由于電能質(zhì)量問題導致機器可用性下降，擾亂了制造的自然流程，導致生產(chǎn)力下降，維護要求增加并削弱了客戶的信任。
機器停機是造成生產(chǎn)損失的單一來源，通常占工廠損失的近 5%——盡管許多制造商損失更多。例如，當設備更換和零件、人工、維護、延誤、銷售和生產(chǎn)的成本加在一起時，停機時間可能超過每小時70000。
考慮到如此高的成本，保持機器平穩(wěn)運行對底線至關重要。專注于通過監(jiān)控整體設備效率 (OEE) 以及部署電能質(zhì)量策略來提高機器可用性的 OEM 將加強其競爭地位和客戶關系。
OEE的要素
電能質(zhì)量屬于 OEE 類別，這是一種實踐指標，用于確定真正高效的計劃生產(chǎn)時間的百分比。99% 的 OEE 分數(shù)代表的生產(chǎn)：只制造優(yōu)質(zhì)零件，盡可能快，沒有停機時間。OEE 是一個簡單而強大的路線圖，可幫助生產(chǎn)車間人員和管理人員可視化并消除設備損失和浪費。
計算 OEE 從建立計劃生產(chǎn)時間 (PPT) 開始。PPT 是總時間減去制造商無意進行生產(chǎn)的時間，例如午餐、員工休息、計劃的工廠停工或沒有訂單生產(chǎn)的時間。為了建立機器或過程的 OEE，它的 PPT 被仔細審查，以通過使用以下公式考慮可用性、性能和質(zhì)量來減少生產(chǎn)力損失的精益制造目標：OEE (%) = 可用性比率 x 性能比率 x 質(zhì)量比率。
可用率
可用性與任何使計劃的 PPT 暫停幾分鐘或更長時間的事件有關，無論這些事件是“計劃內(nèi)的”，即換模，還是“計劃外的”，例如機械故障或短缺或材料。
舉個例子：
1.PPT為10小時(600分鐘)
2.停機時間 = 機器故障時間為 30 分鐘，轉(zhuǎn)換時間為 30 分鐘，停機時間為 30 分鐘。共 90 分鐘
3.可用時間為 600 – 90 = 510 分鐘
4.可用率：510 分鐘除以 600 分鐘或 85%
性能比
性能考慮了任何會減慢制造過程的因素，例如卡紙、故障、事故或基本的機器磨損。從標準輸出中減去該總數(shù)。標準輸出是機器上已知的輸出速率，無論它是高于還是低于設計速度。
例如：
1.標準輸出為每分鐘 3 個零件 x 可用時間(510 分鐘)= 1530 個零件
2.實際產(chǎn)量(缺陷和良好零件)= 1250 個零件
3.性能比為 1250 個零件除以 1530 或 81%
量比
最后，還有質(zhì)量。該比率用于衡量有缺陷的零件(例如廢料、廢品或需要返工的零件)與合格零件的比率。
例子：
1.實際零件產(chǎn)量為 1250
2.有缺陷的零件是 150
3.質(zhì)量比為 (1250 – 150) 除以 1250 或 88%
因此，機器的 OEE 為 85%(可用性)x 81%(性能)x 88%(質(zhì)量)= 55.4%。
雖然許多制造商通過深入研究基本的可用性、質(zhì)量和性能問題來應對提高 OEE 的挑戰(zhàn)，但仍然難以捉摸的一個領域是電源質(zhì)量在這三者中所起的作用。畢竟，您如何判斷電力這種看不見的商品的質(zhì)量？
了解總電能質(zhì)量
電能質(zhì)量確保設施的需求由從服務入口到最關鍵生產(chǎn)設備的現(xiàn)有電源得到滿足。電壓瞬變、浪涌和尖峰、諧波和電壓不平衡等電源擾動會對電力質(zhì)量產(chǎn)生影響，因此可能會在自動化環(huán)境中中斷生產(chǎn)、損壞制造設備和損壞數(shù)據(jù)。然而，通過調(diào)節(jié)輸入電源，工廠操作員可以確保不會出現(xiàn)中斷和干擾，這些中斷和干擾可能會中斷機器的可用性并導致過程中途停機。
降低電能質(zhì)量差風險的方法是擁有正確的技術，用于電源保護和電源轉(zhuǎn)換，因為上游的電源轉(zhuǎn)換選擇會影響下游所需的電源保護類型。電源保護加上電源轉(zhuǎn)換產(chǎn)生了稱為總電源質(zhì)量 (TPQ) 的解決方案。
電源保護策略由浪涌保護和濾波設備組成，可保護設施中的關鍵操作免受瞬態(tài)尖峰、噪聲和諧波失真的持續(xù)威脅。采用完整的設施保護策略可以保護電氣系統(tǒng)免受大多數(shù)瞬變的影響。多級保護涉及鉗制初始高能量浪涌，過濾任何殘留的噪聲或瞬變到受保護的敏感設備，最后保護進入或離開控制面板或工廠車間的數(shù)據(jù)/信號線。設備的這種協(xié)調(diào)為設備提供了盡可能低的允通電壓，從而確保了的生產(chǎn)力。
浪涌保護：這些設備專注于將高壓尖峰限制在大多數(shù)電子設備可接受的水平。此外，它們是一道很好的道防線，使用與生產(chǎn)線平行放置的組件并用作高能脈沖的夾緊機制。按照電氣和電子工程師協(xié)會 (IEEE) 在其 Emerald Book(標準 1100-2005)中的建議，電涌保護裝置通常安裝在服務入口、較大的配電盤和使用點：電子供電和接地的推薦做法設備。
過濾器：低能量瞬變和高頻噪聲(在行業(yè)中也稱為電子銹)是設施過程中基于微處理器的設備(例如 PLC 和運動)系統(tǒng)中斷和長期退化的主要原因需要清潔交流電源的控制系統(tǒng)。保護要求使用有源跟蹤濾波器來衰減通常不會受到標準平行鉗位裝置影響的脈沖，以限制應力和使電子設備退化的電子銹。
數(shù)據(jù)/信號浪涌保護：聯(lián)網(wǎng)工業(yè)運營需要無差錯的信息傳輸，以限度地提高生產(chǎn)力和數(shù)據(jù)的完整性，但在電源保護方面，這些領域往往被忽視。隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 系統(tǒng)的采用，制造商對敏感儀器、網(wǎng)絡自動化和未損壞數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蕾囋黾?，因此該級別保護的重要性日益增加。數(shù)據(jù)/信號線浪涌保護設備被用作 IEEE 實踐推薦的多級保護策略的部分，包括鉗制初始高能量脈沖、過濾任何殘留的噪聲或瞬變到 PLC 或敏感設備，最后，保護進入和離開控制面板的數(shù)據(jù)/信號線。
至于電源轉(zhuǎn)換，在加工或封裝環(huán)境中，存在需要全面保護的關鍵電源負載。例如，工廠車間的關鍵機器如果因停電而意外關閉，將極大地影響生產(chǎn)力。此類機器需要不間斷電源 (UPS) 系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在合理的時間內(nèi)自行處理負載以執(zhí)行受控關閉；限制報廢并加快生產(chǎn)重啟。根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境運行時間和需求，存在多種 UPS 拓撲或類型。
在線雙轉(zhuǎn)換 UPS 系統(tǒng)通過將機器與原始公用電源隔離，為關鍵機器提供別的保護。它將輸入的交流電從交流電轉(zhuǎn)換為直流電，然后再轉(zhuǎn)換回新鮮的交流電。如果電源出現(xiàn)故障，則直接由 UPS 電池供電。
這種拓撲結構不同于備用 UPS，也稱為“離線 UPS”，后者是計算機或辦公用品商店中見的 UPS 類型。它從交流電汲取電流并在檢測到電源故障后的幾毫秒內(nèi)切換到電池。線路互動式UPS與交流電源線“互動”，使波形平滑，校正電壓的上升和下降。相比之下，在線 UPS 逆變器始終處于開啟狀態(tài)，因此所有輸入電源都轉(zhuǎn)換為直流電，既可以為電池充滿電，也可以為逆變器供電，并提供更多保護。根據(jù)控制的復雜性、運行時間和所需的控制關閉量，OEM 可以決定哪種拓撲他們的應用需求。保護的力量
在制造業(yè)領域，機器停機是一個危險情況。但這不一定是你在黑暗中處理的事情。OEE 指標可以衡量停機對制造過程的每臺設備的影響。一旦建立并跟蹤 OEE 分數(shù)，最終用戶(或許在 OEM 的幫助下)應該調(diào)查電能質(zhì)量如何降低構成 OEE 的三個比率：可用性、生產(chǎn)力和質(zhì)量。按照 IEEE 的建議，關注可用性并在多級設計中采用電能質(zhì)量設備對于減少和消除未來停機時間以及提高 OEE 和底線至關重要。
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