图1 在电磁感应动力输送系统中,能源是在无接触的情况下相互传递的
当今,许多传送设备都采用了分散式驱动系统结构进行配置,为了能够长期保持清洁卫生与设备技术改造的优势,在整体上能提高效率的方案成为了热门话题。感应式数据传送系统能够灵活地实现各个元器件的配置,令设备运行费用优化。
如今,越来越多的企业关注高效生产过程。例如:性能提高后的电动机,生产设备的现代化改造,尤其是企业现有的与新增系统的生产设备的现代化改造都将节能作为自己的重点。
为了令费用昂贵的卫生消毒方案和技术改造解决方案能够在较长时间内保持其效益,企业必须对传送系统的驱动结构进行分析。整个输送设备的费用都应被检验测评:持续进行的维修保养措施、新型驱动系统的规划、维修需求和各个系统部件的磨损等,这些都在检验测评的范围内。10多年来,在自动化技术的标准配置中电流供应系统中使用的一直是IPT(感应式动力传送)。无接触式能源传送和数据传送也在世界各地得到了广泛的应用。
感应式传送得到验证
在对传送设备进行改造、扩建或新建时,最常提出的是有关效率和改进提高的可能性问题。重要的电气参数必须经过有说服力的时间进行检测、做好检测记录或至少估算出最低可能值。不同车辆的整体寿命周期检测允许按照所谓的“同时性因素”、对重要耗电器的功率特性和实际所需的接线电缆数量进行分析和估计。Conductix Wampfler公司为IPT的利用研发设计了一种传送系统,保证了地面传送系统、电气悬挂传送导轨和推板输送设备的可靠工作(图1)。作为传统电缆解决方案和汇流排电力输送系统真正的替代方案,现在多家企业,如奥迪、戴姆勒、法拉利、空中客车、宝马、起亚、通用公司和Eurocopter等公司(图2)均已采用这种IPT供电系统。此项技术为许多设备的灵活应用开启了便利之门。日益复杂且快速的生产过程需要自动化技术有独立、不受外界干扰的解决方案。许多传统的传送方案已经明显不能满足企业对传送系统的高要求了。Conductix Wampfler公司这一发明创造获得了2008年度欧洲工艺技术转换成现实的Frost & Sullivan奖。
在工业企业中,电磁感应技术在许多领域中都得到了应用:在地面输送系统中不同的地面运输车辆利用IPT进行输送电力;在导轨式输送系统中,尤其是产品最终装配使用、物资销售中心的分选设备、建筑技术领域中的升降输送设备、装配生产中使用的推板式输送设备或游乐场中使用的悬挂式导轨输送系统等都采用了IPT电力输送原理。在几乎所有的工业分支应用领域中,都有进行传送设备性能优化的需求。当决定究竟是使用汇流排系统进行电力和数据传递还是采用感应式系统时,都要进行基本评估。而IPT系统的安全可靠性能方面的改进、输送系统的可用性能、省略了机械磨损零部件的更换和电气接触等方面,以及在高可靠性和高传送效率都有着独特的优点,具有很强的说服力。另外,它还非常适合在恶劣的工作环境条件下工作,其在长期工作中很低的维修保养费用也使它成为一个独具特色的解决方案。
另外,这种无接触式的电力传送系统还明显地扩大了电力传送技术的应用范围。在地面运输传送系统中,IPT的应用省略了机械式的保护装置和专用的能源供应和数据传递专用支架。经常容易出现问题的铜质触点作为故障源也被彻底排除了。由于将IPT系统安装在地面以下,因此丝毫不会影响地面运输车的运动行驶;可以说,IPT系统是一个“看不见”的电力供应系统。在推板式运输系统中,结合汇流排构成了一个功能性的解决方案。感应式解决方案有着许多优势:传送系统不受工作时各种电压的影响。在采用感应式传送方案后,系统可以省略保护继电器,机械设置也变得简单。悬挂式的电气导轨运行起来也更安静及干净,系统具有更大的抗过载性能。
图2 中国通用汽车公司在行驶机构与车架装配的车间里使用无人驾驶运输车,其电力供应采用的是IPT-Floor系统
在涉及运输速度和工作环境时,传统的汇流排与IPT系统相比会遇到很多麻烦。在系统安装时,传统的汇流排所要求的安装精度很高,并经常产生一些刮落的铁屑。尤其当悬挂导轨系统的安装不够精确时,用电设备运动时产生的磨擦、刮损就更严重,带来的后果必然是长时间的停机检修。相比较,感应式电力和数据传送则没有机械磨损、上升与下降间的转换不再困难。潮湿和灰尘也不会对传送造成影响,且在利用IPT驱动导轨时没有限速要求。
方便的集成辅助功能
采用Wireless LAN技术的无线系统必须对实施费用进行核算、对其抗干扰性进行测评。当涉及到可靠的信号传递,以及避免信号损失时,IPT系统便是稳定的解决方案。无线通信系统设施价格非常昂贵,需要安装及调整天线的数量,皆与设备的具体情况有关。系统所使用的通信频率也必须按照众多的工业无线通信应用规定进行精准地调节。在这方面,IPT解决方案更加简便:信号沿着规定的长度距离进行传送,仅在导线周围传播,系统具有很强抵抗无线系统干扰的能力。车间通道中使用此系统,还可以实现运输车辆以敷设的电缆为导向运动、在设定的停车标记处准确停止的功能。故,电力输送、定向运动和准确停止三大功能都可集成在同一个解决方案中。
在许多运输设备用户心中,直接投资费用的高低是选择一种电力供应系统的重要条件。传统的解决方案在最初看起来常常更显得经济实惠。但在考虑了不可避免的磨损损失后,传统解决方案的局限性也变得更加直观。IPT系统能减少生产过程所需的运输车辆数目,且实现整个运输设备的优化运行。
因此,对直接投资的简单比较还不足以说明问题,只有考虑了整个系统的费用(包括间接费用,例如悬挂装置和使用以后的磨损等)才能得到准确的结果。在许多汽车生产企业中,IPT已经发展成为厂内物资运输的标准系统。之所以如此,皆因IPT令企业的长期费用更加节省。在过去几年中,这一技术已发展得足够成熟,能为用户提供一整套解决方案,可靠地完成电力和数据信号的传递、运输车辆的运动导向和定位停靠,当然也包括全套的售后服务。
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