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客戶案例

Customer Case

汽車制造基地應(yīng)用案例

發(fā)布時(shí)間:2021-09-03  瀏覽:5288

【項(xiàng)目背景】

汽車產(chǎn)業(yè)是世界上規(guī)模最大的產(chǎn)業(yè)之一,具有產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高、涉及范圍廣、技術(shù)要求高、綜合性強(qiáng)、零部件數(shù)量眾多、附加值大的特點(diǎn),對(duì)工業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有很強(qiáng)的帶動(dòng)作用。2021年將實(shí)現(xiàn)恢復(fù)性正增長(zhǎng),汽車銷量有望超過(guò)2600萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)4%。 

一輛汽車的誕生,基本上可以概括成沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大工藝。某汽車制造基地作為全球第一個(gè)完全滿足MQB平臺(tái)生產(chǎn)需求的工廠,為了保證整車品質(zhì)的一致性,該基地二期擁有大量世界頂級(jí)設(shè)備,其在自動(dòng)化方面也是名列前茅。

其中,焊裝車間就擁有949臺(tái)KUKA自動(dòng)機(jī)器人,自動(dòng)化率高達(dá)80%;涂裝車間擁有139臺(tái)自動(dòng)噴涂機(jī)器人,核心工藝自動(dòng)化率接近100%,保證了整車出產(chǎn)時(shí)的高品質(zhì)。

(焊裝機(jī)器人工作中)

01

電能質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失、安全隱患

維持?jǐn)?shù)量如此巨大的自動(dòng)化設(shè)備,必然會(huì)給整個(gè)電力系統(tǒng)供電穩(wěn)定帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。特別是以焊裝車間自動(dòng)焊裝機(jī)器人為代表的快速變化的沖擊性負(fù)荷,對(duì)電能質(zhì)量的影響尤為嚴(yán)重。

該汽車制造基地焊裝車間出現(xiàn)EMS輸送鏈頻繁誤動(dòng)、涂膠機(jī)因電壓異常運(yùn)行兩種現(xiàn)象等故障。導(dǎo)致輸送鏈會(huì)頻繁出現(xiàn)不受控現(xiàn)象,嚴(yán)重影響工藝流程與自動(dòng)化流水線的穩(wěn)定運(yùn)行,對(duì)生產(chǎn)流暢性產(chǎn)生了極大的影響,給該基地帶來(lái)不可估量經(jīng)濟(jì)損失以及交貨不及時(shí)帶來(lái)的聲譽(yù)負(fù)面效應(yīng),威脅品牌價(jià)值穩(wěn)定。

(涂裝機(jī)器人工作中)

02

診斷分析,故障定位

為更加精準(zhǔn)全面的定位故障原因,用戶采購(gòu)2臺(tái)在線式電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置,對(duì)上述2個(gè)故障位置所在位置實(shí)施長(zhǎng)時(shí)持續(xù)性監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)如下異常情況:

1號(hào)輸送鏈主要問(wèn)題:

 1、諧波電壓含量高達(dá)11.31%,遠(yuǎn)超國(guó)標(biāo)5%限值,諧波電流含量高達(dá)為73%。

1號(hào)輸送鏈三相諧波電壓總畸變率月統(tǒng)計(jì)圖

 2、正常運(yùn)行時(shí)段功率因數(shù)波動(dòng)幅度較大,且功率因數(shù)較低,存在最小-9.16kvar的反向無(wú)功情況,這也是導(dǎo)致一號(hào)輸送鏈功率因數(shù)低的一個(gè)原因,而且反向無(wú)功會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)呈容性,在諧波含量較高時(shí),系統(tǒng)出現(xiàn)諧振的風(fēng)險(xiǎn)大幅提升,諧振時(shí)可能出現(xiàn)較高的瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)電流,進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備異?;驌p壞。

1號(hào)輸送鏈無(wú)功功率月統(tǒng)計(jì)圖

2號(hào)單工位主要問(wèn)題:

諧波電壓含量高達(dá)11.62%,遠(yuǎn)超國(guó)標(biāo)5%限值,諧波電流含量高達(dá)為76.21%。

2號(hào)單工位無(wú)功功率月統(tǒng)計(jì)圖

03

治理方案

針對(duì)用戶目前最關(guān)注的EMS輸送鏈因諧波誤動(dòng)問(wèn)題,擬選用復(fù)合型諧波濾除系統(tǒng)對(duì)1號(hào)輸送鏈進(jìn)行治理,項(xiàng)目預(yù)算如下表1:

表1. EMS輸送鏈復(fù)合型諧波濾除系統(tǒng)概算

復(fù)合型諧波濾除系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)圖

04

復(fù)合型諧波濾除系統(tǒng)安裝前、后對(duì)比

安裝前,諧波電壓總畸變率的變化

如圖所示,治理前諧波電壓含量高達(dá)11.31%,遠(yuǎn)超國(guó)標(biāo)5%限值,諧波電流含量高達(dá)為73%,特征諧波為2,5,7,9,11,13,諧波含量高可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備絕緣老化、性能壽命下降、損耗增加、功率因數(shù)降低、繼電器誤動(dòng)作、通信控制信號(hào)紊亂、諧振產(chǎn)生瞬時(shí)過(guò)壓過(guò)流導(dǎo)致設(shè)備燒毀等安全隱患,急需治理。

安裝后,諧波電壓總畸變率的變化

如圖所示,安裝電壓型有源濾波裝置后,輸送鏈諧波電壓畸變率下降非常明顯,A相諧波電壓畸變率最大值為2.39%,最小值為0。B相諧波電壓畸變率最大值為2.5%,最小值為0。C相諧波電壓畸變率最大值為2.8%,最小值為0。均在國(guó)標(biāo)限值5%范圍內(nèi),合格。 

安裝前,無(wú)功功率的變化

如圖所示,正常運(yùn)行時(shí)段功存在最小-9.16kvar的反向無(wú)功情況,這種反向無(wú)功會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)呈容性,在諧波含量較高時(shí),系統(tǒng)出現(xiàn)諧振的風(fēng)險(xiǎn)大幅提升,諧振時(shí)可能出現(xiàn)較高的瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)電流,進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備異?;驌p壞。

安裝后,無(wú)功功率的變化

如圖所示,安裝電壓型濾波裝置后,無(wú)功功率最小為2.27kvar,最大為20.26kvar,有效解決了反向無(wú)功問(wèn)題,同時(shí)功率因數(shù)基本穩(wěn)定在0.7-0.8。

05

治理效果

解決EMS輸送鏈頻繁誤動(dòng)、涂膠機(jī)因電壓異常運(yùn)行兩種現(xiàn)象等故障,輸送鏈未出現(xiàn)失控現(xiàn)象。

自從復(fù)合型諧波濾除系統(tǒng)投入至今,該汽車制造基地未出現(xiàn)EMS輸送鏈頻繁誤動(dòng)、涂膠機(jī)因電壓異常運(yùn)行兩種現(xiàn)象等故障。同時(shí)加裝的電能質(zhì)量檢測(cè)裝置,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量情況,對(duì)其它出現(xiàn)的故障進(jìn)行原因定位,規(guī)避事故風(fēng)險(xiǎn)。

整理治理裝置應(yīng)用前后關(guān)鍵電能質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù),如下表2:

表2. 治理前后關(guān)鍵電能質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比

各項(xiàng)數(shù)據(jù)對(duì)比圖,如下:

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