Основные тенденции инноваций
Концерн АББ постоянно стремится к дальнейшему усовершенствованию и расширению линейки выпускаемой продукции. По всему миру исследовательские и опытные лаборатории компании напряжённо трудятся, создавая технологии, продукцию и решения, которые ещё более увеличат производительность, эффективность и гибкость в работе с потребителями. Каждый год новинки исчисляются сотнями, и выбрать наиболее заметные из них было нелёгкой задачей. Представленный здесь материал - это выборка последних достижений. Многие из них, так же как и другие технологические достижения, более предметно обсуждаются в этом и в последующих номерах «АББ Ревю».
Сварочный аппарат с узким корпусом
Компания АББ внесла дополнение в семейство роботов средней грузоподъёмности IRB 2600: IRB 2600ID. Буквы ID в названии робота означают «integrated dressing», внутренняя проводка, то есть весь комплект рукава для электродуговой сварки проложен внутри верхнего манипулятора и запястного шарнира робота.
Внутренняя проводка - это не просто улучшение внешнего вида робота. Поскольку отпадает необходимость принимать во внимание свисающие кабели, движения робота стали полностью предсказуемы, что облегчает программирование робота и убыстряет его движения. Благодаря своим тонким манипулятору и запястному шарниру, робот может проникать в ограниченные пространства, выполняя такие сложные задачи, как, например, кольцевую сварку без потерь в качестве и скорости.
Поскольку все шланги и кабели прочно закреплены и защищены, попадание брызг металла также снижается, что, в свою очередь, значительно увеличивает срок службы. Снижение затрат на приобретение и замену достигает 75 % и позволяет ликвидировать до трёх остановок производства в течение года. Комплектные сварочные аппараты, специально созданные для робота IRB 2600ID, поставляются некоторыми крупнейшими производителями оборудования для электродуговой сварки, включая компании Fronius, Esab, Binzel и SKS.
У робота IRB 2600ID очень маленькая площадь основания. Радиус основной окружности поворота составляет всего лишь 337 мм, а ширина основания - 511 мм. Для применения в области электродуговой сварки пониженный риск задевания за других роботов позволяет создавать производительные установки высокой плотности с количеством роботов на 50% больше обычного и с производительностью одной гибкой производственной ячейки выше также на 50%.
Первое промышленное применение стандарта МЭК 61850-9-2
МЭК 61850 является стандартом, поддерживающим как связь между устройствами, так и обмен данными между автоматикой подстанций. В разделе стандарта МЭК 61850-9-2 описывается обмен аналоговыми значениями на шине обработки данных. Компания АББ в настоящее время осуществляет первое в мире внедрение шины обработки данных.
Шина обработки данных представляет собой коммуникационную сеть между основным оборудованием (например, прерывателями цепи и измерительными преобразователями) и вспомогательным оборудованием (например, защитными и контрольными устройствами) автоматической системы подстанции. Она передаёт аналоговые данные (например, замеры тока и напряжения), двоичные данные (например, показатели состояния распределительной подстанции), а также команды включения и отключения (для управления прерывателями цепи и разъединителями). До появления нового стандарта такой тип связи, как правило, требовал прокладки многочисленных медных кабелей.
МЭК 61850-9-2 обладает многочисленными преимуществами. Поскольку шина является оптической, снижаются риски, связанные с высоким напряжением. Кроме того, упрощается техническое обслуживание, так как электронные компоненты можно заменить, не отключая всю систему.
Введение стандарта МЭК 61850-9-2 сопровождается внедрением эффективных испытательных, диагностических и инструментальных средств.
Более подробную информацию смотрите в главе «Общие ценности» на странице 73 этого номера «АББ Ревю».
Скорость и безопасность работы распределительного устройства
| Эпоксидная оболочка компактный генератор газа (MGG) |
Технологии, применяемые при создании широко известного быстродействующего вакуумного прерывателя и самого быстрого в мире ограничителя и переключателя тока «Is-limiter», были скомбинированы для создания системы дугогасителя для нового (классифицируемого как внутренняя дуга) и старого поколений распределительных устройств среднего напряжения, которые работают в сверхбыстром режиме.
Система функционирует по принципу предотвращения неконтролируемого выхода энергии из внутренней дуги с помощью быстродействующего трёхфазного металлического заземления. Характеризуемый сравнительно слабым полным сопротивлением,
данный тип соединения заставляет ток короткого замыкания, поступающий от дуги короткого замыкания, немедленно переключаться на быстродействующий инновационный заземляющий переключатель и, таким образом, гасить дугу. Новый быстродействующий заземляющий переключатель (UFES) содержит три комплектных коммутационных элемента (каждый из которых состоит из двойной вакуумной камеры в оболочке из эпоксидной смолы), и электронного устройства быстрого размыкания для быстрого и надёжного обнаружения тока короткого замыкания и повышенной интенсивности дугового света в секции. При чрезвычайно малом времени отключения, менее 1,5 млс, это устройство обеспечивает почти моментальное гашение всех дуг. В техническом плане, бесперебойность работы данной системы и безопасность её оператора существенно увеличиваются при номинальном напряжении до 1 кВт и номинальной устойчивости при кратковременных токах (1 с) до 63 кА. С экономической точки зрения, расходы на простой и ремонт оборудования, возникшие в результате короткого замыкания, будут существенно снижены при одновременном улучшении бесперебойной работы системы.
Более подробную информацию см. в главе «S3 - Скорость, безопасность и экономия» в «АББ Ревю», # 2/2010, стр. 84-87.
Компактное и безопасное для окружающей среды распределительное устройство с элегазовой изоляцией (GIS)
В серии ENK нашла своё применение новая технология штепсельного выключателя и интеллектуальная технология вторичной коммутации на основе будущих сетевых требований.
Другими отличительными особенностями являются упрощённое управление, например, легко доступный с лицевой панели операционный механизм и расположение трансформаторов тока снаружи элегазового отсека.
Благодаря штепсельным подключениям к сборной шине и поставкам полностью собранных и протестированных производителем ячеек, ENK GIS можно легко и быстро смонтировать на месте. Устройство предназначено для номинального напряжения до 72,5 кВ, и выпускается для номинального тока до 2500 А и тока короткого замыкания 40 кА в версиях, соответствующих стандартам МЭК и IEEE.
Компактный и модульный характер GIS делает его идеальным для установки в ограниченном пространстве, например, в городах; возможна даже установка в закрытом помещении.
Компания АББ запустила в эксплуатацию распределительное устройство с элегазовой изоляцией (GIS) серии ENK с номинальным напряжением до 72,5 кВ. Основные характеристики включают уменьшенную на 25 процентов в сравнении с существующими образцами такой же производительности площадь основания и снижение потребляемого газа SF6 на 50 процентов.
Компания АББ также предлагает GIS для эксплуатации в открытом море и для мобильного применения. Компания первой в мире запустила высоковольтное GIS в 1965 году и сегодня является глобальным лидером в технологиях высоковольтных GIS, установив и запустив в эксплуатацию свыше 20 000 ячеек по всему миру.
Беспроводное и автономное устройство
В обрабатывающей промышленности информация, полученная с датчиков-реле, помогает максимально увеличить производительность и обеспечить бесперебойную работу. Подача питания на датчики увеличивает стоимость и сложность монтажных работ. Тогда как аккумуляторы применяются для питания многих беспроводных устройств, их регулярная замена может свести на нет весь эффект, полученный от экономии, достигнутой благодаря широкому применению беспроводных датчиков. Эту проблему можно решить с помощью получения энергии из возобновляемых источников (energy harvesting - EH).
EH представляет собой процесс улавливания и преобразования энергии из внешних источников в ток для маломощных устройств. В число таких источников энергии входят тепловые процессы, солнечная энергия, а также колебания и кинетическая энергия из движущейся окружающей среды или движущихся деталей.
EH может проявляться в форме дискретного процесса, но иногда система ЕН может вырабатывать больше энергии, чем фактически необходимо. В любом случае, необходимы резервные устройства (например, специальные улавливатели, первичные или вторичные источники тока) для случаев, когда устройство извлечения энергии не сможет обеспечить достаточное питание датчика. Также для подлинно автономного обеспечения энергией требуется соответствующая система регулирования питания.
Проведённые компанией АББ исследования позволили создать полностью автономный датчик температуры с использованием полностью интегрированной системы EH. В датчик были встроены термоэлектрические генераторы, что также включает интеллектуальное решение регулирования энергии, когда температура технологического процесса недостаточна для производства достаточного количества энергии.
Более подробную информацию см. в главе «Время собирать урожай» на стр. 47 этого номера «АББ Ревю».
Система 800xA, версия 5.1
Начиная с момента первого пуска в эксплуатацию в 2004 году, система комплексной автоматизации 800xA компании АББ была внедрена более чем 6 000 заказчиков. Система повысила производительность, обеспечила бесперебойное управление и была внедрена в различные системы. Версия 5.1, выпущенная в 2010 году, усовершенствована, имеет повышенную производительность и эксплуатационную эффективность.
Основные преимущества версии 5.1 особенно отчётливо проявляются в инжиниринге и управлении изменениями. Инструмент анализа рабочих заданий позволяет оценивать приложение до его загрузки, показывая, помимо прочего, время задержки и конфликты. Подробный отчёт об изменении данных показывает изменения, внесённые в контрольные приложения и графики.
Новая версия также включает новый контроллер семейства AC800M, PM891, тактовая частота которого выше приблизительно в три раза (450 мГц), а память в четыре раза больше, чем у его предшественника, что делает его наиболее мощным контроллером в этом классе. Виртуализация снижает физическое количество ПК примерно на 75 процентов, что существенно сокращает занимаемую площадь и потребление электроэнергии, а также снижает требования к техническому обслуживанию. Усовершенствования функций управления тревожными сигналами включает новый порядок размещения сигналов тревоги и особенности анализа, а также усовершенствования в функциональности обмена сигналами тревоги. Также были усовершенствованы безопасность и коммуникабельность.
Эти изменения отражают лишь малую часть общих усовершенствований, внедрённых в систему 800xA с помощью версии 5.1.
Система 800xA версия 5.1 будет более подробно рассматриваться в следующем номере «АББ Ревю».
Модульные выключатели
Новые и самые современные технологии помогают в разработке высокоинтегрированных и многоцелевых продуктов. Одно из таких устройств, автоматический выключатель, помогает простому, гибкому и надёжному осуществлению проектов распределительных устройств среднего напряжения. Разработка этого разъединителя стала важным шагом в плане производительности, простоты (он характеризуется малым количеством высоконадёжных компонентов и может быть адаптирован к широкому диапазону просто и быстро устанавливаемого вспомогательного оборудования) и надёжности при использовании в множестве приложений, а также безопасности и экономичности.
Выключатель eVD4 создан на основе вакуумного выключателя среднего напряжения с пружинным механизмом VD4 компании АББ, но в нём представлено специально разработанное интеллектуальное электронное устройство (IED) RBX615 на основе устройств серии Relion®, а также современные датчики тока и напряжения. Устройство RBX615 гарантирует общую защиту воздушных и кабельных линий, а также систем сборных шин распределительных подстанций.
Кроме того, оно подходит для любой радиальной распределительной сети. Технология, использованная при разработке датчиков, помогла уменьшить габариты оборудования, увеличить производительность и повысить унификацию. Эта комбинация датчиков и IED сделала возможным точный и надёжный мониторинг, а также регистрацию параметров сети одновременно с обеспечением лучшей защиты как для рабочего персонала, так и оборудования подстанции. Автоматический выключатель eVD4 полностью совместим со стандартом МЭК 61850 и системой горизонтального обмена информацией GOOSE, что, в свою очередь, гарантирует совместимость с новыми системами коммуникации подстанции.
Более подробную информацию смотрите в главе «Интеллектуальная эволюция» на стр. 18 этого номера «АББ Ревю».
Устройство ускоренной подзарядки на постоянном токе компании АББ
Компания АББ сделала значительный шаг вперёд в создании инфраструктуры для электромобилей, проведя в начале ноября 2010 года успешную сертификацию своего устройства ускоренной подзарядки на постоянном токе, совместимого со стандартом CHAdeMO (от французского Charge de Move, зарядка для движения), и установив первое пилотное устройство в Научном парке Гонконга в партнёрстве с китайской компанией по производству электроэнергии China Light and Power. Стандарт CHAdeMO наиболее широко применяется в устройствах ускоренной подзарядки на постоянном токе. Он был принят многими крупными производителями транспортных средств, и первый массовый выпуск автомобилей, совместимых с устройством ускоренной подзарядки на постоянном токе, основанным на этом стандарте, начался в 2010 году, с запланированным увеличением в 2011 и 2012 г. г. Компания АББ в ходе совместной работы с инженерами по сертификации в соответствии со стандартом CHAdeMO из японской энергетической компании Tokyo Electric Power Corporation смогла достичь этого поворотного момента.
Устройства ускоренной подзарядки на постоянном токе получают всё большее признание в качестве ключевого элемента питания для электромобилей. В отличие от устройств подзарядки, работающих на переменном токе, которые зависят от маломощного зарядного конвертера в автомобиле и применяются для зарядки в течение ночи, устройства ускоренной подзарядки на постоянном токе не требуют наличия зарядного конвертера в машине, поскольку он теперь входит в инфраструктуру зарядной подстанции, обеспечивая подзарядку множества электромобилей. Это позволяет осуществлять интенсивную подзарядку, не обременяя электромобиль тяжёлыми устройствами, а его владельца - дополнительными расходами. Также данное устройство обладает дополнительным преимуществом - различными средствами управления нагрузкой на электросеть.
Благодаря совместной работе сертификация была проведена в рекордно короткие сроки, и пилотная установка была смонтирована всего лишь двумя днями позже. Новое устройство ускоренной подзарядки на постоянном токе компании АББ быстро доказало свою эффективность в качестве основной станции ускоренной подзарядки для транспортных средств, принимавших участие в Гонконгском параде электромобилей во время EVS-25 (Всемирного симпозиума и выставки электромобилей) в городе Шэньчжэнь, быстро подзарядив семь подряд машин марки Mitsubishi «i MiEV», принадлежащих компании China Light and Power.
Более подробную информацию о подзарядке электромобилей смотрите в главе «Заря новой эры» на стр. 77 #2/2010 «АББ Ревю».
Электростанция на дому
Компания АББ уже обозначила своё присутствие на рынке инвертеров, соединяющих крупные фотоэлектрические батареи с сетью. Но что же делать с небольшими устройствами, например, панелями, установленными на крышах жилых и служебных зданий? Новые инвертеры батарей компании АББ сочетают простой интерфейс и лёгкую установку с высокой производительностью и усовершенствованной защитой, предоставляя пользователям возможность не только внести вклад в удовлетворение своих собственных потребностей в электричестве, но и подавать питание на общую сеть.
Инвертер, установленный в доме, должен быть настолько прост, чтобы все члены семьи смогли им пользоваться. Инвертеры батарей производства компании АББ поставляются с удобным в эксплуатации дистанционным дисплеем. Это удобство проявляется, начиная с графического изображения солнца, количество лучей которого соответствует яркости солнечного излучения, в любое время позволяя моментально проверить эффективность инвертера. Для экономных пользователей устройство может отображать гистограммы, показывающие соотношение производительности и времени.
Третий уровень сложности создан для инженеров, и поэтому он отображает многочисленные технические детали. Инвертер батареи поставляется с самой современной защитой от перенапряжений и выполнен в самом компактном дизайне.
Инвертор батарей компании АББ будет представлен более подробно в следующем номере «АББ Ревю».
Экономичный двигатель
Обтекаемая роторная конструкция реактивного синхронного двигателя компании АББ ликвидирует потери мощности в клетке ротора, таким образом повышая эффективность и компактность. Возможность достижения стандартной мощности и уровня крутящего момента уже при подъёме температуры класса А (60 К) увеличивает срок службы изоляции двигателя и продлевает срок службы подшипника или интервалы смазки.
Синхронные двигатели, управляемые регулируемыми приводами, повышают эффективность использования энергии в ряде промышленных применений. Общим для большинства применений является необходимость максимальной производительности двигателя и максимально возможный срок службы, но без увеличения требований к техническому обслуживанию или количества отказов. Реактивные синхронные двигатели компании АББ (часто сокращённо именуемые SynRM) используют принцип магнитного сопротивления. Они более компактны, что помогает машиностроителям изготавливать оборудование меньше, легче и производительнее. Двигатель изначально более безопасен в эксплуатации, поскольку, в отсутствие электромагнита, не индуцируется противоэлектродвижущее напряжение, и защита преобразователя от перенапряжения становится излишней. Кроме того, возможность работы на высоких скоростях помогает ликвидировать элементы механической трансмиссии, такие как редукторы. Это, в конечном счёте, позволяет интегрировать двигатель и заряжающее оборудование.
Более подробную информацию смотрите в главе «Движение вперёд» на странице 56 этого номера «АББ Ревю».
Система освещения Busch-iceLight
Подобно тому, как освещение влияет на восприятие фотографии, оно может повлиять и на создание атмосферы в помещении. Вооружённая инновационной светодиодной технологией и множеством опций направления и интенсивности освещения, а также теплоты и видимости цвета, компания Busch-Jaeger, в сотрудничестве со знаменитым архитектором и дизайнером Хади Тегерани (Hadi Teherani), разработала новую систему освещения как для жилых, так и для офисных помещений.
Busch-iceLight представляет собой модульную многоцелевую систему освещения, применяемую в качестве общего или точечного освещения для создания в помещении определённой атмосферы. Имея столь же скромные размеры, что и обычный выключатель, и используя рамки такого же дизайна, как у выключателей и розеток, система может быть приспособлена к внешнему виду уже установленных электрических инсталляций.
Осветительный элемент можно установить в пяти различных направлениях, чтобы точно определить направление света и луча. Для регулирования цвета имеются два типа настройки: тёплый или нейтральный белый цвет. Кроме того, интенсивность освещения может быть включена в режиме 100 или 25 процентов с помощью преобразователя на 350 мА / 5 Вт или преобразователя на 40 мА / 0,15 Вт ночного освещения.
Система Busch-iceLight гарантирует комфорт и безопасность освещения или подсветки информационных систем здания. Входящие в состав системы многочисленные высококачественные дизайнерские платы и специальные пиктограммы делают её адаптируемой к требованиям заказчика.
Компания Busch-Jaeger входит в концерн АББ.
Источник: AББ