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 回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

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我小熊仔
游士

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楼主    2018-12-28 10:17:45
主题:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制 精华帖  精编帖 

s120逆变器,采用V/F控制,负载过大,电机停转,逆变器有输出不报故障。低速时,负载增大,电流会不断增大至电流限幅吗?一个逆变器带多个辊道电机,能否设置为无编码器矢量控制; 新手求教;

aa13123
至圣

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1楼    2018-12-28 11:00:02
精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

一般都是无编码器的矢量控制这么用的啊,

采用V/F也可以的。


kdrjl
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2楼    2018-12-28 14:55:50
精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

并联驱动的一拖多,现在允许采用SVC控制模式。但有条件。说明书里都有讲。这里不赘述。我却不推荐如此应用。并联的一拖多应用,还是采用V/F模式比较好。个见。

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北雪雪纷飞
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4楼    2018-12-28 16:24:54
精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

V/F就完全可以的,逆变器不报故障,,那是因为所有的电机是一个整体,,相当于一个电机,总额的电流不过载他就不会故障停机,如果为了保护电机,加断路器是必须的,


过载电机自动降速,,这也算是V/F一种特性,


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至圣

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5楼    2018-12-28 18:50:45
精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

无编码器的矢量控制也是把多个电机当成一个电机来用的啊,精度肯定要比V/F高的啊,相比电流也会小一些的,只是报故障的几率大一些。

老兵veteran
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6楼    2018-12-29 11:13:25
精华帖  精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

用SLVC(我也不知什么时候,这个组合中的L给取消了,变成SVC了。这个控制的E文是Sensorless Vector Control,按理说,叫SVC也说的过。不过,我还是习惯叫它SLVC)驱动成组传动时,原则上各电机要型号相同,且通过负载(或者传动机构)耦合。很明显,辊道不符合这个“原则”


但是,实践中,我还真用过SLVC方式去控制辊道(不过是在G120中,不是S120),效果也不错。只是,我那组辊道是轻载,相当于空载。

如果辊道是重载,并且,不能所有辊道同时发力的话,我想,问题就可能比较大,因为失量控制的核心实际是转矩,而且是闭环的。当负载较大时,为保证足够的转矩输出,变频器会调整相位角、频率、电压,此时空载的电机可能会超速。


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yming
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7楼    2018-12-29 16:31:03
精华帖  精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

嗯嗯。是你说的那样。

我觉得,辊道电机的配置方式应该改变思路。不应该对多!应该考虑三对多或四对多

那可能就解决问题了。




你觉得呢?

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aa13123
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9楼    2018-12-30 16:15:00
精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

这样造价是不是就高了,就拿热轧线的辊道来说,卷曲段冷却辊道400多台辊道电机,一对一的变频器,有可能这样用吗?

北雪雪纷飞
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10楼    2018-12-30 16:29:14
精华帖  精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

一对一肯定不现实,一个辊道二三十台电机很正常,,一条轧线怎么也得有几十条辊道,成本不划算,


辊道的负载是慢慢增加的,我认为SLVC不合适,如兵版所讲,,

目前西门子的变频器支持一拖多的SLVC,但也必须是负载一致,辊道的负载是慢慢变化的,

即使整个辊道都有料,有的辊道位置高,有的位置低,位置低的可能一直在空转,

还有辊道轴承,热轧的滚到轴承经常油干,有的转,有的不转,


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至圣

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11楼    2018-12-30 18:18:08
精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

对于同一速度的辊道,这个方案可行。我在下一个项目中就准备这样整

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yming
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12楼    2018-12-30 18:46:01
精华帖  精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

关于辊道类的,异步电机还真有驱动方案的问题。

一对一的驱动(一辊一电机驱动),对于有冲击类的重负载,肯定不行。因为瞬时需要的转矩甚至超过3倍以上的电机额定转矩。所以,机械传动上,理应设计为,相邻的辊采用机械传递动力。例如:单辊功率1.5kW,那么三辊机械联动,电机功率4kW。这样,任意单辊都可以提供4kW电机的转矩。避免了突然负载造成堵转。

----------------

那么对于异步电机的驱动来说,一台大功率变频器驱动几十台电机,每台都要添加热继电器、开关。也不容易使用西门子变频器提供的一些功能(例如,比较节能的SLVC)。

多台并联时,不易使用SLVC的原因,其实就是单台电机电流的“大幅度”变化,对于大功率变频器来说,太小了。

根据西门子变频器的手册,建议电机功率不要小于1/8变频器容量。这说明,其电流检测元件分辨率的可用极限。

考虑到一般异步电机可瞬时承受6-7倍的额定电流。那么,是不是可以认为,一台变频器驱动并联电机4-5台是合适的?同时,可以保护电机?

-----------------

对于S120系统来说,CU320-2 既可以带MM电机模块(直流母线),也可以通过CUA31连接PM功率模块(分布式)。对于矢量模式,可以驱动6个矢量模式的电机(或12个V/F模式)。

如果这样算下来,CU320-2通过CUA31带6台PM240-2、每台功率模块带5台电机、每台电机联动3个辊。这成本恐怕要比一台大功率变频器还要节省成本。

如果配置成交叉驱动(如我上贴的图),还可能做到带故障运行(即便一台PM故障,也不至于造成停机。)



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13楼    2018-12-30 20:07:48
精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

 1、在某些重载辊道上,确实是采用的这种方式,而且是用皮带耦合。

2、如果是重载,一台变频器驱动的电机确实不多,通常不超过10台。毕竟辊道与负载之间是有相对摩擦的。

3、这个方案可行。给合算下来成本应该差不了多少。


但是,这些都是基于重载的。轻载就没有这么麻烦。

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14楼    2018-12-30 22:36:17
精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

一开始,没看懂图,还以为是三个电机模块并联输出带多台电机呢。在仔细看,哦,原来是三个独立的一拖五,组成一个辊道驱动系统。CU用一个。驱动的布局采用交叉式。挺好。赞一下。


另外,关于SLVC和SVC的问题,来自于百度吧?用惯了西门子传动,基本习惯于SLVC的称呼。


甭管一带几,是不是都有一个电机均流的问题呢?甭管一带几,10楼北雪说的实际问题都存在,这种客观的出力不均问题,对于一带多的控制结构不能不考虑。


一个有意思的问题就是,辊道控制,距离很长的话,要考虑控制系统的造价和成本。想想也是呀。不在行业里,所以没概念。因此,辊道控制,既要考虑方案的合理性,满足控制需求;还要考虑造价成本。不容易。

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yming
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18楼    2018-12-31 08:53:51
精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

嘿嘿,我的说法是不是有些道理?

要想使用比较节能的SLVC,并联的电机不能太多,需要电流(转矩)反馈有足够的信号。并且,希望一PM带4-5台相同电机,是否可以去掉单台热保护,由变频器保护?

以前算过,S120的这种通过CUA-PM方式的成本,要比G120分布式成本还低。

你那里有条件,可以评估一下成本造价。

1、大功率的一拖多;

2、这种“分布式”的;

3、用G120-2PN单传分布式的。


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19楼    2018-12-31 09:04:13
精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

其实,“为保证足够的转矩输出”,是可以电压不变,稍稍降低一点输出频率,输出转矩就大大提升了。稍稍提高一点输出频率,输出转矩就降低了。

反之亦然。

这可以通过 1300=19的模式证实。

所以,SLVC控制的表现,就是输出频率总在变化。

因此,轻载的电机,不会超速的。


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20楼    2018-12-31 09:48:25
精华帖  精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

SLVC本质上是速度闭环,不应该在负载增大时,降低输出频率吧?

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yming
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21楼    2018-12-31 10:20:35
精华帖  精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

用过1300=19(独立电压控制);结合仔细观察SLVC的输出,就知道了。

输出频率的摆幅围绕着给定频率,(转动惯量)电机转速恒定。

当输出电压不变,输出频率降低百分之一二(不超过滑差),感抗的降低,导致电流增大,也就是励磁、转矩电流增大。补偿了转矩输出的不足。

否则,如果转矩输出不足,反而会导致电机转速的进一步下降。

我想,SLVC是通过电压不变;降低输出频率;电压提高;提高输出频率的方式,应对负载突然加大的变化的。调整幅度,要取决电流环和速度环的信号。

因此,一拖多时,电机不能过多,在这个场合,要有足够的电流反馈信号。

对吧?



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22楼    2018-12-31 11:02:05
精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

一个电机拖一个辊的方案,我是做过的。事实证明是有问题的。

正常运行的负载,与工件进入,“咬钢”的瞬时负荷差别很大。要能满足这类突然负荷,增大一倍的功率都不一定够。(增大一倍功率最多可以提供4倍瞬时负荷)。而使用大一倍的功率,明显造价高、结构空间都可能会有问题。所以,三辊机械联动就变得适合,单一辊可以提供原3-6倍的转矩。

如果是交叉传动呢,相邻的双辊更可以进一步提高对“工件”的驱动转矩。

这样分配,就可以使用较小的功率器件,提高短时扭矩的同时,反而降低成本,还可以使用SLVC模式,节约能源。

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kdrjl
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23楼    2018-12-31 17:24:47
精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

y版威武。总是能通过原理做出可行性的分析。非常清晰地讲为什么。这样的帖子,我喜欢。


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老兵veteran
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26楼    2018-12-31 19:15:35
精华帖  精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

我对这个过程有异议。

无论是VC、SLVC还是V/F控制方式,都脱离不了电机本身的特性。

我们分析交流异步电机时,有一个与转差率相关的公式如下:

 这个公式中,转差率的变化还会同时导致X2的变化,是一个二阶曲线,其实,对应的就是我们常见的机械特性曲线。而且,在这个曲线中,有个最大的转矩Tm。

下面,我分不同的情况分析一下变频器调速过程(前提是负载不能超过电机的最大转矩,否则就是堵转,没什么可分析的):

 本来在编辑这个帖子时,应该先上传几个PDF文件,但是,发现,在编辑模式下,无法上传附件,只好在下面楼层上传了。

如下楼的A文件所示,绿、黄、洋红三条曲线代表基速以下的曲线,蓝色代表弱磁曲线;红色轮廓线代表不同转速下的最大转矩。

在基速以下,当空载时,电机转速在黄色曲线所在的1点;当负载增大时,电机转速下降到黄色曲线的2点;但是为了保持电机转速恒定,变频器输出频率提高,到达绿色曲线的3点。从而完成一个调速过程。

 

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老兵veteran
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27楼    2018-12-31 19:57:14
精华帖  精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制
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yming
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28楼    2018-12-31 22:35:36
精华帖  精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

一个一个解释:

1、图A:


这个图适合解释变频器V/F的一个功能:滑差补偿。为啥不太实用?就是效果并不好。

输出频率的提高,恰恰导致感抗的增大,电流的减小。实际使用中,不同时提高输出电压,根本到不了3点。


2、对于图B超频,



负载转矩较小,且电压输出还有裕量时,同时提高电压与输出频率。这图是正确的。如果已经达到最大电压输出,仅提高频率;将导致沿曲线下滑到堵转0.

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yming
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29楼    2018-12-31 23:53:31
精华帖  精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

我觉得,你对SLVC调制理解错了。你这些图,并没有对输出电压与频率、转矩的关系。

这些图只是针对V/F控制来解释的。(这些曲线族都是V/F比例输出得到的。)

对于SLVC来说,通过输出电压不变,改变频率减小,改变感抗X减小,有功的转矩电流增大。又通过提高电压,同时提高频率,来维持转速不会降低。事实上,就看到,输出频率在不断地变化,而电机实际转速,维持在给定转速。

如果,参数(增益、积分)调整不正确,必定会产生剧烈的“转矩”抖动、噪音等不良现象。

事实上,普通V/F控制、SLVC控制也要通过1310、1610;提高低频段的电压幅值,至提高电流,改变V/F线性的比例。获得相同输出频率下的转矩的提高。其电压的提高,不会造成转速的提高。但对于V.F控制,因为没有实时调制,明显会浪费能源,且在此转速区间,导致电机发热。





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kdrjl
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31楼    2019-01-01 15:34:16
精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

26楼至29楼的交流,很精彩呦。让我想起了“矢量控制的目的就是要像直流调速那样控制交流异步电机。获取相同的调速特性”的说教。


真的好事,想知道交流调速的过程。就自己用两个电机对拖,其中一个采用P1300 = 19,另一个采用加载制动(发电运行)。这个对拖实验平台上,你可以分别给电动机加设定频率和设定电压。然后看看它是怎么一个特性了。电机转速,电机频率,输出电压,输出转矩他们之间的关系尽收眼底。


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怪怪虎
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32楼    2019-01-01 15:59:38
精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制
一般一对多,每台电机会对应使用一个断路器,然后系统采集断路器的闭合状态,这样的话电机出问题就会有动作
工控人生!
威师爷
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33楼    2019-01-01 16:07:22
精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

感谢Y版的精彩解说!


我调试过闭环矢量控制的提升机系统,带负载比较大时输出频率明显是高出0.5hz左右(来回波动)下载下降电机属于发电机状态时输出频率明显低于0.5hz左右(来回波动)实际上是系统为了维持输出速度=给定速度自动做出的调整。


另外还发现一个有意思的现象,手动输入电机参数以后进行测试,发现输出电压怎么也上不去,380V的马达,输出电压大概在360V左右,后来做了自学习以后输出电压就上去了,在379V左右,我说的是空载,如果负载比较大时电压是要超过380V的。

所以矢量控制,正确的电机参数是必须的。

工业起重机防摇摆 QQ:404136820 AntiSwayControl
老兵veteran
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35楼    2019-01-02 21:58:59
精华帖  精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

失量控制的难点实际在于定子与转子磁通角的控制,在于转子磁通失量的换算。

但是,那都是“内环”的事,表现在“外环”,实际还是频率、电压、转差率这些东东。


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kdrjl
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36楼    2019-01-03 08:32:06
精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

我想让你玩一玩P1300 = 19的目的,就是想让你体会一下,自己做的“矢量控制”,看看是不是你说的那种?还是y版说的那种哈。我同意y版的观点。


内部过程已经可以实现像直流电机调速那样的控制特性了。应该是。当然,如果你能获取实时性很好的实际转速信号。

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mao30mao
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37楼    2019-01-03 13:37:38
精华帖  精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

一对一也不是不可以的,现在的工业炉(Loi),都是一对一的,厂家会提供变频器(+通讯单元)+电机+减速机,不过其中的变频器是一体式变频器,直接安装在电机上的。维护方便,成本也不高,目前有大量运用。

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mao30mao
侠士

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40楼    2019-01-04 08:27:35
精华帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

 展示个图片吧,一般也有2-300台。

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yming
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43楼    2019-01-04 21:48:34
精编帖  主题:回复:s120一个逆变器带多个辊道电机,能否使用无编码器矢量控制

很多年前(得有20年了),西门子就有。

国内一直没什么人认,销路不好。

其实这种变频器+电机的方式是最好的。几乎没有EMC的问题。尤其是当今PN时代,网线连接就很方便。

而且,对于当今的西门子驱动,不用网线,也能很好的控制速比。


什么时候,国内电机厂能觉悟就好了。

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kdrjl
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45楼    2019-01-05 10:37:02
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哈哈,看到最后那个一体机的一对一拖动场面,真的太惊喜了。还是论坛好,能见到更多自己见不到的场面。天外有天。搞自动化与驱动,就不能有框框的束缚是吧?长见识了。


有时候,我们在做方案的时候,习惯的思维就是采用自己熟悉的,或者传统的技术方案或结构配置。其实,现在的技术手段都在不断地翻新和进步,所以我们未尝不可了解的更多一些,更开阔一些自己的思路呢。


读本楼技术交流,有感而发。

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yming
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46楼    2019-01-05 11:17:53
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本来就是。

变频器+电机,配在一起出厂。工程师不需要调试;就像CU插在PM一样,插到电机上就配置好了。

没有EMC的问题;没有等电势的问题。没有干扰的问题。简单易用的维护。


多年前就知道。到现在也没看见什么厂家合作。

都网络时代、分布式、大数据了,还在搞什么集总控制,还在讨论硬接线。

连这些都做不了,说什么“创新”、“智能制造”。

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kdrjl
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47楼    2019-01-05 11:39:19
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是。这里面,既有保守理念的习惯,也有基础制造工业的落后差距。改革开放40年,更多看到的都是在“巨人肩膀上”的创新;还有什么弯道超车之类的领先。基础工业,基础原材料的研究,基础的制造业,都还存在与世界先进水平差距很大的问题呢。这一点就是中科院院士也承认。


我们是应用技术的工程师,更喜欢用好东西,所以,对国产的差距总是不认可。这也很自然。在工控网,有些同行,动不动就以国人当自强为由,对采用进口或合资品牌的自动化与驱动产品行为加以指责。其实,国产真的要是强了,为何不用呢?一定会是首选的。但是,这方面国产总是走的低端路线,想用也难。唉...。


什么时候,我们国产的自动化与驱动产品能够像手机行业的华为那样,敢和世界最强品牌叫板,那就好了。我现在的手机,只选华为。我是花粉。哈哈

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北雪雪纷飞
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48楼    2019-01-05 19:12:51
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分体式辊道,看起来不错啊,分体式的,,西门子很早就有啊,但是功率都不是很大,,这个看起来功率很大啊,,关键的问题还是在于现场的环境。。


上面的那个轧机我估计肯定是进口的吧,说实在的,比我们纸机的环境好,


没有通风没有除尘,或者就那么一个玩具式的除尘,,这个老兵应该深有体会的,,,


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