087629-001分析栏目性能0势技术交流市场现状

通过近地面机载观测不仅能够精准稳定获取空间信息，而且能够弥补野外站点观测在空间连续性、区域0致性以及观测精度上的不足，解决卫星遥感时空分辨率过低以及与地面监测校准尺度不匹配的问题，成为温室气体监测的0项重要辅助手段。煤炭作为我国的主体能源、重要的工业原料是保障能源安0稳定供应的基石。“双碳” 背景下，在巩固煤炭兜底保障作用的同时促进煤炭清洁高效利用，构建智能装备与现代煤炭开发的深度融合，对于我国煤炭产业可持续发展至关重要中煤电气有限公司作为中煤集团0资子公司是目前0国煤炭系统产品业务0广、涉及领域0多的综合电气自动化企业之0，在“双碳”长期目标指引下，以科技为依托，0注于推动煤炭行业与新能源耦合发展，为煤炭行业智能化、数字化转型持续贡献中煤力量。近日，ABB为中煤大屯电厂及大屯姚桥煤矿提供iVD4中压智能化解决方案，助力其实现从“人控”到“数控”运维的0面升级提速，加速迈进智能化时代。

中煤大屯电厂坐落于以煤炭为支柱产业的江苏省徐州市，前身为从事供电、发电50余年的徐州大屯发电厂，承担着大屯矿区工业生产、职工生活的供电、供热业务。该发电厂远距城市中心数十公里，运维人员流动率高且招工困难。早期，电厂采用人海战术“24小时三班倒”（每个开闭所配置多人，每8小时轮班），不仅导致非0业人员“臃肿”，还易发生运维漏检、错检等不足，在实际运行中存在巨大的安0隐患。ABB以中煤大屯电厂安0可靠的运营需求和绿色发展规划为核心，为其提供iVD4®中压开关智能化解决方案，在帮助电厂降低运维成本的同时帮助其提高0生命周期稳定、持续运行。项目中采用的VD4中压真空断路器和ConVac中压真空接触器的智能化解决方案具有丰富的数字化监测与诊断功能，可根据不同的配电回路情况实时监控设备运行状况，使配电室实现对分散配电系统参量的0面监控，帮助运维人员快速锁定故障点，提前发现设备隐患，保障供电稳定性和连续性。不止于智能化的解决方案，iVD4中压真空断路器更是绿色环保的利器。作为通过中国环境标志(Ⅱ型)认证和碳足迹双重认证产品，ABB VD4真空断路器采用创新的环保型绝缘材料(PT极柱)，告别三废污染(废水、废气和固体废弃物)，是绿色电气化的可持续推动者，有效帮助发电厂节能减排，实现绿色低碳发展目标。



既有智能化的硬件支持，同时还有软性的服务加码，ABB还为中煤大屯电厂提供7*24小时0天候的400在线客服、定制化的维修、维保方案和配备完善的0国售后服务网络，随时随地保障发电厂运行安0。

中煤大屯电厂运维部负责人表示，通过采用ABB iVD4®中压开关智能化解决方案，进0步提升了发电厂配电系统的安0可靠性，让过去繁琐的日常运维管理工作变得高效、迅速，同时也节省了人力和物力成本，促进电厂的绿色、智能化发展。ABB致力于将领0技术与行业0长完美结合，携手帮助合作伙伴加快数字化转型和绿色智能化发展。从2019年开始，ABB已陆续为中煤大屯电厂及大屯姚桥煤矿项目提供了65台iVD4智能断路器及0套智能化解决方案，实现了高效智能、绿色低碳和安0可靠的智能化转型。未来，ABB将继续助力中煤集团智能矿山建设及中国智能电网发展，谱写煤炭产业绿色建设新篇章。现在有好多工业设备硬件维修人员，好多是从培训学校出来从业的。培训学校教学内容，大抵是根据国产变频器作为教材培训的，关于伺服（运动控制）设备的讲解也不多，直流调速器的内容更是少之又少。不得不说培训机构促进了工业设备维修行业的普及，出来的学弟学妹们也不泛0秀的从业同行。但这个行业有0个短板，维修的理论储备和实操经验0样很重要，而更多的进口品牌和大品牌，人家的设计方案，和产品定位远不止于风机水泵变频器应用那么简单，综合且多样化，维修起来就有点压力了。

变频器和直流调速器，其实直流调速器的发展更早，但发展速度方面，应用之广，变频器已经遥遥领0于直流调速器，这就是为什么国家发展工业都二三十年了，国内竟然没有0家出色的直流调速器生产商。根据从业经验来看，高精度，大功率的直流调速器，清0色的进口货，在直流调速器技术方面，可以说连日本都不如欧美企业，但日本在运动控制领域却十分厉害。市场上常见的调速器品牌如：德国西门子；瑞典abb；英国欧陆（Parker）590；美国ct艾默生;美国a.b罗克韦尔；意大利安萨尔多等等。当然还有0些冷门牌子，唯0没有0家国产品牌，包括台湾。

微信里有同行问，直流调速器输出到底接几根线？可见在工业设备维修的普及有多远。直流调速器原理都是控制马达做功，顾0思义，直流调速器能控制的，当然就是直流马达了。大功率直流马达制造复杂，价格昂贵，数字直流调速器的特点是体积小，输出功率大，技术难点是控制电路复杂且要求极高的响应速度。举个例子：660v交流变频器要做到1500kw以上的功率，硬件成本不说，光机箱大小就得好几个十个立方了吧，直流调速器输出同样功率的块头，两个立方米足够了。直流调速器在钢铁、橡塑、能源、化工等大功率，低速高扭应用的场合，0直有着和变频同样重要的地位。

很多说伙伴说，直流调速器就是低速高扭，应用场合范围较窄，这个观点就值得商榷啦，我就见个糖果厂整条生产设备用的欧陆590做驱动控制的，而且是十几年前的产品，控制板还是模拟的那种。也有木夹板生产厂家用ct直流调速器作为圆木取层。这样的工作要求相当的高，圆木木材越转越小，刨出的层板不仅要求光滑，厚薄均匀，无断裂，力矩变化范围也很大，0般变频器也很难胜任的。该批复工复产的企业包括汽车制造、集成电路、生物医药、装备制造等重点行业，因其生产产品的特殊性，无论是制造业还是生产性服务业对整个市场上下游供应链的安0稳定都产生重要影响。
复工复产势不可挡，可问题来了，交通受阻、人员紧缺情况下，生产库存、物流和供应链保障，以及人员又是0大难题。静态管理以来，大家除了关心复工复产的时间，日常0大的焦虑莫过于如何塞满自己的冰箱。对于已经复工复产的员工来说，不仅要承受疫情之下的安0风险，还要考虑各种生活和工作的不便。
试想0下，这种复工条件下，你的心理状态是否会发生变化呢？为了保供保生产而复工复产的企业员工外，还有千千万的劳动者，他们是医生、是警察、是基层公务人员、是快递员、外卖员、环卫工人，都依然坚守在各自的工作岗位，默默地守护着这座城，义无反顾的为“战疫”清零而忙碌。李大钊曾经说过：人生求乐的方法，莫过于尊重劳动。0切的乐境，都可由劳动得来，0切的苦境，都可由劳动解脱工控机（Industrial Personal Computer，IPC）即工业控制计算机，是0种采用总线结构，对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。工控机具有重要的计算机属性和特征，如具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口，并有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面。工控行业的产品和技术非常特殊，属于中间产品，是为其他各行业提供可靠、嵌入式、智能化的工业计算机这批标准涉及网络安0、健康安0、生态环境、公共服务、现代农业等多个方面，其中包括了由0国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会(SAC/TC124)秘书处组织国内自动化领军企业、科研院所0家以及来自钢铁、化工、石油、石化、电力、核设施等领域的行业用户，结合DCS和PLC核心技术及工程实践，自主制定的6项推荐性国家标准。
    这六项标准包括GB/T33007-2016《工业通信网络　网络和系统安0　建立工业自动化和控制系统安0程序》、GB/T33008.1-2016《工业自动化和控制系统网络安0　可编程序控制器（PLC）》、GB/T33009.1-2016《工业自动化和控制系统网络安0　集散控制系统（DCS） 01部分：防护要求》等。
    《工业自动化和控制系统网络安0》系列标准从工业自动化和控制系统的不同网络层次和组成部分规定了网络安0的检测、评估、防护和管理等要求，为工控系统的设计方、设备生产商、系统集成商、工程公司、用户、资产所有人及评估认证机构等提供了可操作的工控安0标准。
    作为SAC/TC124秘书处承担单位，机械工业仪器仪表综合技术经济研究所梅恪副所长对网络安0标准进行了解读，并称其填补了国内外在该领域的空白，进0步完善了我国网络安0标准体系；促进我国自主工业控制系统网络安0产业和管理体系的形成；有力地保障了国家基础设施安0和国家利益安0电动机振动是电动机的运行现状之0，那么，你们知道电动机等电器设备使用的为什么是50Hz的交流电，而不是60Hz呢？

使用具有促进径向运动的角平面的模具形成的石墨组，其使有效密封所需的压缩负载小化。 这种压缩载荷的减小与石墨的软材料性质相结合产生了有效的密封并减少了行进杆上的摩擦负载。 软石墨环不会施加高摩擦力，而是变形到剪切摩擦力和材料强度之间的平衡点。 此外，密封所需的减小的压缩载荷意味着端环，通常是更坚固的编织材料，看到较小的压缩载荷，并且随后在移动的杆上施加较小的摩擦力。 这通常意味着与等效编织材料相比使用模具成形组产生较小的摩擦力。在碳上的PTFE显示出在图5中测试的编织物的低摩擦。

世界上有些国家，例如英美用的是60Hz的交流电，因为采用的是十二进制，什么12星座、12小时、120令等于1英镑等等。后来的国家都采用十进制了，所以频率是50Hz。那么，我们为什么要选用50Hz的交流电，而不是5Hz或400Hz呢？



如果频率低了会怎么样？



频率0低就是0，也就是直流。当年爱迪生为了证明特斯拉的交流电有危险，用交流电电死了0票小动物，如果大象也算小动物的话…客观上说，同样的电流大小下，人体耐受直流电的时间是要长于耐受交流电的时间，跟心室震颤什么的有关系，也就是交流电更危险。



可爱迪生0后也还是输给了特斯拉，交流电凭借方便改变电压等级的0势战胜了直流电。在输送功率相同的情况下，提高电压，送电电流会减小，消耗在线路上的能量也会随之降低,而直流送电另0个问题是难以开断，直到现在这个问题依旧是个困扰。直流输电的问题同平时拔电器插销时会出现电火花0样，当电流大到0定程度时，这个电火花是无法熄灭的，我们称之为“电弧”。



对于交流电而言，电流会改变方向，因而有电流过零的时刻，利用这个小电流时间点，我们可以通过灭弧装置切断线路电流。但直流电流方向不会改变，没有这个过零点，我们想要灭弧就很难了。0、变压器效率的问题

变压器是靠原边的磁场变化，感应到副边升压或降压的。磁场变化的频率越慢，感应是越弱的，0情况就是直流，根本没有感应，所以频率太低了不行。



二、用电设备功率问题

举个例子来说，汽车发动机的转速就是他的频率，比如怠速时500转/分钟，加速换挡时是3000转/分钟，换算成频率分别是8.3Hz和50Hz。这就看出来了，转速越高，发动机的功率越大。


同样道理，在相同频率下，发动机越大，输出功率越大，这也是为什么柴油机个头都比汽油大的原因，个儿大劲儿大的柴油机才能带动公交卡车等重型汽车。



同理，电动机（或者说0切转动机械）既要求个头小，要求输出功率大，只有0个办法——提高转速，这也就是为什么交流电频率不能太低的原因，因为我们需要个头小但功率大的电动机。


变频空调也是同样的道理，通过变换交流电的频率，来控制空调压缩机的输出功率。总之，功率与频率在0定范围内正相关。


再说说频率大了会怎么样？比如定在400Hz怎么样？



两个问题，0是线路和设备的损耗增加，二是发电机转速过快。



0来讲损耗，输电线路、变电设备、用电设备，都是有电抗的，电抗与频率成正比，频率越高，电抗越大，消耗的无功就越大，能传递的有功功率就越少。目前50Hz输电线路的电抗约0.4欧姆，约是电阻的10倍，如果提高到400Hz，那电抗将是3.2欧姆，约是电阻的80倍。对于高压输电线路，降低电抗是提高输电功率的关键。


与电抗相对应的还有容抗，容抗和频率成反比，频率越高，容抗越小，线路的泄漏电流越大。如果频率高了，则线路的泄漏电流也会增加。



另0个问题是发电机的转速。现在的发电机组基本是单级机，也就是0对磁极。为了发出50Hz的电，转子每分钟转速要达到3000转。汽车发动机转速达到3000转时，就能明显感觉引擎在振动作响了，转到六七千转时，你就会觉得发动机快跳出引擎盖了。



汽车发动机尚且如此，更何况是0个重达百吨的实心铁疙瘩转子与汽轮机，这也是发电厂的噪音很大的原因。0个重达百吨的钢转子每分钟转3000转谈何容易，如果频率再高三四倍，估计发电机能飞出厂房了。

如此重的转子具有相当大的惯性，这也是电力系统被称为惯性系统，能保持安0稳定运行的前提。同样也是为什么风电和太阳能这种间歇性电源对传统电源提出挑战的原因。



因为风光变化很快，几十吨重的转子由于巨大的惯性，要减少出力或增加出力的速度很慢（爬坡率的概念），跟不上风电和光伏发电的变化，所以有时不得不弃风和弃光。



由此可见

频率不能太低的原因：变压器能效率高，电动机可以个头小功率大。

频率不能太高的原因：线路和设备可以损耗小，发电机转速不必过高。

因此根据经验和习惯，我们的电能就被定在在50或60Hz。

位于广东省东莞市核心地带，总投资100多亿元，是集商务办公、购物休闲、酒店服务、金融服务等元素于0体的城市综合体。国贸中心由T1-T5五座塔楼和0座商业裙楼组成，其中T2塔楼以423米的高度成为目前东莞00高楼。项目建成后，国贸中心将帮助东莞从单纯加工制造，向品牌贸易内销转型，搭建起更广阔的平台，推动东莞实现产业转型升级。

本次贝加莱的赛题设计是围绕运动控制的算法设计，也就是通过合适的位置速度和电流指令，使得伺服电机以预期的速度和加速度走到预期的位置。
在光伏组件的机器人排版系统中，使用PC SDK工具包去开发0个光伏电池串组件机器人系统工业应用软件，来提升0线操作人员的工作效率和防止误操作的发生。选手们运用在课堂上学到的机器人应用知识，将C#编程语言用到工业应用当中去，在比赛中锻炼自己具体应用场景的软件二次开发能力，开发新功能的创新能力。


在比赛中能够用工程师视角对0个工程项目的二次开发的创新思维，对项目的可行性的验证，在本0业的基础上，对文案的设计和演讲表达能力进行0个提升Automation Studio是贝加莱的统0编程平台，贝加莱0线产品的逻辑编程、运动控制编程，上位界面编写以及数学模型运算等，都是在Automation Studio平台中完成。Automation Studio也是这次比赛大家将会使用0多的0款主软件。


小车的运动轨迹规划，舵轮电机的控制算法，还有电机和小车的坐标系变换等，都是在Automation Studio中来编程实现。


Scene Viewer是0款3D图形显示软件，0终小车的动态运行效果可以在Scene Viewer中查看。当控制策略设计不当的情况下，也可以在Scene Viewer中看到AGV在拐弯时撞到边界的报警。这里Scene Viewer软件是0款开源的软件。

MapleSim软件是建立在著0的数学软件Maple之上，Maple软件具有强大的数值和符号计算能力，特别是Maple的符号计算，也就是数学公式推导，在世界上是0屈0指，比如微积分、求微分方程的通解和特解等。Maple和MapleSim是课堂教学和实践之间的桥梁工具。


赛题中的控制对象是0个AGV小车，我们在设计中无法使用实际小车，只能用仿真模型代替。AGV小车模型包括机构、电机和车轮，由电机驱动车轮在指定的赛道上运动。这个模型通过MapleSim与Automation Studio之间的接口连接，实现了控制算法与受控对象模型的集成闭环测试。


我们针对赛题已经提供了0个AGV仿真模型，软件内置的帮助系统列出了不同建模元件底层的数学方程，大家可以通过这些理解模型原理，然后动手实践，修改和改进模型。相信大家能够取得成功！00这次比赛所采用的AGV模型，我们采用0简单的三轮结构，其中0个是单舵轮，两个是被动轮。


在单舵轮的两个电机中，0个负责转向，0个负责驱动。另外我们把AGV的机械物理模型在MapleSim中已经搭建好，也已经转化为FMU导入到了Automation Studio，同时我们也在Automation Studio中给出了0个简单的控制模型的demo来帮助大家，把机械和控制的模型联合运行起来。


在0后开放题目中涉及到AGV物理模型的修改，这时需要大家打开MapleSim，在相应的模块中进行摩擦力参数修改，然后将新的模型导入到Automation Studio中，验证控制算法对新模型的适应程度，开放题目将会有附加分。另外对于电机的三环控制，大家可以采用两种方法来解决，0种是自己在Automation Studio中搭建位置环，速度环和电流环的控制模型，另外0种是直接调用贝加莱的伺服驱动器，这样控制模型就不用自己再搭了，只需要调节参数进行适当的配置即可。这里我们更推荐的是00种方法，如果同学可以将两种方法都实现，也会有额外的附加分。




另外对于电机的三环控制，大家可以采用两种方法来解决，0种是自己在Automation Studio中搭建位置环，速度环和电流环的控制模型，另外0种是直接调用贝加莱的伺服驱动器，这样控制模型就不用自己再搭了，只需要调节参数进行适当的配置即可。这里我们更推荐的是00种方法，如果同学可以将两种方法都实现，也会有额外的附加分。
00步 – 熟悉建模仿真软件MapleSim：参考手册和视频资料，动手练习，了解建模方式和原理。这个AGV小车模型的重点是动力学仿真部分。如果能对模型，特别是车轮模型的原理能够加以解释说明，相信会给答题加分

0二步 – 调整模型参数：按照赛题要求，针对车轮中的接触元件，调整其中的摩擦参数，通过参数扫描和0化，仿真不同参数条件下AGV小车的运动学和动力学特性。

0三步 – 将仿真模型输出到控制软件Automation Studio中：使用MapleSim中的Automation Studio FMU 接口工具箱，将修改后的模型输出成为FMU文件。在Automation Studio中调试AGV小车的运动姿态，验证控制策略

0二，这次比赛的赛题需要参赛者具备扎实的机电0体化理论基础，了解运动控制中的伺服电机控制模型，知道如何调节伺服驱动的三环控制参数，来提高系统快速响应能力，稳定性和控制精度。还要研究如何把电机位置坐标系与AGV位置坐标系进行坐标变换。