助用戶分析找到問題,并且盡快解決。

對于編碼器專業的選擇,當客戶了解了各種編碼器原理的比較后,普遍希望選用機械式絕對值多圈編碼器,沒有電池、沒有韋根、沒有計數器,減少不確定性,使用品質有保障,減少以后的麻煩。

三,實例分享

在文章開頭提到的山東化工廠安全改造項目分享:

在接到客戶要求后,我們設計了應用方案,隔日便前往了項目現場。該項目是化工電石爐,屬于化工電解爐性質,其使用環境突出為大電流電極(2萬安培),強電場、磁場,多灰塵(爐灰)及高溫,而自動化改造是為了給工人創造更安全的工作環境。

電石爐出爐機自動化代替人工作業

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出爐機

三個位置的反饋確認,大大提高了出爐機的操作準確度

Canopen信號的特征是抗干擾強,尤其是對于變頻的抗干擾,多編碼器總線型連接速度快,適合做多軸多電機同步控制。

色妹妹自拍偷拍一個控制器與三個CANOPEN編碼器的使用,通過1號編碼器控制小車行走位置,當小車行走到位,通過2號編碼器來調整回轉裝置的角度,當回轉角度調整好后,再通過3號編碼器來控制導桿臂的伸縮位置,當導桿臂在電石爐內到達指定位置后,進行爐內疏導和攪拌,該應用是三軸聯動同步控制,對同步性的要求非常高,一旦傳感器數據出錯將帶來不可估量的后果,必需要求絕對值數據的獨一性,而機械多圈的絕對值編碼器無需進行任何位置計數和圈數累加方面的算法處理,直接引用編碼器輸出的反饋數據。在其多圈旋轉范圍內不會出現重復的位置信號輸出,所有的值都是獨一的。

色妹妹自拍偷拍同時由于應用環境惡劣,粉塵彌漫,震動較大,故選用磁電式的絕對值編碼器,光學碼盤有因抖動或灰塵水汽而失效的問題,采用磁電式絕對值編碼器沒有這方面的問題,可靠性大大增強了。從而能滿足用戶在功能和性能上的使用要求。

編碼器信號采用CANOPEN輸出,我們是CANopen國際組織CIA的會員單位,并且擁有國際協會CIA發放的獨一ID廠商號,能有效避免CANOPEN連PLC時區分廠商設備,而且Canopen信號對接地要求不高,容錯性和抗干擾很好,所以在重型機械上很實用。

該項目改造前因工作環境惡劣,危險性高,一線工人在現場操作都有生命危險,現在改造后,自動化設備替代了人為操作,避免了人員工作的危險性。一方面自動化改造保證了運動控制的準確性與安全可靠性,是為了人身安全為第一位的考慮,另一方面自動化改造使得原材料得到了充分利用,污染的排放量也大大降低了,達到了節能減排的目的。

必須注意的是在高危生產線作業檢查的時候,自動化位置控制如果發生錯誤,將導致人身安全性隱患。在專業技術人力資源緊張且重視安全第一的現在,每個動作步驟不能停不能倒車,生命沒有回頭路,所以要求編碼器數據就是不許錯!

色妹妹自拍偷拍四,品質高要求,技術要專業

能夠在自動化改造上使用的編碼器,對于品質可靠性要求就極高,就需要有“產品品質三證”。自動化改造是不能貪圖便宜而亂用偽劣編碼器,如果要用絕對值編碼器就不能用帶有計數器的偽多圈編碼器(電池或者韋根的所謂停電記憶)。因為一旦出錯無法檢出,就失去了安全改造的初衷。

第一證,是產品生產單位的品質保證體系第三方認證。例如ISO9000的第三方認證。按產品生產成熟度考慮,需要至少有5年以上的連續認證。

品質保證體系第三方認證證書

第二證,是該產品序列的品質第三方認證。例如德國萊茵實驗室TUV測試通過認證,電磁兼容性EMC等測試通過認證。

TUV測試證書

第三證,是每一個產品必須包含有一品一碼防偽編碼的合格證。每一個產品獨一性的編碼,并且對于品質可以一直追溯到生產前端的供應商管理,這是對每一個編碼器都有品質的保證。

第四,有些以進口品牌產品推銷的自動化系統集成商也需要思考,是以自己手上的優勢進口品牌產品推銷,還是以滿足客戶需求、客戶利益為目標?動不動就要都換掉現場原有的配置,要求用戶都換成自己手上優勢的進口產品系統集成,尤其是以某一個進口大品牌集成的所謂“國外最先進技術”“才能夠做好”,而且都要配置進口編碼器(面臨交貨周期與現場服務問題),這種態度在改造項目中是不會受用戶歡迎的。能夠結合用戶現場已有設備,做專業性的分解用戶需求,專業性的幫助用戶選型,并且能夠在改造過程中如果用戶現場遇到問題,可以及時幫助用戶解決,這才是做改造的用戶歡迎的態度。

上海精浦多年來一直致力于以客戶利益為中心,圍著客戶利益跑,在了解、挖掘客戶需求,并協助客戶實現需求,精浦并不會刻意去追求利潤最大化,而是看得更長遠,首先讓客戶利益的滿足,讓客戶的客戶都有利益體現并賺錢,大家共同努力實現價值并獲利,而這是一些做進口品牌編碼器代理做不到的,他們缺少專業性的幫助客戶選型,缺少現場能夠解決問題的經驗與能力。上海精浦重視客戶體驗度客戶滿意度,而這正是用戶想要的。在關鍵時刻幫助客戶,解決客戶燃眉之急,并且保證產品質量能夠使項目成功驗收。所以上海精浦的機械式絕對值多圈編碼器能夠抓住了近期自動化、數字化改造的熱度,才會在國內編碼器業績普遍停滯的形勢下,仍然有較大幅度的增長。

色妹妹自拍偷拍圍繞客戶需求、客戶利益,正確的選型,做正確的自動化數字化改造方案,使你的項目成功了一半。

兩化改造“熱”起來了,做自動化的機會來了。

色妹妹自拍偷拍有些磁編為什么能夠在強磁場干擾環境下,照樣可以穩定可靠的工作?

色妹妹自拍偷拍編碼器及自動化器件的抗干擾能力怎么看?



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