国产数控系统（精选12篇）
国产数控系统 篇1
1 引言
在打磨业人工进行作业较多。这种打磨方式能提升产品质量但也存在缺点: (1) 因打磨现场的工作环境恶劣, 火花与粉尘对人体伤害使从业者减少; (2) 随经济发展, 工人的工资与材料费用增加, 使成本提升; (3) 工作时工人依照经验判断是否加工完成, 因此加工质量无法保证; (4) 因工人无法长时间集中去做重复性工作, 导致工作效率低, 工作连续性无法保持稳定。
国外有机器人在打磨行业的应用, 但昂贵的价格和售后服务使很多厂家忘却止步。国产工业机器人在打磨和抛光行业中尚在发展阶段, 但价格便宜、服务周到, 在打磨和抛光业中占有一定市场。本文所述的国产工业机器人是由安徽埃夫特智能装备有限公司自主研发生产的ER50-C20型工业机器人在打磨和抛光行业中的应用。
2 设计思路
2.1 行业需求
由于打磨行业的以上弊端, 导致行业劳力锐减。公司根据际客户需求, 研究开发的ER50-C20型工业机器人, 主要面向打磨和抛光市场。自动打磨系统主要由工业机器人、打磨设备、力反馈控制系统、离线编程软件、校准装置、在线控制系统等组成, 覆盖了打磨和抛光工艺的各方面, 先进技术使系统能处理各种复杂形状的工件, 且保证工件加工质量和产品一致性, 可以极大提高生产效率和成品率, 同时又用安装在磨削抛光设备上的力反馈自适应系统, 实时反馈加工受力状态, 使系统能实现均匀磨削, 提高被加工表面质量一致性, 实现复杂形状工件磨削抛光自动化。
2.2 机器人设计参数
(1) 基本参数
ER50-C20型机器人末端最大负载:50kg, 最大臂展半径:2146mm。
(2) 各轴最大速度和活动范围
3 打磨机器人系统设计
本文以实际应用的铸管承口自动打磨系统为例, 整体介绍一下机器人打磨系统的设计和组成。
如图1所示, 铸管承口自动打磨系统三维仿真示意图。
其中:1六自由度工业机器人, 是整个打磨系统中的主要执行者;2铸管固定装置, 用于保证铸管相对位置不变;3打磨刀具, 有自适应补偿功能, 用于打磨铸管承口;4对刀平面, 用于打磨磨损或换刀过程中对机器人末端工具的校准;5铸管检测装置, 用于识别生产线上不同的铸管产品, 从而调用不同打磨程序;6待打磨的球墨铸铁管;7从动托轮装置, 用于打磨过程中对铸管传动。
系统由PLC作为主控单元, 由PLC控制机器人、铸管固定装置、托轮电机、铸管管径识别装置和打磨工具等协调运动。PLC主要实现和机器人相互通信逻辑判断等功能, 启动PLC后启动机器人, 由PLC控制机器人、固定装置、管径识别装置和打磨工具等动作。机器人正常运行则反馈给PLC一个运行正常信号, 机器人自检出目前位置姿态确认是否安全, 如处于安全区域则发出高电平, 允许铸管输送装置输送新的铸管工件, 如进入打磨区域则为低电平, 禁止输送装置输送新的铸管工件, PLC发送铸管固定装置开始动作信号, 固定好铸管工件, 再触发铸管管径识别装置, 判断当前铸管工件型号, PLC同时将这些信号发给机器人, 机器人根据所发信号, 系统自动调用打磨程序。机器人发送启动托轮电机和启动打磨工具命令, 进行铸管承口的打磨工序。机器人完成打磨后, 回到安全区域发给PLC打磨任务完成命令, 机器人调用对刀补偿程序, 由于打磨过程中对打磨工具的磨损, 需要对打磨工具进行相应补偿, 同时PLC接受到打磨任务完后, 启动铸管输送装置输送出打磨过的铸管工件, PLC进入下一循环周期。
结语
该铸管承口自动打磨系统已连续运行数月, 状况良好, 打磨铸管承口不仅打磨效果良好, 保证产品一致性, 不仅改善恶劣的工作环境, 提高了生产率。该铸管承口自动打磨系统的成功运行开启国产工业机器人在打磨业的应用, 相信不久的将来, 打磨和抛光业中会看到更多国产机器人的身影。
摘要：本文介绍工业机器人在打磨和抛光等行业中的应用分析, 介绍EFORT机器人自动打磨抛光系统的设计思路和控制原理, 介绍硬件配置和软件控制设计思想及打磨刀具磨损补偿等。
关键词：工业机器人,打磨,抛光
参考文献
[1]庞明.机器人设计与实现[M].北京:科学出版社, 2007.
国产数控系统 篇2
随着中国经济的快速发展,世界各国为争夺中国这块市场,与国内企业展开了激烈竞争.我国机床进口额为31.5亿美元,为40.4亿美元,为了迎接挑战参与竞争,振兴和发展中国数控机床工业,南京数控机床有限公司(原南京机床厂)坚持走技术进步道路,积极引进、消化、吸收当今世界先进技术,通过与德国TRAUB公司合作生产,在国内率先制造出了具有国际水平的TND360、TNS42/60型数控车床和车削中心,并在消化吸收德国技术的基础上先后开发出CK1416、C K1420、CK1425、CK1440A、CK1450、CK1463、CK1480和N-084、N-088、N-089、N-090、N-091、N-092、N-093、N-094、N-095等系列的`数控车床.现在我公司的数控车床产品有两大类(棒料类、件料类),40多个品种,为我国航天、航空、军工、汽车及零部件、摩托车、能源、电子、化工、精密仪器和纺织机械等国民经济各行业提供了大量装备,现在已成为生产数控车床主导厂家之一,国家“九五”、“十五”重点科技攻关承担单位之一.
作 者：李建军 作者单位：南京数控机床有限公司 刊 名：机电新产品导报 英文刊名：MACHINERY & ELECTRICAL NEW PRODUCTS GUIDE 年，卷(期)： “”(10) 分类号：F4 关键词：
操作系统国产化突围之惑 篇3
从自主研发角度来看，COS的研制开发，不仅仅是IT界的大事，它还意味着今后能够打破苹果iOS和安卓的垄断地位，在手机上使用自己的操作系统，以解我们长期“在别人搭起的平台上跳舞”之痛。
但伴随这样的“好消息”而来的并不是欢庆颂扬，更多的是“扒皮”、揭内幕，以及对联彤公司前世今生的挖掘。业内人士也通过各种渠道纷纷发声，在几个方面提出质疑：COS究竟是不是自主研发的系统？为何刚发布就宣称有10万种应用程序上线？上海联彤与中科院软件研究所是什么关系？为什么拥有如此超强研发能力的公司，之前竟然名不见经传，以至在网上连公司主页都找不到？
在发布会上，李明树说得最多的一个词就是“自主研发”，然而在整个COS风波中，争议最多的也是“自主研发”。
让人诧异的是，COS发布后竟然没有提供任何下载渠道，人们想一睹真容，只能借助中央电视台的报道画面。另一方面从电视新闻报道和COS系统官网宣传片来看，演示COS系统的手机除去没有logo外，跟HTC的设备几乎一样，运行的应用分明是安卓操作系统上的应用，而手机界面的许多细节，也与运行安卓系统的HTC手机一致。且COS系统宣称，现在就有10万应用可以运行，但不管是苹果、安卓还是微软的操作系统，积累10万应用都需要相当一段时间。如谷歌的安卓应用市场2008年10月推出时，只有34款应用和9款游戏，2010年突破10万大关，到2013年，数量已超过100万。从34到10万，财大气粗的谷歌用了两年，且其中离不开遍及全球的无数开发者的贡献，而COS作为一个刚问世的完全独立自主的操作系统，是如何做到这一点的不能不叫人生疑。
同时，中科院软件研究所、HTC、上海联彤，这三者到底是怎样的关系，也是此次COS研发风波的焦点。
除了在COS的宣传视频中频繁出现HTC的身影之外，此前报道中也可以看到两者相关的痕迹。如去年8月华尔街日报网站曾报道“HTC正在开发自己的移动操作系统，专门针对中国市场。有报道称这个项目得到了中国政府的支持”，北京博思咨询董事总经理龚斌也曾在微博上透露，“这个操作系统名为COS，是与中科院计算所旗下公司合作开发的……HTC会有几款搭载COS的产品上市。”
此外，值得一提的是，HTC公司在上海的办公地点为张江软件园，巧合的是上海联彤的办公室也在该软件园，而且办公楼相距不远。而作为一家“中科院牵头，集IT产业、手机产业巨头力量于一体的大型企业，以研发、运营中国自主知识产权智能终端操作系统为己任”的移动互联网公司，上海联彤尚没有官方网站。
1月22日，网友“92144043
5”在百度显卡吧里发了一个名为《国产COS操作系统测试机到手！》的帖子，并附上了测试样机HTC手机的照片。帖子中甚至出现了COS手机连接到电脑之后，利用刷机精灵进行操作系统检测，得出的结果是该机系统为安卓4.1.2的图片。
正是这个帖子发布之后，人们开始强烈质疑COS系统与HTC Sense系统有着某种联系，认为这说明了COS就是直接剽窃HTC Sense系统，不少人甚至调侃COS实际上是“Copy Other System”（复制其他系统）。
面对种种争议，COS研发者方面断然否认。但它即便确实是根红苗正的“自主研发”，未来所要面临的挑战也依然艰巨。面对强大的竞争对手、已被瓜分殆尽的市场，人们不禁要问：自主操作系统，还有戏吗？
COS是China Operating System的简称，是基于Linux内核自主设计、研发和构建起来的。在不少人质疑其自主性的“含金量”时，COS研发负责人之一、中科院软件研究所总体部副主任武延军表示：“COS的研发并不是对开源软件的简单复制，而是一个复杂的分析、研发、整合的过程，从底层代码到用户界面构建做到独立演进。此外，COS系统的维护、更新都是由自己主导。”
中国科学技术大学计算机科学与技术学院教授安虹表示，目前操作系统的开发，主要是在Linux等开源软件的基础上，根据自身需求来定制和扩充。要重新搭建一套操作系统是非常浩大的工程，不但很难成功，且没有必要。
此前，国内也曾有自主开发操作系统的尝试，却由于种种原因逐渐淡出。有人质疑，开发自主操作系统可能成为科研院所获取项目经费的“旗号”。对此，武延军表示，自主操作系统开发一直是软件所的主要学科方向，的确获得了国家经费的支持，但开发操作系统本来就是软件所的本职科研工作。上海联彤称：“目前研发资金皆为自主研发基金。”多位业内人士也认为，从行业安全的角度看，发展自主的操作系统的确很有必要。
除了自主性，安全性也是COS的一大看点。与同样基于Linux内核的安卓系统相比，COS更强调安全性。
武延军说，与开源的安卓系统相比，COS有与苹果iOS系统类似的应用软件审核管理机制，而开发接口又对开发者开放。然而，“通常用户并不需要特别担心系统安全，相比安全，用户更注重操作体验。”有业内分析人士称，从COS发布情况看，虽然有一些新的操作体验，但看不出它和安卓系统有什么本质区别，图标和界面设计也略显陈旧。
“用户对操作系统有一个‘先入为主’的使用惯性，技术再好也不见得一定能赢得市场。”安虹说。
“苹果和安卓系统已经主导了手机操作市场。新系统要想分享市场，就得让人有新鲜感，引起尝试的冲动。”业内分析人士认为，COS并没有展示出太多的创新点。
针对COS刚推出就有超过10万种应用这一疑点，根据武延军的解释，是由于COS拥有一个第三方的Java虚拟机，通过虚拟机可以支持现有的Java应用运行在COS上。
针对COS不能下载的疑问，武延军解释，COS代码的知识产权审查认可还有一个过程，需要做优化。另外，部分补丁需要确认。此后，COS基础产品版本会按照开源软件的规则对社会开放和开源。
业内人士表示，一款操作系统能否成功，关键要获得终端硬件厂商、内容提供商、应用开发者等多方面的支持，形成完整的产业链生态系统。据了解，安卓系统诞生时，开发商就与多家硬件制造商、软件开发商和电信运营商组建了安卓开放联盟。
但目前，“我国还没有一家企业能像苹果一样实现垂直整合，搭建完整的产业生态链。”武延军坦言，专门针对COS“深度定制”的应用还不多。中科院软件研究所也表示，今后将召开应用开发大赛，吸引开发者发布新产品。
此外，李明树还在COS发布会上称：“未来将与上下游友商共同构建完整的产业环境，完善COS应用生态系统，推进产品多样化。”
包括三星在内不少有实力的企业，都开发过自主操作系统，力图打造属于自己的产业生态链，但均没在市场上形成大气候。
“苹果、谷歌、微软等公司已经占据了市场主导地位，挑战它们确实很难，但并非没有机会。”武延军说，任何软件都可能遇上发展的“天花板”，智能电视等新的终端形式出现后，操作系统也面临转型。
赢得新终端的用户，或许是自主操作系统占领市场的突破口。业内人士分析，智能电视市场还没有形成稳定的竞争格局，垄断还没有出现，我国的自主操作系统，如果能在界面、功能上给用户带来更好的体验，就有机会在这个市场取得突破。
另一个机会是物联网、云计算等新技术形态所开辟的新市场。武延军表示，如果做出好产品，就有可能冲击传统巨头的市场垄断地位。
国产数控系统 篇4
据介绍,通过验收的这两个项目均是国内航空、航天、发电、冶金、铁路机车、船舶等重点行业领域急需的关键装备,从而打破了国外产品在重点行业领域的技术封锁和技术垄断,为实现高端数控装备自主化,满足国民经济发展和国家战略需求发挥了重要作用。
其中,大型高速龙门五轴加工中心代表了目前数控机床的最高技术水平,主要用于各种铝合金、钛合金、不锈钢等复杂零件的高速精加工,是航空航天等领域急需的高档装备,多年来进口产品一直占据着主导地位。济南二机床依托为北京首航机械有限公司提供的“5.5×12米高速龙门五轴加工中心”,全方位、多角度地开展课题研究,进行了大型高速龙门铣床整机的开发和优化设计、高速驱动技术的研究和应用等关键技术问题的研究,形成多项拥有自主知识产权的核心技术,获得实用新型专利3项,申请国家发明专利3项。
作为国内最早研制成功五轴联动数控机床,并最早实现市场化、规模化的企业,济南二机床开发研制的高性能五轴联动数控机床目前已为航天工业提供了许多关键装备支持,包括北京航天、上海航天等在内的航天企业,共计采购了济南二机床30余台五轴联动数控龙门镗铣床,彻底打破了国外技术封锁。除航空航天领域外,济南二机床研制的五轴联动数控龙门镗铣床还应用在南水北调工程、高速列车、轨道交通等国家重点项目和行业领域。
国产数控系统 篇5
年国产液晶电视质量排行榜之长虹
长虹生产生的液晶电视机以创新为导向，不断的提高液晶电视机的生产技术能力，致力于为消费者提供高品质的产品。长虹目前大力的实施品牌的国际化的战略，提高长虹在行业中的竞争力。
2017年国产液晶电视质量排行榜之海信
在十大国产液晶电视机中排名第二的是海信液晶电视机，海信集团是一个大型的电子信息产业的集团信息。海信拥有六大产业布局，该公司主要致力于数字多媒体系统和终端产品的的研发、制造和销售。
2017年国产液晶电视质量排行榜之康佳
康佳在2017年国产液晶电视质量排行榜中排名第三，该公司是改革开放之后的第一家中外合资企业，如今的康佳集团以创新为企业的动力，以成为现代化高科技的企业为目标，不断的打造自己的品牌，向世界品牌进军。
2017年国产液晶电视质量排行榜之海尔
海尔在十大2017年国产液晶电视质量排行榜中排名第四，海尔的产品引领着现代生活的新潮流，海尔不被现如今家电的发展方式所束缚，它以独创的方式优化着现代的生活，最终成为了全球家电的第一品牌。
2017年国产液晶电视质量排行榜之TCL
在2017年国产液晶电视质量排行榜中TCL液晶电视机排名也是不错的。TCL集团股份有限公司是全球性消费类的电子企业，而公司旗下形成了多媒体、通讯、家电、部品四大产业，其设计的产品也受大众所青睐。
2017年国产液晶电视质量排行榜之创维
创维液晶电视机以其丰富的产品，为消费者带来了高质的生活享受。同时，创维以“专注健康科技为理念”一直引领着健康家电的发展。所以相对的，其企业实力也是不容小觑的。
2017年国产液晶电视质量排行榜之清华同方
同方公司是由清华大学控制的高科技公司，清华同方的发展是以自主核心技术为基础，注重产品质量的提高，现如今清华同方公司已经具有了国内领先的技术，并且在市场上占有较大的份额。
2017年国产液晶电视质量排行榜之易美逊
易美逊液晶电视机生产的产品一直坚持品牌的理念和行业的准则，为用户提供优质的服务和高品质的产品。创造亲民的价格和产品强烈的视觉体验成为了易美逊的品牌承诺和使命。
国产数控系统 篇6
国产品牌迅速崛起。目前我国血糖监测系统专业市场主要由外资品牌主导，市场份额超过95%；而在零售市场国产和外资品牌的市场份额各占一半。随着血糖仪技术的日趋成熟，国产品牌和外资品牌在核心技术上并无显著差异。因此，在零售市场，由于糖尿病患者对价格敏感且产品本身的转换成本低，国产品牌有望迅速崛起。
公司有望成为国产血糖监测系统的领军者。与同行对比，国内企业品牌和产品之间的差异不大，销售能力才是决定未来成败的关键。公司自上市以来，销售人员从100 多人增加至350 人，加强了对终端的维护，900 多个经销商的营销团队（国内企业中最多），实现了广铺货，迅速抢占空白市场的目的。
海外市场助推公司加速成长。公司的血糖监测产品已出口至古巴和委内瑞拉两国，目前累计销售了44 万台，对应的试条需求超过8000 万条。公司还在积极进行FDA 的认证，未来有望在巴基斯坦、印度尼西亚等新兴市场推广，海外市场将助推公司更上一层楼。
国产数控系统 篇7
1安全警告的性能
针对于大型飞机, 增设的安全警告应能唤醒注意, 让飞行员明晰各类的事故特性。在这种基础上, 飞行员即可选取最合适的调控方式。大型机身配备的安全警告增设了优良的调控实效, 驾驶员即可快速辨析故障。在最大范围内, 安全警告减低了常态的驾驶干扰。同时应当注重:重要阶段例如飞机着陆、预备起飞等时段内不可突发警告信号, 除非遇有致命事故。
从现状看, 可选取喇叭或警铃用作设定警告音。此外, 警告信号还可设定为振动提示、警告灯及可读取的文字。若选取了不同状态下的警示, 即可获取不同的驾驶反应。为了避免干扰, 警告信号不可显示于起飞及着陆等时间点[2]。安全警告依循的首要准则即为:不该报警时不可突然报警, 这样是为妥善抑制并防控干扰。
2警告系统的特性
早在七十年代, 飞机配备的警告技术显现了凌乱及分散的总体特性, 技术仍没能达到完善。通常状态下, 警告并不针对于变更的外在环境而单纯针对于故障。这就缺失了根本的指引性, 警告技术表现出滞后的弊病。历经长期改进, 突破了安全警告设计遇有的技术瓶颈, 上世纪末增设了多类的组合警告。新式警告系统涵盖了机组警告、近地状态的警告、防控撞击及交通性的警告。现代这类技术拥有了全新特性:警告更为全面且集中, 警告方式也增设了图形警示、文字的说明等。提升了根本的技术水准, 创设了优良的自动化及人机效能。
警告系统设有监控的核心, 中央监控设定为告警性的机组系统。播音及空客系列的大型飞机都可监测得出连续形态下的机身故障。遇有突发的某一故障, 监控将会凸显精准的故障位置而后给出最合适的处置流程。系统留存的信息含有备忘数据, 警告可分成咨询类的、注意性的及警告性的三种层次。设置了集中状态下的飞机警告, 可自动查验并集中予以调控。采纳了通信寻址配备的新式系统, 实时发送并传递多样的故障信号[3]。
此外, 针对于关键范围内的飞行信息也配备了警告。飞行中的关键状态含有着陆及起飞、飞机超速或失速、近地飞行等。针对如上的形态都应及时予以报警。安全警告还能预知最低高度、风力的切变及火情等, 在最大范围内防控了飞行中的碰撞。伴随技术进展, 国产飞机更多配备了近地警告即GPWS, 这类装置可敏锐感知现存地形, 负责查验并且监控真实的飞行环境。飞行员接纳了来自警告的精确建议, 更能便于把控飞行的近地环境并缩减碰撞事故。
3探析设计思路
经过长期的摸索及探究, 国产飞机内含的安全警告趋向于日渐成熟。然而不应忽视:现今设计出来的警告系统仍存有若干弊病, 亟待后续的改进。例如:警告设备很易遭受内外多样的电磁干扰, 唯有关掉了无线网才可防控干扰及异常。此外, 设备很易突发电气及机械性的故障, 遇有突发雷击及大雨天都将减低本该有的性能。软件也存在缺陷, 有待增添精准度。后续在设计警告装置时, 要注重如下的设计思路:
首先, 要具备最佳的认知, 摒除不合适的旧式认识。设计人员都应接纳这种认识:设计出来的安全警告是否拥有最佳的特性直接关乎整体的飞行安全。增设专职性的组织以便于专门设计, 全面查验安全警告潜在的漏洞。警告系统应能及时预知关键性的一切飞行威胁, 预警内容要拓展至着陆形态、失速以及超速、火警及撞击等[4]。
其次, 要采纳更先进的成套设备, 确保设备水准可达最优。历经几十年改进, 空客突破了习惯方式且接纳了侧杆及电传性的驾驶操纵, 实践获取了长久的实效。由此可见, 大型的国产飞机设计者都应敢于突破并且创新, 设定更高层次的设计规程。可选用合成视景必备的监控摄像, 呈现出更直观的摄像景物。例如:在收放起落架、预测火情的精准位置时都可用到直观表现出来的图像信息。新颖技术可延长原先的告警距离, 预警过程也避免了干扰性的无线电[5]。探测距离可延长至超出200海里, 飞行员也更能警觉现存的飞行状态因而前移了预设的安全查验关口。
最后, 警告系统还应便于随时维修及检测, 自检的流程应能集中并能显示故障。维修大型飞机要便于更换各类的构件, 自动化的查验可排除凸显的故障。采纳新式的配套技术, 运营商还可减低耗费的成本, 通用设计更能便于培训飞行员。
4结束语
最近这几年, 大型国产的多型号飞机都应提升原有的安全性, 切实防控撞击。飞机配备了安全警告系统, 采纳新近的警告技术。设计出更加完善的安全警告系统才能真正杜绝事故, 从根本入手提升了飞行中的安全度。应当增设设计类的专用部门以便于全面查验潜在故障, 进行安全预警。随时辨析各个时段的飞行状态, 预测飞行速率及潜在的撞击可能。同时, 还可借鉴安全警告设计系统的既往经验, 从全方位完善新式的安全警告系统。
参考文献
[1]王有隆, 关志宇.略论国产大型飞机安全警告系统的设计[J].中国民航飞行学院学报, 2012 (1) :12-15.
[2]翟晓鸣, 陈晓和.全寿命周期视角下的国产大型客机成本评估指标体系研究[J].科技管理研究, 2015 (4) :26-31.
[3]李磊.现代民机告警系统综述[J].科技资讯, 2015 (18) :15-17.
[4]孙耀, 赵荣泳.大型民用飞机安全生产综合管理信息化平台的设计[J].机电产品开发与创新, 2014 (4) :1-3+25.
国产数控装备制造业的发展与研究 篇8
数控技术起源于工业现代化的需要, 最早用于军事和航空航天领域。到20世纪60年代, 数控系统和程序编制工作日益发展成熟, 数控机床已被广泛应用于工业生产的各个领域。时至今日, 在机床工业中, 各类数控机床的比重已经占到整个机床制造业数量的80%左右, 数控加工已经成为解决零件品种多变、结构复杂、加工便捷、生产批量等问题的有效途径, 成为制造业发展必不可少的助推器。
(1) 中国的机床制造业规模较大。从世界范围来看, 数控机床工业比较发达的有美国、日本、德国、瑞士、韩国、新加坡等国家和地区, 国外知名度较高的马扎克、EMAG、THK、发那科、西门子等数控机床, 在大中型企业都很常见。我国从1958年开始发展数控机床, 迄今已经积累了一定的数控理论基础和实践研究经验。随着中国制造业对数控机床的大量需求, 随着中国工业企业对产业工人的要求越来越专业化和职业化, 数控机床的应用越来越普及。而我国的680多家金属切削机床制造行业规模以上企业中, 沈阳机床 (集团) 有限责任公司、大连机床集团有限公司和沈阳机床股份有限公司在2014年的行业综合名次位列前三, 他们的产品在中小型企业和中低端机床市场拥有广泛的客户群。
(2) 中国机床制造业前景光明。2013年, 中国位居全球机床进口排名首位, 进口额为581亿元人民币, 而国产机床出口则位列第八, 出口额为116亿元人民币, 进口多而出口少, 国产机床在世界机床销售市场的占有率不高。国内企业普及型数控机床中大约有60%~70%是采用的国内产品, 但是必须指出的是, 这些国产数控机床当中大约80%的数控系统都在使用进口的关键技术。而且使用这些机床的多数是中小企业、教育教学单位。沈阳机床 (集团) 有限责任公司自2011~2014年连续三年保持机床销售收入全球第一名的位置, 主要是靠销售数量多取胜, 并且出口的都不是高端机床设备。国家“十二五”规划预测, 2015年, 我国数控机床年产量将超过25万台, 国内市场占有率达到70%以上, 中国的机床制造业的前景一片光明。
(3) 国有机床企业与国外企业的差距较大。但是中国的数控机床制造业在与美日欧等先进制造业国家的企业竞争时却一直处于劣势。近年的一组统计数据显示, 在全球机床销售额排名的前十位企业里面, 中国只占2个席位, 日本占5个席位, 德国占2个席位, 美国占1个席位 (见表1) 。这2个席位的名次还是靠销售机床的数量多取胜的, 毛利润很低, 机床的关键性技术不强。由此可见, 中国的机床制造业要想在世界上占有一席之地, 还需要很长的路要走。
随着国防工业、航空航天、船舶工业、信息产业、生物科技、汽车制造等工业的高速发展, 随着对石墨、陶瓷、有色金属等材料的深入研究, 随着热装式刀柄、专用夹具、在机检测设备等新型机床附件的不断推出, 国内外制造业市场对数控加工机床的各方面性能要求越来越高。国内数控机床制造业要想在强手如林的世界制造业大军中脱颖而出, 必须要找准自身的定位。
2 我国数控机床工业发展存在的问题
(1) 核心技术落后明显。经过60多年的发展, 我国在数控机床控制系统、主轴电机、计算机技术等基础工作方面取得了一些成绩。在此基础上, 我国建立了诸如华中数控、广州数控、大连机床、济南一机等具有一定规模和批量生产能力的数控机床或数控系统生产厂。但国产数控机床缺乏核心技术, 从高性能的系统控制元件到关键的功能零部件基本上都依赖进口, 在产品设计水平、装配质量、加工精度和可靠性能等方面与国外先进水平相比落后了至少10年。
(2) 机械制造水平不高。除了生产数控机床的核心关键技术, 中国的整体制造业水平也普遍较低。在世界技能大赛的舞台上, 中国选手的作品常常因为精度不高而取得不了好的成绩。这既与操作者的专业技能有关, 也与国内企业员工的职业素养有关。学校在培养产业工人时有切身的感受, 不管是中等职业学校还是高等职业学校的学生, 技能学习都浮于表面, 到企业之后完全没有办法独立上岗。中国制造业水平的整体推进有赖于学校、家庭、社会和行业协会各层面的协调配合, 这将是一个长期的过程。
(3) 生产管理手段落后。除了规模以上企业, 中国还有很多微小型的制造业企业, 这些企业依附工业园区、国有企业、高等院校, 租用他们的场地或设备, 聘用他们的技术骨干或学生, 接一些零碎的订单。这些企业由于资金压力, 没有专门的管理机构、管理人员和管理制度, 日常管理主要靠老板, 而且裙带关系严重, 员工没有明确的岗位职责, 上班随意性大。这些企业的产品加工标准模糊, 产品分类制度执行不够彻底, 生产周期不稳定, 这种管理方式下的企业工艺水平和管理效率都提升不起来, 使得企业很难持续发展。
(4) 质量标准执行不严。由于很多中小企业的利益导行性原则, 在生产制造中追求利益最大化, 而不优先考虑产品质量。企业为了节约成本, 不合格的零件不直接报废, 而是通过不规范的技术手段通过检测。如在加工孔的过程中, 如果把孔加工大了, 通止规检验是通不过的, 但是操作者把已经变大的孔敲扁, 这样用通止规检验就是合格产品了, 但是在使用性能上却与合格产品有很大区别。再如, 本来是加工盲孔的, 实际加工的时候却钻成了通孔。在对产品要求严格的企业, 这种情况应该直接报废。但是企业直接用铸造的方法把孔堵上, 然后在二次加工, 这样生产出来的零件, 可以很容易通过检测合格, 但是使用性能已经大大降低。
(5) 售后服务能力欠缺。在产品售后服务和客户培训上, 国内制造企业与发达国家也有较大的差距。国内大多数企业对服务缺乏真正的理解, 或者只注重推销而不注重售后服务, 没有投入资金和人力把企业的服务做起来。比如有的技术人员对自己销售的数控机床缺乏足够的了解, 不能很好的向客户介绍推荐产品;有的技术人员对先进制造工艺缺乏认识理解, 不能根据企业具体情况指给客户提供最佳的工艺解决方案。外资机床制造企业则提出了“交钥匙经验”等产品服务概念, 建立了自己的企业培训中心, 创设良好的培训环境、配备专业的培训人员。他们的企业服务从研究用户的生产范围、加工类型、产品质量、发展前景、员工培训等入手, 帮助用户进行设备选型, 制定零件运输方式以及生产线布局, 向用户推荐先进工艺与辅助工具, 帮助发挥产品的最大使用效益。
(6) 数控专业技术人才缺乏。我国数控技术和数控机床工业的发展需要多种层次的人才, 细分大致可以分为三类。第一类是操作工人, 第二类是企业现场技术人员, 第三类是行业研发人员。目前我国数控技术的操作工人和技术人员主要靠高职院校和中等职业学校培养, 也有少部分人由企业和培训机构向社会招聘然后再集中培训出炉。这些工人年龄层偏低, 思想不够成熟, 技能水平普遍不高。可以从事数控机床研发的高校研究生、博士生则选择了生活、科研条件相对较好的美欧等国发展, 中国的数控研究始终缺乏人力财力。
3 数控机床工业的出路
在生产规模上, 中国已经算得上是仅次于美国的制造业大国, 但离制造业强国还有很大差距。美国IHSGLOBALLNSIGHT机构最新发布的数据显示, 中国制造业生产效率远低于美国、日本、德国等国, 制造业人均产值仅为美国的1/8左右。按2014年最新的国家科技实力综合排名来讲, 中国不仅比不过美英日德法等传统强国, 连芬兰、以色列、挪威、捷克这些小国都不如。
(1) 优胜劣汰、扶持优势企业做大做强。随着企业对零件加工精度等条件要求的提高, 以低端产品为主、利润率本来就很低的中国制造业生存空间更小。中国各地的工业区和学校都建起了企业孵化园, 以场地、设备和劳动力资源优势支持中小企业的发展。即便有点资金的企业, 也不可能把所有的钱都投入到购买国外昂贵的高精度机床上面, 国产的中低端数控机床市场仍然是他们的首选。但是, 国产普及型机床的综合性能必须要提升才能在机床销售市场占有一席之地。探寻中国机床制造业的新出路, 关键是推出有市场竞争力的企业和数控设备。中国的数控制造企业基本上已经饱和, 但是在国际上有较高知名度的企业没有, 并且国内还没有研发出性能优良的数控系统, 核心零部件主要依靠进口。因此如果想在短时间内赶上美日欧等国, 需要企业与企业强强联合, 发挥团队作用。
(2) 产品升级、提高数控机床的加工精度。产品的更新换代需要技术, 更需要时间, 目前很多企业正在努力。提高国产数控机床加工精度的方法有很多, 包括合理选择刀具材料、合理选择切削用量、合理选择刀具几何参数、合理控制切削环境、合理控制系统误差等等。近年来, 仅仅依靠通过提高机床零部件的质量精度、降低应力变形的影响、控制加工环境和使用条件来减小机床加工误差的措施, 在技术层面上变得越来越困难, 在经济层面上变得越来越难以承受。特别是拥有自主知识产权的国产数控机床, 其各项性能指标与国外先进的数控机床相比还有较大差距。于是, 行业和企业技术专家不断的研究探索经济可行的措施, 误差控制技术迅速被行业企业所接受。
4 数控机床制造业的展望
众所周知, 数控机床是现代制造业的基础装备, 是加工其他制造装备的母机。我国是制造业大国和全球装配中心, 而非掌握核心技术的制造中心, 这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。比如, 西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质, 对我国实现禁运和限制, 日资企业牧野公司不把数控机床卖给有军工背景和加工军品背景的中国企业就是最好的例子。我们应站在国家安全战略的高度和长远的利益来看数控机床制造业的兴衰, 为其找到一条切实可行的发展之路。
摘要：在国内机床工业中, 智能化数控机床替代了单纯的手工劳动, 各类数控机床的比重已经占到整个机床制造业数量的80%左右, 数控技术在中国的第二产业中已经发挥了越来越重要的作用。但是中国的数控机床制造与美日欧等先进制造业国家还存在较大差距, 探索中国装备制造业的新出路成为中国工业发展迫切需要解决的问题。
如何提高国产数控机床的可靠性 篇9
从20世纪中期数控技术出现以来,数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。数控机床是一种高度机电一体化的产品,具有如下特点:加工柔性好,加工精度高,生产率高,减轻操作者劳动强度、改善劳动条件,有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。所以数控机床适于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。由于上述优势使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。
2 国产数控机床的现状
经过二十多年的改革开放,国产数控机床的使用越来越广泛,特别是在汽车零部件制造领域。但由于我国技术水平和工业基础还比较落后,数控机床的性能、水平和可靠性与工业发达国家相比,还有一定差距,数控产业尚未真正形成。国产数控机床厂家虽然不少,但从品种看,仍然是低层次的通用数控车床较多,对于适合大批量汽车发动机,变速箱,底盘主要零部件的多轴数控加工中心,品种少,并且大多没有经受大批量生产考验。而欧美日机床的特点是:可靠性好,故障率低;人机界面的设计重视人性化;带有主动测量及补偿系统;可以提供带自动上下料装置加工单元;机床设计模块化。
因此要强调以市场需求为导向,大力提高国产数控机床的可靠性,以整机带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件(数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等)的可靠性及生产规模问题。没有高的可靠性就不会形成规模,没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品,中国的数控装备在国际市场的竞争中也难有出头之日。
3 影响整机可靠性的装置
数控机床主要由数控系统、伺服系统、机床本体三大部分组成。数控系统像数控机床的“大脑”,是数控机床的重要组成部分,对机床控制信息进行运算及处理。机床本体主要是指机械传动结构及功能部件。伺服系统是数控系统和机床本体间的电传动联系环节,作为数控机床的执行机构,接收数控系统发出的位移、速度指令,经变换、放大与调整大后,由电动机和机械传动机构驱动机床坐标轴、主轴等,带动工作台及刀架,通过轴的联动使刀具相对工件产生各种复杂的机械运动,从而加工出用户所要求的复杂形状的工件。众所周知,在机床设计中选用高性能、高可靠性的数控系统、伺服驱动装置和优质的配套元部件可使国产数控机床的可靠性和总体质量水平大大提高。
3.1 数控系统
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,它集传统的机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术,网络通信技术和光机电技术等于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化和智能化起着举足轻重的作用。数控技术是制造自动化的基础,是现代制造装备的灵魂核心,是国家工业和国防工业现代化的重要手段,关系到国家战略地位,体现国家综合国力水平,其水平的高低和数控装备拥有量的多少是衡量一个国家工业现代化的重要标志。
从1952年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控系统至今,随着电子技术和控制技术的飞速发展,当今的数控系统功能已经非常强大,与此同时加工技术以及一些其他相关技术的发展对数控系统的发展和进步提出了新的要求。特别20世纪90年代以来,由于计算机技术的飞速发展,推动数控技术更快的更新换代。其发展过程就是数控装置由NC向CNC发展,CNC装置向人工智能化方向发展;广泛采用32位CPU组成多微处理器系统;提高系统的集成度,缩小体积,采用模块化结构,便于裁剪、扩展和功能升级,满足不同类型数控机床的需要;驱动装置向交流、数字化方向发展;采用新型的自动编程系统;增强通信功能;数控系统可靠性不断提高。总之,数控机床技术不断发展,功能越来越完善,使用越来越方便,可靠性越来越高,性价比也越来越高。现在国外数控系统技术发展的总体发展趋势是:
3.1.1 向基于PC的全数字化开放体系结构方向发展
开放式体系结构使数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性,并向智能化、网络化方向大大发展。开放式体系结构可以大量采用通用微机的先进技术,如多媒体技术,实现声控自动编程、图形扫描自动编程等。数控系统继续向高集成度方向发展,每个芯片上可以集成更多个晶体管,使系统体积更小,更加小型化、微型化。可靠性大大提高。利用多CPU的优势,实现故障自动排除;增强通信功能,提高进线、联网能力。
3.1.2 新一代数控系统控制性能大大提高
数控系统在控制性能上向智能化发展。随着人工智能在计算机领域的渗透和发展,数控系统引入了自适应控制、模糊系统和神经网络的控制机理,不但具有自动编程、前馈控制、模糊控制、学习控制、自适应控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等功能,而且人机界面极为友好,并具有故障诊断专家系统使自诊断和故障监控功能更趋完善。
总之,新一代数控系统技术水平大大提高,促进了数控机床性能向高精度、高速度、高柔性化、高可靠性方向发展,使柔性自动化加工技术水平不断提高。
3.2 伺服系统
伺服系统是以机械运动的驱动设备,电动机为控制对象,以控制器为核心,以电力电子功率变换装置为执行机构,在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。数控机床中的伺服系统种类繁多,主要由三部分组成:控制器、功率驱动装置、反馈装置和电动机。
数控机床是一种高精度、高效率的自动化设备,如果发生故障其损失就更大,所以提高数控机床的可靠性就显得尤为重要。由于数控装置采用微机后,其可靠性大大提高,所以伺服系统的可靠性就相对突出。
作为数控机床的重要功能部件,伺服系统的特性一直是影响系统机床加工精度、可靠性等的重要指标。围绕伺服系统动态特性与静态特性的提高,近年来发展了多种伺服驱动技术。可以预见随着超高速切削、超精密加工、网络制造等先进制造技术的发展,具有网络接口的全数字伺服系统、直线电动机及高速电主轴等将成为数控机床行业的关注的热点,并成为伺服系统的发展方向。
3.3 机床本体
数控机床的机床本体的设计可靠性在很大程度上也决定了整机的可靠性。我国历来比较重视主机的设计和制造,但数控机床的功能部件(如滚珠丝杆,滚动导轨,数控车床转塔刀架,加工中心刀库和机械手),往往质量差、可靠性不及国外名牌。为此,我国应该大力开展功能部件的设计和研究,发展功能部件产业,尤其是相对落后的数控机床刀具产业。对于精密机械部件性质的功能部件,如高速滚珠丝杆、高速滚动导轨、刀库和机械手等,要在短期内争取在质量、性能、可靠性上赶上和超过国外名牌产品。
4 提高机床可靠性的一般方法
要提高国产数控机床的可靠性,广大机床生产企业就必须先对现有产品进行可靠性分析,寻找原因,提出改进办法。可靠性分析是以大量的现场数据为基础的,借助有计划、有目的地收集产品寿命周期各阶段的数据,进行分析,发现产品可靠性的薄弱环节,改进设计,从而提高产品质量,所以可靠性数据的收集和分析在可靠性工程中具有重要地位。然而这方面正是国内可靠性研究中的一个薄弱环节。
可靠性试验是取得可靠性数据的主要方法之一,它是进行可靠性设计和分析的基础。近30年来,可靠性试验方法取得很大发展。可靠性试验既费时又费钱。对于数控车床而言,主要考虑试验场所和试验样本两方面。
按试验场所,可靠性试验分为现场试验和实验室试验两种。实验室试验主要为去除机床的早期故障。数控机床由于结构复杂,使用条件中的不确定因素很多,故选用现场试验方法能够采集到真实的可靠性情况。在现场试验中数据可靠性问题是一个关键问题。事先必须制订完善的采集计划,事后应对数据进行处理,以排除不合理因素。
可靠性试验按样本大小可以分成全数试验和抽样试验两类。对于数控机床这种批量产品不可能进行全数试验,一般采用抽样定时截尾或截尾定数的试验方法。
为了能使采集到的数据有效、真实的反映机床的工作状态,需要事先针对机床本身特点和使用中的实际情况,制定了完善的故障模式表,并对每一台受试机床进行跟踪,填写规范的故障分析报告。最终能建立数控机床的可靠性数据库。只有在拥有真实、可靠、大量数据的基础上,我们才能进行故障分析、可靠性设计等,才能对机床的设计、使用、维修等提出合理的改进意见。可靠性数据的积累是一个长期的、艰巨的过程。在此过程中必须对数据进行有效的组织和管理,而这是手工难以完成的,必须借助于计算机数据库技术。而这项工作是个非常复杂的、长期的系统工程,国内的数控机床企业要想真正跨越性发展,必须不怕费钱费力,坚持不懈的做下去。
5 结束语
对当前的国内数控机床行业而言,机会与压力并存。航天航空、国防军工制造业需要大型、高速、精密、多轴、高效数控机床;特别是民营企业的蓬勃发展,需要大量数控机床进行装备。但国产机床的可靠性偏低,且缺乏高档数控机床,国家每年要花几十亿美元去进口。这种受制于人的局面长此下去,必将对我国经济安全运行构成威胁。因此,大力发展国产数控机床,提高国产数控机床的档次和可靠性,是未来5到10年国内机床行业的艰巨任务。
中国要成为制造市场,而不是加工市场,机床行业也应正确看待这个问题。
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国产数控系统 篇10
装置再生单元设计处理能力为1135kg/h, 由一套与反应部分密切相连又相对独立的设备组成, 起到实现催化剂连续循环而同时完成催化剂再生的作用。来自重整第四反应器积炭的待生催化剂被提升至再生部分, 经闭锁料斗后, 依次进行催化剂的烧焦、氯化 (补氯和金属的再分散) 、干燥和还原 (氧化态变为还原态) 。再生后的催化剂循环回到重整第一反应器。再生器氯化区的含氯气体单独抽出与再生气体混合碱洗脱氯, 而不直接进入烧焦区, 可以减少再生器的氯腐蚀。 烧焦区循环气体经过换热冷却及干燥脱水后实现“干、冷”循环。闭锁料斗布置于再生器上方, 利用再生器上部的缓冲区作为闭锁料斗的高压区, 实现“新型无阀输送”, 可减少催化剂磨损;闭锁料斗高压区压力更加稳定、操作更加平稳可靠;再生器内催化剂流动严格连续, 再生器内构件不会受损;降低了再生器框架总高度;充分发挥设备的烧焦能力[1]。
1 再生器内约翰逊网损坏
开工运行至今, 再生系统运行不稳定, 停车次数多, 设备故障频繁:其中因再生器内约翰逊网损坏在4月27日而停工, 拆检发现内筒上部约翰逊网多处焊缝开裂, 见图1。催化剂从损坏处随再生循环气带出至碱洗系统, 在碱洗塔底及机泵入口发现大量催化剂颗粒, 最后清理回收催化剂5.19吨。随后对烧坏部位采用材质为316H的丝网进行包焊处理, 并在再生循环气出口增加了过滤器以防止出现内网损坏时催化剂跑至碱洗系统, 此次处理系统一共停工7天, 重整单元降量至70%负荷运行。2010年1月5日, 因再生气出口过滤器压降增大, 再生器与碱洗塔间的压降由0.03MPa增大至0.2MPa, 循环气量由28000Nm3逐渐减少16000 Nm3, 多次反冲洗碱洗混合器M308无效, 最后系统停工拆检过滤器, 确认是再生器内约翰逊网再次出现损坏, 再生气夹带的催化剂颗粒积聚在过滤器前导致系统压降增大。由于新约翰逊网未到货, 清理完过滤器后装置恢复生产, 重新开工后为了避免过滤器过快堵塞, 循环气压缩机C301只控制在50%负荷运行, 循环气量控制在20000 Nm3。
经分析, 出现上述问题的主要原因是再生器床层温度失控, 温度出现频繁、大幅度的波动, 甚至出现超温现象, 最后由于热应力影响对再生器设备及内件造成较大的冲击引起。其中主要原因是氧表失效、高碳催化剂冲击以及温度检测不到位。由于催化重整联合装置对广州分公司高辛烷值汽油的调合、厂氢气及瓦斯管网的平衡以及生产苯、二甲苯等高附加值产品起到决定性作用, 再生系统的问题制约着装置的加工负荷直接影响分公司的总体效益, 所以能否保证再生系统正常运行是联合装置增创效益的关键。
1.1 氧表失效的原因及对策
在正常操作中, 燃烧区氧含量是催化剂再生过程中的最主要调节参数, 再生循环气中的氧含量控制再生器过剩空气排放量:当过剩空气排放减少时, 较多的空气就进入燃烧区, 再生循环气中氧含量会变高。正常控制再生氧含量为0.5%～0.8% (V) , 过高的氧含量将导致过高的再生烧焦区温度, 会对催化剂造成损害, 甚至因超温损坏再生器内构件等设备。过低的氧含量会导致烧焦缓慢, 造成再生烧焦区内烧焦不彻底, 使含焦催化剂进入氯化区发生烧焦反应, 将可能产生非常高的温度, 造成催化剂载体氧化铝状态改变、铂聚结和氯化区设备损坏。再生气体中氧浓度控制低限是使碳全部在再生烧焦区烧掉所需要的最小浓度[1]。
再生烟气氧表AIC30602A在装置开车期间反复出现指示回零和漂移的问题, 无法保证催化剂的正常烧焦, 开车期间由于烧焦区入口氧含量ASHH30602及分析仪样气流量FSLL30604波动而导致再生系统多次出现热停车。致使床层温度一度失控, 温峰最高到达590℃。经查, 在用氧表只适合在低压 (0～60psig) 条件下工作, 不符合在实际高压 (60～110psig) 工况条件下工作的设计技术要求 , 虽然厂商后来寄来了新的密封型参比气的测量元件, 但货物到达现场时锆管已经断裂不能正常使用。为了不影响装置的正常开车运转, 在线仪表人员通过进行自我改造、组装, 使仪表暂时能够运行, 但是无法保证其使用的稳定性。
为此, 装置利用系统停车的时机更换上适用的高压检测元件, 经用标气调试, 氧表可正常工作。另一方面, 对引流的N2气和参比风线路进行了改造, 从氮气缓冲罐M309引入专线氮气, 从仪表风总管网引入专线仪表风, 同时引一路瓶装压缩空气作备用以增加样气的稳定性。再生循环气氧含量ASHH30602的联锁值由1.2%改为1.1%。在DCS中实现当AT30602的检测值大于1.1%时, 自动关闭调节阀FV30601, 并且把FIC30601变为手动方式。
1.2 高碳催化剂冲击的原因及对策
在2009年运行过程中, 待生剂碳含量每月均出现有个别点超出月平均值的现象, 见图2。
分析原因主要是自从再生系统开始催化剂冷循环后, 二反、四反底部料腿经常出现催化剂流动困难的情况。最严重的时候二反、四反底部12根料腿各有一半料腿出现堵塞, 导致二反、四反底部隔离压差无法进行正常控制。操作人员定期对现场催化剂料腿进行敲击疏通, 情况时有好转, 但不能彻底解决问题。由于装置属于首次开工, 催化剂易磨损产生了大量的粉尘, 它们随着装置的运行逐步带出反应器, 这些滞留在催化剂床层内的粉尘, 填充在整颗粒催化剂之间的空隙里和反应器内构件的缝隙间, 其分布是很不均匀的, 造成反应器内各部分催化剂的循环移动速度出现较大的差异。加上密封气量及提升气量设置不合理, 催化剂无法按照设计要求建立起正常差压, 大部分催化剂循环移动比较正常, 一部分催化剂循环移动会受阻, 在反应器里就会滞留较长的时间, 这部分的催化剂积碳量就高, 引起整个反应器里催化剂的碳含量分布也随之不均匀。当料腿敲通时, 滞留在反应器中较长时间的高碳含量催化剂开始移动出反应器, 造成催化剂碳含量出现突然升高的现象。由于待生催化剂中混有这些高碳催化剂, 使得烧焦段在烧焦过程频繁出现温度波动幅度较大甚至超温的现象, 而且这些高碳催化剂不能在烧焦段完全燃烧, 进入到氧氯化段会导致催化剂在氧氯化段超温[2]。
在出现高碳催化剂时我们一般采取高温、高氧低烧焦速率的方法进行处理, 并从根源上解决催化剂料腿不通畅及粉尘量的问题。
(1) 控制二、四反提升器一次风量分别为750Nm3/h和350Nm3/h, 密封气阀门开度在15%～25%。敲击催化剂下料腿 (每小时敲击1次) , 让催化剂充满料腿, 建立反应器底部与催化剂收集器的差压在3～5kPa。每天热停工一次, 用密封气反复扰动, 尽量将料腿处理通。为防止反应器的气体串入再生系统, 必须保证压差控制阀的阀位开度在50%以上。二反、四反底的高温密封气在日常操作中必须维持, 该密封气中断会导致反应器的油气下串冷凝, 使料腿中催化剂流动更加困难。
(2) 加强淘析气系统操作, 保证合适的淘析气量 (目前理想值为2400Nm3/h) , 防止因催化剂粉尘淘析不净而带来其它问题。粉尘收集器M301的反吹扫采用全自动控制, 一般不需要现场手动反吹扫。
1.3 床层温度超高、监测不到位
再生器床层原设计有8支热电偶 (TE30601～TE30608) , 由上而下均匀分布, 1～4点测量烧焦区温度, 5～8点测量过热区温度。出现再生器内约翰逊网损坏导致催化剂随再生循环气跑损至碱洗系统的问题后, 检查发现损坏处即超温点基本集中在中心筒中上部, 由于该部位风量小, 烧焦热量无法及时带走, 会造成局部过热超温。而靠最上端的测温点却由于位置设置原因无法检测到该点的实际温度, 操作中虽然DCS显示烧焦区温峰未超出指标范围, 但事实上该点温度已经大大超出指标范围, 加上由于氧表不稳的影响, 加剧了对内约翰逊网的冲击, 最终导致内约翰逊网损坏。
装置技术人员在与LPEC讨论后, 把热电偶TE30606的测量长度改为4100mm, 使其可以检测到盲区位置的温度。为保险起见, 把再生烧焦床层温度 (TI30601-TI30608) 的指标值由控小于570℃改控小于540℃。为防止催化剂“白烧”时, 由于烧焦区注氧量不足或燃烧时间不够, 使含碳催化剂尚未烧焦便进入氯化区或焙烧区, 引起氯化区或焙烧区的催化剂剧烈燃烧二造成催化剂烧结, 增加了报警参数:氯化区出口温度TZE30702每5分钟上升3℃报警。增加了仅在催化剂“白烧”阶段使用的联锁参数:①氯化区出口温度TZE30702每5分钟上升5℃, 再生系统热停车;②再生烧焦区床层温度TI30608高于过热区入口气体温度 (TZE30611) 2℃, 再生系统热停车。
2 催化剂氯含量偏低
以γ-Al2O3为载体的全氯型重整催化剂在最佳氯含量情况下运转时, 催化剂的活性最高、选择性和稳定性最好, 积炭速率最低[3]。而自开工以来, 装置再生催化剂氯含量一直偏低 (见表1) , 未达到指标值 (1.10%～1.20%) , 最高值仅为0.82 , 另根据石油化工研究院取剂分析结果, 再生剂的分散度仅为0.865, 与正常新鲜剂的分散度 (1.00) 差距较大, 对于仅运行了大半年的装置来说, 分散度的下降速度是比较明显的。在检查排除了氯化剂质量及注入量的因素外, 最后确定催化剂的氯流失与系统水含量、温度和处理时间等有重要关系, 水含量越大、温度越高、处理时间越长, 催化剂氯流失越多[4]。
2.1 系统水含量过高的原因及对策
2.1.1 系统水的来源
(1) 再生烧焦循环气干燥器 (M307) 干燥效果受吸附剂性能及运行参数设定不合理的影响, M307设计出口气中水含量不大于50ppm, 实际最高达1100PPm, 甚至乎是大量的明水, 致使循环气中水露点分析仪经常超量程导致失灵。拆检M307时发现大部分吸附剂已经严重破碎, 除尘器滤芯已有半数脱落, 分析是由于M307在开工初期最后阶段才投用, 整个处理过程较为仓促, 系统管道水压试验后未经彻底吹扫干净便进行设备安装及吸附剂装填工作, 结果M307运行起来后无法达到设计效果。加上循环气冷却器E302内漏、M307内置冷却器内漏 (循环水漏入再生气体中) , 判断原因除设备制造原因外, 还可能是存在氯化氢或碱腐蚀从而导致再生气回路夹带大量明水, 严重时已经影响到再生循环气压缩机C301的正常运行, 导致烧焦气中水含量严重超标。
(2) 再生时由于注入的空气含有水, 加上积炭中含有一定量的氢 (约占积炭量5%左右) , 在燃烧过程中不可避免地生成水, 使再生气中的水含量相当高[5], 除了烧焦过程, 氧氯化反应过程均有不同程度的水生成[1]。
(3) 由于石脑油原料带水较多系统脱水不及时或汽提塔操作不稳定造成重整进料含水量较高。水分过高, 会使催化剂上氯过分流失, 而使双功能的合理匹配被破坏, 使催化剂活性降低。据资料介绍, 重整系统的合适水环境时是系统水分压控制在30～50Pa, 反映到气中水大致在20×10-6～30×10-6[6]。
(4) 在催化剂氯化阶段, 为保证氯化剂更好地分解, 更好地分散在催化剂载体上, 要求环境具有一定的含水量, 才能保证氯化过程的顺利完成。为此在再生气回路中设置了注水系统, 以便控制再生气中的水含量[7]。
2.1.2 处理措施
(1) 对再生循环气干燥器M307的吸附剂进行更换处理, 并改变吸附罐单填装氧化铝方法, 吸附剂罐下部装填氧化铝, 上部装填分子筛, 比例大概为1:4左右。调整再生循环气体进干燥器量, 使气体多走吸附剂再生一路, 以保证干燥效果, 同时为便于控制, 增加再生气体孔板流量显示。干燥时间、再生时间根据摸索经验值分别控制在90min、150min。加强M307及再生器分液罐V323的脱水工作。
(2) 对循环氢及重整原料中水含量进行分析及监控, 规范对预加氢原料缓冲罐V101、预加氢高分罐V103、汽提塔回流罐V106的脱水工作。调整汽提塔操作, 底温由原来的210℃调整215℃, 监控好总反温降尤其是一反温降的变化。
(3) 对循环气冷却器E302、M307内置冷却器重新进行选材, 对管束作更换处理。另根据腐蚀的工况, E302管程介质为循环水改走再生气, 壳程改走循环水。在设备未改造前在E302循环水回水处增加高点放空, 便于检查冷却器内漏情况及减少内漏气体的积聚而对换热效果产生影响。
(4) 优化调整系统工艺参数, 经计算再生注氯量在催化剂循环速率为80%时, 注氯量控制为4.5kg/h (550mm/min) , 在再生系统停工或待生剂氯含量偏低时在反应部分进行补氯。
3 效 果
(1) 经调整操作后, 再生系统重整再生系统可以在50%至95%的循环速率下运行, 氧表正常工作, 床层温度未超出过540℃, 参数情况见表2。
(2) 再生剂氯含量逐渐向正常范围靠拢, 见表3。
4 遗留问题
(1) 再生器内网须作更换处理, 由于进口网在2010年8月才到货, 所以计划暂采购国产网代替, 于2010年3月进行更换。
(2) 再生循环气冷却器及再生循环气干燥器内置冷却器计划进行换芯, 同时材料作升级处理。
(3) LPEC计划在碱洗系统增加固体脱氯旁路, 以便维持再生系统的长周期运行。
5 结 论
(1) 为减少对再生器内约翰逊网的催化剂, 在保证烧焦完全的前提下, 应尽量降低再生区氧含量和烧焦区温度。
(2) 二反、四反底料腿催化剂流动不畅主要是由催化剂粉尘引起, 因此要确保催化剂淘析系统的除尘效果, 这是保证装置长周期运行的必要条件。
(3) 重整催化剂在最佳氯含量下运转, 催化剂的活性、选择性及稳定性最佳, 搞好水氯平衡, 是催化剂长周期运转的关键 。
(4) 为减少对再生器系统的冲击, 再生运行过程应尽量避免冷停车, 防止再生器内构件温度的骤然升降。若出现冷停车, 检查并排除冷停车条件后, 五台电加热器尽快复位升温。再生循环气的突然变化会对再生器中心网造成较大的冲击, 在开循环气压缩机C301或机组切换时, 适当打开压缩机进出口跨线, 尽量减少再生循环气量的波动。
参考文献
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[6]金国干.催化重整[M].中国石化出版社, 2004, 157.
国产数控系统 篇11
然而，与庞大的出货量相比，与工艺的不断进步相比，国产手机最致命的地方是没有自己的操作系统。微软2008年发生的电脑“黑屏”事件，以及2013年XP系统停止服务事件，无不表明操作系统厂商可以控制终端，获取用户信息。
人无远虑，必有近忧。“我们还得往前看，国产手机操作系统不成长起来，信息安全便无从谈起，将来必定会受制于人。”倪光南语重心长地告诉笔者，“手机操作系统应该提升到国家战略层面，上升到国家网络安全高度，这需要有一个顶层设计。”
全球市值前三的企业，分别是苹果、谷歌、微软，他们都有自己的操作系统。这也从侧面说明，操作系统的重要性。那么，在移动端，会不会有另一款操作系统出来，打破苹果、谷歌、微软“三分天下”的格局？如果存在这种可能性，又由哪个国家来做，成功的可能性比较大？倪光南分析后发现，中国是最适合做手机操作系统的——中国有数十家手机企业，有广大市场空间，这是任何一个国家都无法比拟的。
事实上，之前也有企业做过手机操作系统，包括联通的沃Phone、中移动OPhone，但是，运营商重视不够，投入的资源有限，最后不了了之。倪院士还认为，一些企业是冲着项目资金而去的，带有一定的功利性。另外，运营商内部关系复杂，官僚思想严重，无法担任手机操作系统研发大任。
小米的MIUI是基于Android原生系统，根据国人的习惯做了一些改进。阿里巴巴的YunOS，虽然对外称是独立自主研发的手机操作系统，但倪院士认为，YunOS一旦做大，或者输出到国外，将会面临知识产权诉讼。还有，华为的麒麟OS，同样面临问题。
如果单独由手机企业来做会如何？倪光南认为，中国手机企业缺乏这方面的技术积累。倘若想通过收购的方式切入操作系统领域，也是不可行的，能用钱买来的，都是别人不要的。
倪光南还指出，中国的手机之间不团结，内斗不止，较为短视，即便某家企业研发出操作系统，也只能是自己用，得不到其他企业呼应。比如华为、小米、中兴、魅族，这些企业矛盾较为尖锐，谁都不服对方。
现在，国产手机操作系统（元心科技投巨资研发的手机操作系统）已经成型，掌握系统的全部源代码和技术演进方向，是国内唯一一个通过EAL4国际安全标准认证的移动操作系统。元心系统坚持自主可控、安全可信的理念，在Linu.x成熟版本内核基础上，进行了大量安全特性创新和图形系统优化，致力于为客户提供更好的移动安全整体解决方案。
但元心操作系统能否成功，关键还得市场化，如果得不到广大中国手机企业采纳，终究是没有出路的。倪光南呼吁，国产手机要团结一致，支持国产系统。至少在部分产品上，要使用国产操作系统，一步步推动国产操作系统走上成熟。
倪光南建议，在手机操作系统上，可以发扬中国能够办大事的优势，比如，组建一个智能操作系统产业联盟，就能更好地集聚创新力量，整合资源。如果抛弃成见，放下芥蒂，举全国之力，中国就能成为拥有苹果、谷歌、微软之外的第四家自主智能操作系统。
国产数控系统 篇12
近年来随着国家节能减排和对污水处理达标排放的要求越来越高,国内对污水处理尤其是深度水处理的需求越来越迫切,作为水处理的核心元件——膜的应用将越来越广泛,市场需求总量也将越来越大。在我国市场上进口膜占据了相当大的份额,发展国产膜势在必行。本文以在江苏某污水处理厂测试的平板膜为例介绍西门子PLC控制系统如何实现平板膜测试系统的无人值守运行。
1 系统的硬件组成
1.1 膜组器部分
本平板膜测试系统测试的膜组器共有两种型号:分别是PB-A和PB-B型,说明如下:
PB-A,膜元件PB-145A型,材质PVDF,公称孔径0.1μm,2个取水口,参考设计通量0.55 m3/(m2·d),目标运行通量0.55~0.80 m3/(m2·d),设计临界跨膜压差10 k Pa,设计临界最高TMP为15 k Pa,元件设计需气量7.0 L/min片。PB-B,膜元件PB-145B型,材质X,公称孔径0.2μm,2个取水口,参考设计通量0.55 m3/(m2·d),目标运行通量0.55~0.80 m3/(m2·d),设计临界跨膜压差10 k Pa,设计临界最高TMP为15 k Pa,元件设计需气量7.0 L/min每片。
为了实现膜组器测试条件的一致性,所有膜组器在测试时被安装在同一个测试装置内,测试装置可以同时满足2台膜组器的测试要求。测试装置如图1所示。
1.2 现场仪表部分
采用电磁流量计、压力变送器、涡街流量街等仪表作为平板膜测试系统的现场检测元件。
电磁流量计是利用法拉第电磁感应定律制成的一种丈量导电液体体积流量的仪表。由流量传感器和变送器两大部分组成。在丈量管上装有激磁线圈,通激磁电流后产生磁场穿过丈量管,电极在丈量管内壁与液体相接触,产生感应电势,通过变送器输出4~20 m A信号,达到流量检测的目的。
压力变送器是通过高、低压侧的隔离膜片和灌充液将过程压力传递给中心的灌充液,中心灌充液将压力传递到传感膜片上,引起传感膜片的位移,从而改变传感膜片和电容极板之间的电容的差值实现介质压力的检测。
涡街流量计是根据流体振荡原理来测量介质的流量,流体在管道中经过涡街流量计时产生的流体旋涡对三角柱产生交替变化的压力,由压电信号传感器检测成电信号经前置放大器进行放大,变换成标准电信号输出的一种流量检测仪表。
膜组器测试现场使用仪表分为:电磁流量计8台用以检测进出水的流量,分别是1#膜组器上流量、1#膜组器下流量、2#膜组器上流量、2#膜组器下流量、1#产水泵出口流量、2#产水泵出口流量、进水泵流量、回流泵流量;涡街流量计1台,用以检测平板膜测试系统的进风量;压力变送器4台,用以检测膜组器的工作压力,分别是1#膜组器上压力、1#膜组器下压力、2#膜组器上压力、2#膜组器下压力,检测两组膜组器的出水压力。
1.3 现场电气部分
平板膜测试系统采用电机功率为22 k W的离心水泵一台,安装在污水处理厂的A/O2池上作为系统取水用的进水泵,通过进水泵把污水引至缓冲槽中;采用电机功率为11 k W的潜污泵一台安装在测试系统的回流槽中,实现污水回流,达到液位平衡的目的;两台产水泵选用1.1 k W的电机作为驱动源和与之配套的2台气动阀门组成两套产水泵组,实现平板膜测试系统产水之用。
1.4 自动控制部分
采用先进的PLC控制技术实现本测试系统的自动控制功能。PLC是可编程序控制器(Program⁃mable Logic Controller)的简称,是一种数字运算的电子系统,专为在工业复杂环境下应用而设计。其中德国西门子公司S7系列可编程序控制器能够适用于极端复杂的工业环境,具有很强的抗干扰能力和很高的可靠性,对工作电源没有特殊要求。为了降低测试系统的硬件成本,PLC采用西门子S7-300系统来实现本测试系统的数据采集与逻辑控制。本控制系统设置一台工程师站实时采集现场膜组器运行的状态数据,工程师站采用以太网通讯形式与S7-300的PLC连接,实现整个PLC控制监控系统。自动控制系统组成示意图如图2所示。
2 工艺顺序及控制要求
该测试系统是依托江苏某污水处理厂进行平板膜试验。因为该污水处理厂进水量很小,无法满足二十四小时运转的需要。所以该厂污水处理的时间为早上八点半运行,下午六点结束。为此平板膜测试系统的运行时间必须在污水处理厂正常运行时间内。因为该测试系统不属于污水处理厂所有,测试单位无法安排操作人员蹲守现场启停设备,因此无人值守运行成为该测试系统的关键。
在平板膜测试过程中,两台膜组器均要求独自产水。每台膜组器分上层膜和下层膜两个产水区。上、下层产水管汇集后引入产水泵。因而测试系统设有两套产水泵组,正常运行顺序是:先打开A产水泵组产水气动阀A,3秒后,产水泵A变频运行,达到设定频率后,继续运行510秒后,停产水泵A,3秒后关闭产水气动阀A,同时打开B产水泵组产水气动阀B,3秒后,产水泵B变频运行,达到设定频率后,继续运行510秒后,停产水泵B,3秒后关闭产水气动阀B,两套产水泵组顺序进行产水运行。
3 PLC程序编写
3.1 系统时间读取程序
为了实现系统的无人值守运行的功能,需要让PLC控制系统的系统时间与北京时间同步,使用系统功能块SFC1(READ_CLK)可以读取控制系统CPU的系统时间。系统功能块SFC1的输出参数“CDT”允许接收的时间和日期的格式是“DATE_AND_TIME”。数据类型“DATE_AND_TIME”的时间和日期是以BCD码的格式存储在8个字节里。本次编程使用系统功能块SFC1(READ_CLK)读取系统时间存储以DB21.DBB2开始的8个字节内,根据系统功能块SFC1(READ_CLK)的使用功能介绍,存储时、分、秒的三个字节为DB21.DBB5、DB21.DBB6、DB21.DBB7,因为系统功能块是以BCD码的格式进行存储的,故需通过中间变量进行数据类型的转换。读取转换的具体程序如图3~图6所示。
3.2 系统启停程序
平板膜测试系统的自动启动的顺序是:先打开测试系统的曝气阀门,曝气阀门开到位后启动产水机组。测试系统的进水泵是24小时不间断运行,然后通过回流槽中的作为污水回流用的潜污泵24不间断运行实现平板膜测试系统的液位平衡。产水系统的运行是以曝气阀门打开为前提,曝气阀门开到位后启动产水系统,因此通过时、分、秒三个时间进行比较来触发脉冲启动曝气阀门达到系统自动运行的目的,两套产水机组内部的逻辑运行程序就不在此一一叙述。系统运行时间与设定的开机时间比较的程序如图7所示。
平板膜测试系统的自动停止的顺序是:先停产水机组,产水机组停止关闭系统的曝气阀门,至此平板膜测试系统就完成了一天的自动运行。当系统的运行时间与设定的停机时间一致是触发停机脉冲指令,停止产水机组,两套产水机组无论A组还是B组在运行过程中接到停机指令时,立即停止运行,同时通过两套机组之间的逻辑关系促使另外一套机组不会自动运行,当产水机组停止后关闭曝气阀门。系统运行时间与设定的停机时间比较的程序如图8所示。
4 结束语
本国产平板膜测试系统经过半年来的运行测试,收集到许多可靠的运行数据,为平板膜的批量生产积累了丰富的经验,达到了测试的目的。基于PLC控制的无人值守系统经过国产平板膜测试系统半年来运行的检测,系统零故障、运行可靠,降低了系统的操作维护成本的投入。无人值守的控制方案也具有编程简单方便,使用广泛等特点,值得推广使用。
参考文献
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