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液压元件的数字化、电子化技术(报告)

2020/6/5 8:58:39点击:

液压元件的数字化、电子化技术

——据北京理工大学王向周教授报告整理


      今天主要从四个方面给大家介绍,第一个是5G时代行走机械对液压技术的新需求;第二是液压技术的优势;第三是液压元件电子化、数字化技术途径;第四是液压元件的多电化正当时! 
5G时代行走机械对液压技术的需求
      大家知道今年是5G的元年,过去10年我们用的是4G。大家回想一下在10年以前,4G刚开始的时候,我们都没有想到过手机购物、手机支付可以这么便捷。同样,5G必将要改变未来、改变我们的社会。
目前5G的指标:数据速率可达10Gbps,拓展连接可以做到1平方公里100万个终端,确定性延时低至1ms。在工业的控制里,例如机床多轴联动控制,这种场合的实时通信要求总线周期小于1ms,时钟同步和抖动小于1μs,这是基本要求。如果不同步,加工成型就会有误差,所以多轴联动的工业应用对通信要求还是很高的,代表了绝大多数的典型工业控制对通信性能的要求。从目前5G的性能指标来看,基本可以满足这些典型工业控制对通信的实时要求了。不像多轴联动等工业控制系统,工程机械惯性大、控制系统频带相对低一些,对通信的实时性也会低一些,因此目前5G的指标已经可以满足工程机械控制对实时通信的要求了。
      我在华为北京展厅(在工程机械品牌网上也可找到)看到一个工程机械的演示系统:通过5G实现了工程机械的远程操纵。大家知道,工厂内工业控制已经普遍采用工业互联网了,实际上5G有很大的一个好处就是可把整个工厂和野外作业现场互联起来,从而实现远程抢险,例如发现核泄漏事故后,人没法进去,可以通过5G来进行远程实施;除此之外,5G还有一个更广泛的用途是野外作业的多机协同,可以把现有的车间工业控制拓展到包括野外作业(例如:工程施工、矿山作业、港口以及厂区移动设备的自动化作业等)在内的自动化领域。比如起重机好多场合会采用多台联吊,如果都靠人控制的话,万一哪里出了问题,就会机毁人亡。通过5G的网络,把所有起重机通过实时通信进行多机互联、协同控制,这样做就很有意义了,作业的效率和安全性可以大大提升。
      我们讲5G改变社会,还有一个很重要的方向,就是当大多数设备应用了5G,就可以对设备进行实时监控了,届时真正的工业大数据革命就会到来!我觉得这也是未来5G应用的一个重要方向。很多工程机械,例如:卡特、小松的工程机械产品,好多都是电比例控制的,这为5G应用奠定了很好的基础了。小松的210LCI智能挖掘机以IMC(智能机器控制)技术为核心,配备了GNSS天线,IMU+(惯性测量单元)、行程感应油缸和控制器等等。GNSS天线用于确定机器的坐标和高程,动臂、斗杆和铲斗液压缸内部的行程传感器用于精确测量液压缸行程以及速度,IMU+能够检测挖机的姿势,保证坡道工作更加精确。它的旋转部分采用电机驱动,实现了电子能量回收。所以通过工程机械的多电化、智能化来实现节能环保,肯定是将来工程机械发展的一个重要方向,在此呼吁大家一定要重视液压元件的电子化和数字化,否则我们可能很快发现我们又落后了。