威琅Podis配电系统在宝马汽车制造厂的运用

［摘要］：［关键词］： 电机 流量计 直流调速 工控BMW作为第一批podis用户的其中之一，在其各个工厂中都有配电系统的运用。坐落在雷根斯堡的BMW汽车厂就是其中之一，在该工厂中一共安装了2300多个podis电缆街头。
“在装备车间中podis被应用在了链式传动机构、道岔控制机构和FTS服务站以及其它传动机构部件中”，硕士工程师Walter Stadler说道，他是BMW雷根斯堡汽车厂的一位项目主管。
该系统也被用在汽车生产设备供应商的设备中，然后再供应给汽车制造商。“就是艾森曼公司向我们推荐在设备中安装供电总线系统”，Stadler说，并且他指出该系统在安装时就能显现出它的优点。Stadler在总结其项目研讨会时这样说道：“我们最后决定在供应中心这一庞大的项目中使用带有AS-i技术的供电总线系统”。该项目涉及一个新建的物流管理中心，负责存放供应商送来的零配件并送往装配流水线。所以需要装配线的同步.供应中心与装配车间之间有链式传送通道连接。“问题相当棘手，使我们想到了用podis技术来解决” Stadler说，“因为一共有超过3000米长的传送轨道和1600多个电机开关”。

精诚合作
BMW的规划员决定使用一种新的电气安装技术，因为在设备招标中并没有对电缆要求的明确说明。在艾森曼公司在设备方案的讨论会上详尽阐述了供电总线系统在安装速度方面的优势之后，威琅电气作为podis的生产商被BMW规划员邀请到了雷根斯堡参加系统展示会。
“那次对话以后我们就已经决定使用podis电机开关的修正案”，威琅电气的硕士工程师Roland Karch这样说道，他是班贝格市的汽车项目经理，同时也是负责雷根斯堡podis应用的规划员。系统方案是最重要的，但对于汽车生产商来说服务方面也是一大关键因素，“… 威琅电气很好地做到了这些”，Stadler评价道。
这些大型的委托项目如供应中心或目前的装配传送线均由BMW“精心规划好后”交到各个供应商手上。
无论是艾森曼公司负责的供应中心，还是Dematic西门子公司负责的装配流水线，其中都运用了podis系统。通常在BMW设备的项目规划属于供应商的负责范围，当然包括配电系统。由于使用了podis系统，这些供应商往往与威琅电气合作一起进行项目规划。
当然BMW的规划员并非对podis一无所知，他们已经有此方面的相关经验了。对此设备技术安装部门的Robert Krogner说道：“podis第一次运用是在地下传送带上，当时并没有使用AS-i开关，而只是一根单独的供电电缆。从我们的角度来说，这只是对podis的一次试用，之后这里一切运转正常，这使我们有理由同意在新的供应中心中也使用这个系统”

功能可靠
配电总线上的负重要求当然也非常重要，同时也是设备供应商的责任之一。podis系统不仅仅能控制电动机：而且通过另外两根芯线能同时为电磁阀供应24V电流。

汽车行业中的一个最严重的问题就是设备装配好后并不能如设想的那样正常运转。“发生此类情况时供应商就必须进行改进”，Stadler说道，“因为我们也没有明确地告诉他应该使用何种电气安装方案和产品”。有时这些功能问题会导致设备供应商不得不将这些部件从设备上拆下，并用其它功能可靠的部件代替。
当然在设备运行时出现故障也是另一大问题，在这种情况下需要一个最迅速有效的检修工作。技术装配部门、同时也是规划小组一员的Karl Fohringer认为podis供电总线系统在设备运行时出现故障的可能性极低。“故障往往是电气安装时的错误布线引起的。通过podis的预制接插件可以避免这种错误”，Fohringer说道，他现在正负责装配传送带项目。设备维修专家Fohringer和Krogner都深信，电气安装的精简性以及开关全部集中在一个盒子中非常有利。虽然配电本身不显示在设备图像上，但所有节点都会显示出来。所以通过现场podis模块的显示屏可以迅速地查找到故障位置。

保护式的结构为设备运行提供安全性
过去一段时间内雷根斯堡的BMW生产车间中的生产设备经过了大量的改装和扩建工程。因此在当前的设备方案中也必须考虑到预留备用设施。而目前为止对于应用了podis的设备部件，Walter Stadler及其同事还未计划过任何改建工作。但供电总线完全能满足灵活性和系统备用设施方面的要求。


使用podis的经济优势
威琅电气的podis供电总线系统使用一根扁平电缆来分配电流，并用集中式开关装置控制各个供电支线，这一革命性的系统在设备制造业中具能较大地节省成本。podis CON使用的电缆是一根7芯线的扁平电缆（7x2,5mm2），绝缘层为耐油PVC。芯线有3个相性，零线，接地线，以及两根带24V DC的芯线。威琅将这种不间断连接技术成为灵活的“汇流排”，通过不同的网路结构可以为各种设备进行布线。
podis CON及其相关装配部件能承受的最高电压是500V。接线头有用于圆形电缆的3通接线口（固定住）或是一个固定的接口和可解下的接插件。50℃环境温度时连接点允许的负荷是16A。现在正在准备的是无卤电缆以及粗线芯的扁平电缆（4,6,10和16 mm2）。podis CON支持I/O接口的离散式安装，因为只需要在现场铺设一条主电缆，而主供电线路和控制线都在这一条电缆中。也可以选择将AS接口装配到扁平电缆上。
在扁平电缆的任意位置上都可以通过穿刺技术进行接线。通过该技术大大节省了材料。同样接线时间也大为减少。

podis MOT-保护等级IP65的有源现场部件
podis MOT是用于主副电源的控制器以及实现三相交流电用电器与供电总线系统 podis CON的连接。运用集成在podis MOT中的AS接口就可以通过数字输入和输出端口控制电缆。主副电源线路以及两进制信号线都集成在一根电缆中并由podis MOT连接到用电设备。也可以选择通过维修开关在输出端断开主副电源电缆。
这种布线的优点就是连接时不会发生错误，接插式连接用电设备，整合了总线连接口，通过M12接口连接AS-i接口，4个数字控制输出端，一个固定输入端（例如用作信息回馈），3个闲置数字传感器输入端（M12）以及一个可选择安装的维修开关。

供电支线完全整合-podis MOT FA C
直接离散式安装在供电总线上的AS接口电机控制系统为复杂的设备配置提供了很大的灵活性。通过新的podis MOT FA C开关箱可以使连接精简方便。作为直接连接电动机的有源部件，podis MOT开关箱的紧凑型结构提供了多种可行性：而且AS-i接口和3个闲置数字传感器输入端都集中在一个盒子内。这样就可以直接将离散式电机控制器安装在供电总线上了。节省了控制柜内的空间，减少了布线成本并使设备的电气安装变得精简。

灵活的电路和电气安装结构
使用podis MOT FA C可以从电缆的任意位置连接电动机，通过绝缘穿刺技术实现连接，当然完成安装的电路上也可以在供电总线的任意位置上实现连接。借助revos接插件可以连接三相交流电用电设备，接插件可以预制在电机电缆上。
开关箱满足保护等级65
用podis CON配电系统可实现基于三种基本线路的任意电网结构：
- 顶置电源线路：这里可以通过控制柜种的保护装置将电流引到扁平电缆并送到现场。
- 中间电源线路：相对于电源顶置线路这类线路中的电势差较小，电缆的热负荷低。当然它的传导效率更高。这里也是通过控制柜中的保护装置将电流引到扁平电缆再送到现场。通过一个分配器模块可以划分现场的各个线路。
- 双电源供电总线：双电源-常被运用于汇流排系统中-比单电源的传导速度将近快了一倍。这种线路中扁平电缆连接有2个保护装置。双电源充分利用了供电总线。双电源结构中仅用2.5mm2的扁平电缆就可以实现最大30kVA的传输功率。

使用集成的AS-i接口
传感器/执行器总线系统AS-i可允许的任意网络结构并因此能被用于所有podis CON的电路结构中。2极接线模块可以配备AS-i-扁平电缆适配器。然后就可以进行连接、查取和分接AS-i总线信号的各种操作了。扁平电缆短路断路器上的超临界耦合可能产生过压，为了避免过压破坏设备，可以为AS-i接口配备一个过压保护器。

AS-i S过压泄电器保护连接在AS-i接口上的部件，避免其被过电压损毁。这类过电压由于AS-i总线上超临界耦合在并联的电源线短路断路器上产生。使用过压泄电器后可以将干扰电流脉冲限定在一定范围内，保护昂贵的设备。

使用独立铺设的现场总线
在独立铺设的现场总线（AS-i或Profibus）中控制电压线路可以与扁平电缆中的其它两路主要线路实现分离。主副电源（有时还有二进制信号）共用一根圆形电缆从扁平电缆输送到用电设备，通过绝缘穿刺技术分出独立的电缆总线。辅助电源也可以独立于主电源用一个2极的连接模块分配。


投入使用的是保护等级IP56的podis CON和podis MOT，最近在其中又整合了AS-i接口。目前在雷根斯堡安装的podis接插件已超过2300个，并且还有上升的趋势。通过podis MOT接口以及SEW公司的变频器为MoviMot电机供电，这些变频器只用在长距离链式传动机构上。
因此在雷根斯堡BMW的装配车间内越来越多的自动化设备都使用离散式安装，驱动设备中的离散式智能控制装置以及离散式的供电装置和诊断装置。

所有podis系统的电缆部分和开关都被安装在独立且由封盖的电缆槽中。在接线位置上的封盖物被去除，就是说可以直接从外面观察podis模块的显示屏。

所有podis产品都通过系统本身的接插件进行连接，对于电动机开关可以使用预制接线头的电缆。连接传感器-执行器信号时可使用M12接插件。


设备无故障运行的一个重要条件就是员工具备一定的技术。“威琅电气已经在雷根斯堡的车间现场做了4次podis培训”，经理Karch说。这些培训主要是为维修人员准备的。当然这些也不是最后的培训：“只要新的装配传送线45/46投入运转，我们还将继续对podis MOT做重点的培训”， Krogner和Fohringer表示道。设备安装和调试时供