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                【安全月】自动化改造 提升安全水平

                --绝对值编码器辅助自动化改造项目成功

                供稿:上海精浦机电有限公司 2019/5/30 10:30:26
                0 人气:--

                一,安全月的热度

                每年六月的安全生产月,今年的主题是“防风险、除隐患、遏事故”,为了减少安全隐患的发生,做到全面落实安全生产检查,有些地区按照地方规定的环保与安全达标要求,工业生产企业需要在政府环保与安全生产检查规定的时间前,完成自动化改造,否则面临的将是停产整治,甚至关厂。“改造”这成了企业生存的命题。

                “近日,山东省应急管理厅发布消息,从5月21日起,山东将派出8个检查组利用10天时间,对东营、淄博、潍坊等8个危险化学品生产企业数量较多的市开展异地执法检查。此次重磅出击,重点检查涉及“两重点一重大”(重点监管的危险化工工艺、重点监管的危险化学品和重大危险源)危险化学品生产企业“三防”(防泄漏、防爆炸、防中毒)工作落实情况,以及企业风险管控、隐患排查、安全投入、培训教育、特殊作业、承包商管理、罐区及充装作业、应急管理等方面的内容。”

                在这个新闻发出前,精浦公司刚刚就在山东地区为一家化工企业客户解决了一个自动化安全改造项目,这个客户的要求是时间紧、大量老设备尽力继续使用,选型的编码器需可连接原有的进口控制器、方便现场工人调试操作,等等要求。

                在近期的自动化、数字化改造,我们经常会碰到这样的编码器选型要求,因为是已经在生产的老设备改造,生产改造的停工时间要求尽量短,改造的成功率要求高,而且用户希望尽力使用原有的可用设备。

                例如冶金行业的高炉氧枪定位、转炉倾角定位、送料小车定位等。

                再例如起重行业的大车小车位置定位,吊钩高度控制,大跨径门机的同步控制等。

                再例如化工、火电、垃圾场的原有露天工作场所的封闭后自动化,各种工作行程定位,远程显示等。

                这些都是自动化数字化改造的内容,开始如6月的天气,“热了”。

                二,编码器选型

                对于这样的要求,我们总结出一些编码器选型与改造成功的经验,与大家分享:

                第一,选择绝对值多圈编码器,寻找在机械低速端位置安装,这样便于调试中很快找到位置控制点,并且位置不会变化了,作为自动化改造的多点位置控制、多电机同步控制很方便,改造都能完成令用户满意的效果。几乎近期改造都选择了这种方案。

                尽管现在的伺服电机控制发展的很快,成本也大幅度下来了,但是,在改造现场常常是希望沿用原有的电机设备,在机械端少做改动,以节省大量的改动时间与改造成功率。无论是用变频电机还是伺服电机,在低速端加装绝对值多圈编码器,作为参考点编码器绝对值位置坐标,起到了各种电机设备同步与快速找准位置定位的作用,节省了调试时间,提高了改造成功的保障。

                改造中作为位置定位,一般不会选择增量编码器——PLC常常没有多余的高速器接口,或者现场抗干扰没有把握,怕耽误了时间。

                改造中作为位置定位,现在接近开关光电开关类也逐渐被编码器所替换,开关类传感器无法连续位置可调与全程位置显示,无法完成全程现地及远程数字显示监控,提高安全警示的要求。

                第二,绝对值多圈编码器的信号输出的选择,常常是根据客户现场已有的控制器设备选择,尽量选择开放性的信号,例如:

                420mA信号,几乎所有的 PLC都会有这样的输入接口;

                modbus RTU信号,现在大部分的 经济型PLC都已经有通讯接口,可以在此通讯接口接上,并且数字信号可以作为远传显示与记录,在数字化改造中很受欢迎。

                Canopen信号,是比较开放的信号接口,在很多进口控制器上可以找到这样的总线接口。由于是现场总线式的信号,编码器多一个地址即可连上。

                SSI信号,这在一些现场已有的老的德国控制器上能够找到这样的输入接口,但是SSI接口是一对一连接的,需要看到是否有空的输入接口。

                在改造项目中,如果编码器同时有两路信号输出,一路是模拟量信号420mA,另一路是数字量信号,例如modbus rtu,或者canopen,那是最受用户欢迎的,这样可以同时完成自动化数字化,一路信号进控制器的自动化,一路信号进显示器或者远程的数字化。

                例如精浦的机械式绝对值多圈编码器9600系列,编码器大都具有这种两路信号同时输出,在近期的改造项目中,被选型的最多,增长主要来自于这款编码器。

                第三,品质与技术服务经验。改造项目时间短,要求成功不许失败,对于编码器的品质要求高,更需要有专业的服务与经验,如果在现场碰到什么问题,编码器厂家需要第一时间响应,帮助用户分析找到问题,并且尽快解决。

                对于编码器专业的选择,当客户了解了各种编码器原理的比较后,普遍希望选用机械式绝对值多圈编码器,没有电池、没有韦根、没有计数器,减少不确定性,使用品质有保障,减少以后的麻烦。

                三,实例分享

                在文章开头提到的山东化工厂安全改造项目分享:

                在接到客户要求后,我们设计了应用方案,隔日便前往了项目现场。

                   该项目是电石炉,属于化工电解炉性质,其使用环境突出为大电流电极(2万安培),强电场、磁场,多灰尘(炉灰)及高温,而自动化改造是为了给工人创造更安全的工作环境。

                图中电石炉出炉机自动化代替人工作业:

                图中是三个位置的反馈确认,大大提高了出炉机的操作准确度

                Canopen信号的特征是抗干扰强,尤其是对于变频的抗干扰,多编码器总线型连接速度快,适合做多轴多电机同步控制。

                 

                   一个控制器与三个CANOPEN编码器的使用,通过1号编码器控制小车行走位置,当小车行走到位,通过2号编码器来调整回转装置的角度,当回转角度调整好后,再通过3号编码器来控制导杆臂的伸缩位置,当导杆臂在电石炉内到达指定位置后,进行炉内疏导和搅拌,该应用是三轴联动同步控制,对同步性的要求非常高,一旦传感器数据出错将带来不可估量的后果,必需要求绝对值数据的独一性,而机械多圈的绝对值编码器无需进行任何位置计数和圈数累加方面的算法处理,直接引用编码器输出的反馈数据。在其多圈旋转范围内不会出现重复的位置信号输出,所有的值都是独一的。

                同时由于应用环境恶劣,粉尘弥漫,震动较大,故选用磁电式的绝对值编码器,光学码盘有因抖动或灰尘水汽而失效的问题,采用磁电式绝对值编码器没有这方面的问题,可靠性大大增强了。从而能满足用户在功能和性能上的使用要求。

                编码器信号采用CANOPEN输出,我们是CANopen国际组织CIA的会员单位,并且拥有国际协会CIA发放的独一ID厂商号,能有效避免CANOPENPLC时区分厂商设备,而且Can open信号对接地要求不高,容错性和抗干扰很好,所以在重型机械上很实用。

                该项目改造前因工作环境恶劣,危险性高,一线工人在现场操作都有生命危险,现在改造后,自动化设备替代了人为操作,避免了人员工作的危险性。一方面自动化改造保证了运动控制的准确性与安全可靠性,是为了人身安全为第一位的考虑,另一方面自动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,达到了节能减排的目的。

                必须注意的是在高危生产线作业检查的时候,自动化位置控制如果发生错误,将导致人身安全性隐患。在专业技术人力资源紧张且重视安全第一的现在,每个作步骤不能停不能倒车,生命没有回头路,所以要求编码器数据就是不许错!

                能够在自动化改造上使用的编码器,对于品质可靠性要求就极高,就需要有“产品品质三证”。自动化改造是不能贪图便宜而乱用伪劣编码器,因为一旦出错不就失去了改造的初心吗。

                第一证,是产品生产单位的品质保证体系第三方认证。例如ISO9000的第三方认证。按产品生产成熟度考虑,需要至少有5年以上的连续认证。

                第二证,是该产品序列的品质第三方认证。例如德国莱茵实验室TUV测试通过认证,电磁兼容性EMC等测试通过认证。

                第三证,是每一个产品必须包含有一品一码防伪编码的合格证。每一个产品唯一性的编码,并且对于品质可以一直追溯到生产前端的供应商管理,这是对每一个编码器都有品质的保证。

                精浦多年来一直致力于以客户为中心,了解、挖掘客户需求,并协助客户实现需求,精浦并不会刻意去追求利益最大化,而是看得更长远,首先让客户赚钱,让客户的客户赚钱,大家共同努力并获利,而这是进口品牌做不到的,精浦重视客户体验度,而这正是用户想要的,精浦在关键时刻帮助客户,解决客户燃眉之急,并且保证产品质量能够使项目成功验收。所以精浦才会在国内制造业业绩下滑形式下,仍然在增长。

                围绕客户需求、客户利益,正确的选型,做正确的自动化数字化改造方案,使你的项目成功了一半。

                审核编辑(王妍)
                更多内容请访问 上海精浦机电有限公司(http://c.gongkong.com/?cid=35272)

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