CN111093834A - 分离器、分离器系统及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种操作分离器(1、1a、1b)的方法,用于从载有颗粒的气流中分离颗粒。该方法包括在控制器(18)中接收来自分离单元状态传感器(16a、16b、16c、16d)的分离单元状态信号,在控制器(18)中基于分离单元状态信号导出分离器状态数据,经由通信装置(19)将分离器状态数据传送到外部单元(1a、1b、26),经由通信装置(19)接收来自外部单元(1a、1b、26)的输入控制数据,在控制器(18)中基于分离器状态数据并且基于输入控制数据,确定是否启动分离单元维护,并基于所述确定选择性地启动分离单元维护。本公开还提供了一种用于实现该方法的分离器和一种包括两个或多个这种分离器的系统。
Description
技术领域
本公开涉及一种用于从载有颗粒的气流中分离诸如灰尘和小碎屑的颗粒的分离器。
这种分离器特别适用于产生灰尘和小碎屑的建筑、翻新和拆除环境。
一个特殊的应用是切割、研磨和/或抛光石材或类似石材的地板表面,包括混凝土和水磨石地板。一个相关的应用是去除地板上的涂层,例如,环氧树脂、乙烯基地板或胶水。
背景技术
分离器通常包括连接到叶轮的驱动电机,该驱动电机产生气流。通过分离单元抽吸气流,该分离单元可以包括一个或多个离心分离器和/或过滤器。驱动电机通常是电机。
当分离器正在运行时,颗粒可能以分离单元的容量可能恶化的方式积聚在分离单元中。例如,过滤器可能堵塞,使得过滤器上的压降增加,从而降低了分离器从颗粒的源适当提取颗粒的能力。
这在重型应用中是一个特别的问题,例如,地面研磨,其中,会产生大量待分离的颗粒。
因此,分离器单元将不时需要清洗。这种清洗可能意味着更换过滤器或清洁过滤器。
然而,为了更换或清洁过滤器,分离器的操作必须中断一段时间,以便进行更换或清洁操作。在许多应用中,即使分离器的停机时间很短,也会迫使源操作(例如,地面研磨)停止,否则会有太多的颗粒聚集在源处,从而对工件造成潜在的损坏或职业危害。
此外,尤其在单独工作时,操作员可能不得不中断地面研磨工作,以便检查分离器。
WO07080185A1提供了一种解决方案。该系统包括具有双分离单元的分离器,其中,可以清洁一个分离单元,而另一分离单元保持运行。
然而,这种双分离器必然会变得体积大且制造成本高。
因此,需要一种能够减少或消除维护停机时间的分离器。
发明内容
本公开的目的是提供一种分离器,其减少或消除了分离单元维护的停机时间。
本发明由所附独立权利要求限定,在所附从属权利要求、以下描述和附图中阐述实施方式。
根据第一方面,提供了一种操作分离器的方法,该分离器用于从载有颗粒的气流中分离颗粒。分离器包括用于装载颗粒的气流的入口,该入口包括软管连接、分离单元、被配置为从入口并通过分离单元抽吸装载颗粒的气流的电机、至少一个分离单元状态传感器、可操作地连接到电机和分离单元状态传感器的控制器、以及可操作地连接到控制器以与分离器外部的至少一个单元通信的通信装置。
该方法包括在控制器中接收来自分离单元状态传感器的分离单元状态信号,在控制器中基于分离单元状态信号导出分离器状态数据,通过通信装置将分离器状态数据传送给外部单元,经由通信装置接收来自外部单元的输入控制数据,在控制器中基于分离器状态数据和输入控制数据确定是否启动分离单元维护,并且基于所述确定选择性地启动分离单元维护。
分离单元可以是用于从气流中分离颗粒的任何类型的装置。非限制性实例包括离心分离器和过滤器。
电机可以是任何类型的电机,优选为电机,最优选为异步电机。
分离单元状态传感器可以是能够产生分离单元状态指示的任何传感器或传感器组。例如,传感器可以包括一个或多个压力传感器、一个或多个流量传感器和/或一个或多个颗粒传感器。
控制器可以是从专用机器控制器到通用可编程控制器的任何东西。
通信装置可以是单独的装置,或者可以与通信装置集成。通信装置可以基于有线接口来操作。然而,如果无线操作,例如,经由红外或射频,将是优选的。可以使用标准接口,例如,Wi-Fi、蓝牙或无线CAN。可选地,可以使用定制的无线接口和协议。
分离单元状态信号可以是直接来自传感器元件的模拟信号或者是经过预处理并可选地数字化的信号。例如,信号可以是以标准单位表示测量参数的绝对值或相对值的数字值。
导出分离器状态数据可以包括使用原样接收的值或者一个或多个预处理和/或评估步骤。例如,分离单元状态数据可以通过将由状态信号表示的值分类成两个或更多个类别中的一个来导出。
还应注意,可接收来自多个传感器的值,并用于导出分离单元状态数据。例如,指示压力差的值可以被分类为“不需要维护”、“方便时维护”或“立即维护”。
“输入控制数据”可以包括可能影响启动维护决策的任何类型的数据。例如,控制数据可以包括来自另一分离器的分离器状态数据,可以包括启动维护的控制命令,或者可以包括防止启动维护的控制命令。
“选择性启动分离单元维护”是指基于是否启动维护的决定来做出启动维护的决定。
如上所述的分离器可以单独使用,或者可以用在包括至少一个连接到相同灰尘源的另外的分离器的系统中。由于分离器能够发送状态数据和接收控制数据,所以分离器能够与另一分离器协调其操作,使得分离器组能够提供连续操作。
因此,可以使每个分离器足够小,以便例如通过门或其它开口到达要使用的空间,并且便于操作员操作,同时当与一个或多个另外的分离器结合时,仍然能够输送非常高容量的连续的颗粒分离。
分离器状态数据可以包括分离单元维护即将进行的指示、分离单元维护正在进行的指示和没有分离单元维护即将进行的指示中的一个。
输入的控制数据可以包括允许分离器启动分离单元维护的指示、触发分离单元维护的指示和分离单元维护不得启动的指示中的一个。
该方法还可以包括接收电机状态数据,其中,分离器状态数据包括电机状态数据。
输入的控制数据可以包括另一分离器的电机状态数据,并且其中,该方法还包括基于电机状态数据控制电机。
该方法还可以包括在控制器中生成连接阀控制数据,并且经由通信装置将连接控制数据发送到气流连接阀控制器。
根据第二方面,提供了一种用于从载有颗粒的气流中分离颗粒的分离器,该分离器包括载有颗粒的气流的入口,该入口包括软管连接、分离单元、被配置为从入口并通过分离单元抽吸载有颗粒的气流的电机、至少一个分离单元状态传感器、以及可操作地连接到电机和分离单元状态传感器的控制器。分离器还包括通信装置,其可操作地连接到控制器,用于与分离器外部的至少一个单元通信。
分离器的电机可以是异步电机,其可以三相运行。通常,电机可以3-10kW,优选4-8kW运行,并提供大约300-1000m3/h,优选300-700m3/h的气流。
软管连接可以是任何类型的软管连接器,但是优选尺寸超过2英寸,更优选超过3-4英寸。
可以使用标准软管连接器,例如,凸轮锁扣标准。
相同类型的软管连接器可以用在研磨机上。可选地,研磨机和分离器上的软管连接器可以具有相同的尺寸,但是可以是凸的和凹的。作为另一种选择,研磨机和分离器上的软管连接器可以都是凸的,也可以都是凹的。
通信装置可以与控制器集成,或者可以作为可操作地连接到控制器的独立装置来提供。
分离器还可以包括支撑分离单元、电机、控制器和可选的通信装置的框架。
分离单元状态传感器可以包括设置在分离单元相对侧的至少两个传感器。
根据第三方面,提供了一种系统,该系统包括待收集的颗粒的源、至少两个如上所述的分离器,其中,颗粒的源通过接头连接到分离器,使得来自源的颗粒可以被两个分离器选择性地抽吸。
该接头可以是非调节接头。
可选地,接头可以包括至少一个阀体,用于调节流向至少一个分离器的流量。
阀体可以被配置为止回阀。
优选地,每个分离器连接应有一个止回阀。优选地,这种止回阀可以偏向其关闭位置。
分离器的通信装置可以被配置为相互通信,以交换分离器状态数据和/或控制数据。
该系统可以还包括中央控制单元,该中央控制单元包括中央通信装置,其中,分离器的通信装置被配置为与中央通信装置通信,以交换状态数据和/或控制数据。
中央控制单元可以与颗粒的源集成在一起。
中央控制单元可以被配置为从分离器接收分离器状态数据,确定哪个分离器最迫切需要维护,并且向该分离器发送包括维护触发或清除维护的控制数据。
中央控制单元可以被配置为向另一分离器发送无维护信号。
中央控制单元可以被配置为从分离器接收状态数据,并向用户呈现组合的状态数据。
中央控制单元可以被配置为从一个分离器接收错误消息,并且向用户呈现错误消息的指示,还指示该错误消息来自哪个分离器。
根据第四方面,提供了一种如上所述操作系统的方法,包括经由分离器中的第一分离器的通信装置从第一分离器发送分离器状态数据,经由分离器的第二分离器的相关联的通信装置接收第二分离器中的分离器状态数据,并且基于从第一分离器接收到的分离器状态数据以及基于与第二分离器相关联的分离器状态数据,选择性地启动第二分离器的分离器单元维护。
第一分离器的分离器状态数据可以包括分离单元维护即将进行的指示、分离单元维护正在进行的指示、没有分离单元维护即将进行的指示中的至少一个,以及电机状态数据。
附图说明
图1是示出灰尘源2和分离器1的示意图。
图2是示出包括灰尘源2和一对分离器1a、1b的系统的示意图。
图3是示出包括灰尘源2和一对分离器1a、1b的系统的另一形式的示意图。
图4是示出包括灰尘源2和一对分离器1a、1b的系统的另一形式的示意图。
具体实施方式
图1示意性地示出了分离器1,其连接到灰尘源,例如,地面研磨机2。
地面研磨机2可包括具有可被驱动的支撑轮22的框架21、可操作地连接到可旋转研磨头(未示出)的电机23,该可旋转研磨头携带用于切割、研磨或抛光地面表面的多个研磨工具。研磨头可以容纳在外壳24中,以防止产生的灰尘/碎屑以及有时被供应用于冷却工具或粘结灰尘的水逃逸到周围环境中。研磨机2可以还包括手柄25和用户接口26,手柄25允许用户操纵机器,可以通过用户接口26向操作员提供信息并且控制从操作员接收的信号。
抽吸开口27设置在壳体24中,地面研磨机通过该抽吸开口27经由通道5(例如,软管)连接到分离器1的流动路径F。
每个分离单元11、12、13中的两个或更多个可以设置在流动路径F中。
通常,分离器1包括两个或更多个分离单元11、12、13,其被设置成使得较大的颗粒被设置在最远上游的分离单元11分离,并且剩余的分离单元12、13从气流中分离出越来越细的颗粒。
在所示的实施方式中,分离器包括可具有离心分离器形式的预分离器11、可包括大致圆柱形过滤器主体的第一过滤器12和可包括HEPA过滤器的第二过滤器13。
叶轮14设置在流动路径F中,以便驱动流动路径F中的气流。电机15例如通过轴、皮带或齿轮装置连接到叶轮,以便使叶轮旋转。电机可以由电源3供电,电源3可以是电网或发电机。可以经由电力控制装置17提供电力。
一个或多个压力传感器16a、16b、16c、16d可以设置在流动路径中,以测量压力。
控制器18可以连接到压力传感器16a、16b、16c、16d,以接收传感器信号,连接到功率控制装置17,以控制电机,例如,相对于驱动电压,并且可选地接收电机状态数据,例如,当前每分钟转数、电压、功耗等。
分离器1可以进一步包括通信装置19,其可以与控制器18集成,或者作为单独的组件提供。
通信装置19可以基于有线接口进行操作。然而,如果无线操作,例如,经由红外或射频,将是优选的。可以使用标准接口,例如,Wi-Fi、蓝牙或无线CAN。可选地,可以使用定制的无线接口和协议。
分离器1由驱动叶轮14的电机15操作,以便在流动路径F中产生气流。通常,电机将设置在分离单元11、12、13的低压侧。
参考图2,公开了一种系统,其中,地面研磨机2连接到一对分离器1a、1b,每个分离器可以如参考图1公开的那样配置。
虽然可以在没有阀或其他控制装置的情况下经由T型或Y型接头将分离器1a、1b连接到地面研磨机2,但是在所示的示例中,连接装置6包括通道接头61,该通道接头61将来自地面研磨机2的通道5分成通向相应分离器1a、1b的一对分支通道5a、5b。在连接装置6中,每个分支通道可以设置有止回阀,该止回阀可以朝向其关闭位置偏置,使得当相关的分离器1a、1b不工作时,通道5a、5b关闭。
如上所述,分离器1、1a、1b包括通信装置19。该通信装置可以用于在分离器之间提供通信链路7,使得分离器1a、1b可以交换数据。
下面将描述数据交换的一个示例。
如上所述,分离器1、1a、1b可以包括一个或多个传感器16a、16b、16c、16d,基于这些传感器可以导出过滤器状态。
控制器18因此可以从传感器接收数据。该数据可以是模拟或数字形式。基于该数据,可以确定一个或多个分离单元11、12、13的状态,例如,需要维护(“是”或“否”)(其可以基于压降阈值来确定),或者在维护之前的剩余估计寿命(其可以基于过滤器上的压降来估计)。额外的状态数据可以包括“不在使用中”(例如,当电机已经关闭时)或“正在进行维护”(当执行维护程序时)。
在可以测量两个或更多分离单元11、12、13上的压降的情况下,状态数据也可以指示每个单独分离单元的状态。
基于分离单元状态,控制器18将确定是否继续操作,或者是否开始维护。
该分离单元状态可以由第一分离器1a经由通信装置19和通信链路7传送到第二分离器1b,反之亦然。
因此,不仅分离器1a的控制器18将基于其自身的分离单元状态,而且基于另一分离器1b的分离单元状态来确定是否启动维护。
例如,如果另一分离器单元1b正在进行维护,或者处于非活动状态,则第一分离器1a将不启动维护,反之亦然。
同样,如果在第一分离器1a中识别出需要维护,例如,基于压降超过预定阈值,则开始维护的决定可以取决于另一分离器1b中的相应压降是更大还是更小,即取决于另一分离器1b是否具有更迫切的维护需要。
再次,在可以单独评估分离单元的情况下,可以确定对一个分离单元的维护需求比对另一分离单元的维护需求具有更高的优先级。这种优先级可以用作控制器18的决策的基础。
此外,分离器1a的其他类型的状态数据可以经由通信链路7传送到另一分离器1b,例如,电机功率或电机每分钟转数。基于这样的状态数据,另一分离器可以调整其电机功率或电机每分钟转数,例如,以便实现预定的总系统功率,该总系统功率可以低于分离器的最大功率之和。
应当理解,在关于图2讨论的实施方式中,分离器1a、1b可以仅彼此通信。因此,该实施方式可以独立于地面研磨机2使用。
参考图3,公开了另一组实施方式,其与参考图2讨论的实施方式的不同之处在于,分离器与中央控制器26通信,而不是仅彼此通信。因此,可以在分离器1a、1b的通信装置19和中央控制器26之间建立通信链路7a、7b。
因此,分离器1a、1b可以通过其相应的通信装置19向中央控制器26发送状态数据。
状态数据可以呈现给系统的操作员,作为相应分离器的单独数据或作为复合数据(即,分离器被视为单个分离器)。
控制数据可以经由通信链路7a、7b从中央控制器发送到分离器1a、1b。
例如,可以由中央控制器做出允许或阻止分离器启动维护的决定。
可选地,中央控制器26可以有效地将状态数据从一个分离器1a转发到另一分离器1b,由此分离器本身可以做出实际决定。
此外,并且可选地,在这种情况下,也可以在分离器1a、1b之间建立直接通信链路7。因此,如参考图2所述,可以在分离器1a、1b之间交换数据,而呈现给操作员的状态数据由中央控制器26接收并选择性地呈现给操作员。
中央控制器26还可以向分离器1a、1b提供控制命令,例如,用于打开或关闭分离器的命令;用于设定预定抽吸功率的命令或用于超越维护请求的命令(如果在确定维护需求时研磨操作几乎完成,则这可能是所希望的)。
中央控制器26可以是与地面研磨机集成在一起的控制器,或者可以是单独的装置,其可以是便携式的,并且旨在由用户携带。该装置可以与用于控制地面研磨机2的遥控装置集成,或者可以是单独的装置。
作为又一选择,中央控制器可以是一个分离器控制器18。因此,分离器控制器可以被配置为以主从关系操作。
如参考图2所述,根本不需要任何中央控制器,只需要分离器的控制器18。在这种情况下,形成地面研磨机2的一部分的控制器26可以被配置为仅从分离器1a、1b接收状态数据,并向操作员显示这种状态数据。
参考图4,示出了对应于图2的系统,但是其中,从第一通道5到两个通道5a、5b的连接由可控连接开关8提供。这种可控连接开关可以包括阀体,该阀体允许通道5a、5b中的一个或两个连接到第一通道5。阀体的运动可由致动器提供,该致动器可由包括通信装置的连接控制器控制,该通信装置可与分离器1a、1b中的至少一个或中央控制器26的通信装置通信(图3)。
因此,连接开关8可以由一个或两个分离器控制,使得通过通道5、5a、5b的气流可以选择性地控制到分离器1a、1b中的一个或两个。
注意,图4中公开的实施方式可以与图3中的实施方式相结合,例如,可以通过中央控制器26控制连接开关。
虽然本文中描述的连接装置6被图示为1:2接头,但是应当理解,相同的原理可以用于提供具有多于两个分离器的系统,例如,1:3、1:4或1:5系统。
还可以提供多个地面研磨机2,由此可以提供2:2、2:3或2:4系统。
作为进一步的选择,可以连接三个或更多的地面研磨机,其中,可以提供3:1、3:2、3:3、3:4或3:5系统。
应当理解,在本文中公开的分离器1、1a、1b可以仅与另一分离器通信,或者与至少两个其他分离器通信。
还应当理解,在本文中公开的分离器1、1a、1b可以仅与中央控制器26通信。
还应当理解,在本文中公开的分离器1、1a、1b可以与另一分离器或至少两个其他分离器以及中央控制器26通信。
应当理解,传感器16a、16b、16c、16d、19可以是绝对压力传感器,其被配置为测量每个点的绝对压力,而这样的绝对压力可以随时间评估或者相互比较,如上所述。
可选地,可以使用压差测量,例如,通过比较设置在流动路径中的一个传感器和设置在流动路径外部的另一传感器,或者通过比较设置在分离单元11、12、13的不同侧的传感器。
Claims (22)
1.一种操作分离器(1、1a、1b)的方法,用于从载有颗粒的气流中分离颗粒,例如,灰尘和小碎屑,所述分离器(1、1a、1b)包括:
用于所述载有颗粒的气流的入口,所述入口包括软管连接,
分离单元(11、12,13),
电机(15),被配置为从所述入口并通过所述分离单元(1、1a、1b)抽吸所述载有颗粒的气流,
至少一个分离单元状态传感器(16a、16b、16c、16d),
控制器(18),可操作地连接到所述电机(15)和所述分离单元状态传感器(16a、16b、16c、16d、4),以及
通信装置(19),可操作地连接到所述控制器(18),用于与所述分离器(1、1a、1b)外部的至少一个单元(1a、1b、26)通信,所述方法包括:
在所述控制器(18)中接收来自所述分离单元状态传感器(16a、16b、16c、16d)的分离单元状态信号,
在所述控制器(18)中基于所述分离单元状态信号导出分离器状态数据,
经由所述通信装置(19)将所述分离器状态数据传送到所述外部单元(1a、1b、26),
经由所述通信装置(19)接收来自所述外部单元(1a、1b、26)的输入控制数据,
在所述控制器(18)中,基于所述分离器状态数据并且基于所述输入控制数据,确定是否启动分离单元维护,并且
基于所述确定选择性地启动分离单元维护。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述分离器状态数据包括以下之一:
分离单元维护即将进行的指示,
分离单元维护正在进行的指示,以及
没有分离单元维护即将进行的指示。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述输入控制数据包括以下之一:
允许所述分离器启动分离单元维护的指示,
触发分离单元维护的指示,以及
不得启动分离单元维护的指示。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,还包括接收电机状态数据,其中,所述分离器状态数据包括所述电机状态数据。
5.根据权利要求1至3所述的方法,其中,所述输入控制数据包括另一分离器(1a、1b)的电机状态数据,并且其中,所述方法还包括基于所述电机状态数据控制所述电机(15)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,还包括:
在所述控制器(18)中产生连接阀控制数据,以及
经由所述通信装置(19)向气流连接阀控制器发送所述连接控制数据。
7.一种用于从载有颗粒的气流中分离诸如灰尘和小碎屑的颗粒的分离器,包括:
载有颗粒的气流的入口,所述入口包括软管连接,
分离单元(11、12,13),
电机(15),被配置为从所述入口并通过分离单元(1、1a、1b)抽吸所述载有颗粒的气流,
至少一个分离单元状态传感器(16a、16b、16c、16d),以及
控制器(18),可操作地连接到电机和所述分离单元状态传感器(16a、16b、16c、16d),
其特征在于,
通信装置(19),可操作地连接到所述控制器(18),用于与所述分离器外部的至少一个单元(1a、1b)通信。
8.根据权利要求7所述的分离器,还包括支撑所述分离单元(11、12,13)、所述电机(15)、所述控制器(18)和可选的通信装置(19)的框架。
9.根据权利要求7或8所述的分离器,其中,所述分离单元状态传感器(16a、16b、16c、16d)包括设置在所述分离单元(1、1a、1b)的相对侧上的至少两个传感器。
10.一种系统,包括:
待收集的颗粒的源(2),
根据权利要求7至9中任一项所述的至少两个分离器(1、1a、1b),
其中,所述颗粒的源(2)通过接头(6、8)连接到所述分离器,使得来自所述源的颗粒能够被两个分离器选择性地抽吸。
11.根据权利要求10所述的系统,其中,所述接头是非调节接头。
12.根据权利要求10所述的系统,其中,所述接头包括至少一个阀体,用于调节流向至少一个分离器的流量。
13.根据权利要求12所述的系统,其中,所述阀体被配置为止回阀(62a、62b)。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的系统,其中,所述分离器(1、1a、1b)的所述通信装置(19)被配置为彼此通信,以交换分离器状态数据和/或控制数据。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的系统,还包括中央控制单元(26),所述中央控制单元包括中央通信装置,其中,所述分离器(1、1a、1b)的所述通信装置(19)被配置为与所述中央通信装置(26)通信,以交换状态数据和/或控制数据。
16.根据权利要求10至15所述的系统,其中,所述中央控制单元(26)与颗粒的所述源(2)集成在一起。
17.根据权利要求15或16所述的系统,其中,所述中央控制单元(26)被配置为:
从所述分离器(1、1a、1b)接收所述分离器状态数据,
确定哪个分离器(1、1a、1b)最需要维护,并且
向所述分离器(1、1a、1b)发送包括维护触发或清除维护的控制数据。
18.根据权利要求17所述的系统,其中,所述中央控制单元(26)被配置为向所述分离器(1、1a、1b)中的另一分离器发送不维护信号。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的系统,其中,所述中央控制单元(26)被配置为从所述分离器(1、1a、1b)接收状态数据,并且向用户呈现组合的状态数据。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的系统,其中,所述中央控制单元(26)被配置为从所述分离器(1、1a、1b)中的一个分离器接收错误消息,并且向用户呈现所述错误消息的指示,还指示所述错误消息来自哪个分离器。
21.一种操作根据权利要求10至20中任一项所述的系统的方法,包括:
经由所述分离器(1、1a、1b)中的第一分离器的通信装置(19)从所述第一分离器发送分离器状态数据,
经由所述分离器(1、1a、1b)的第二分离器的相关联的通信装置(19)接收所述第二分离器中的所述分离器状态数据,并且
基于从所述第一分离器(1a)接收的分离器状态数据和基于与所述第二分离器(1b)相关联的分离器状态数据,选择性地启动所述第二分离器(1b)的分离器单元维护。
22.根据权利要求21所述的方法,其中,所述第一分离器(1a)的分离器状态数据包括以下至少一个:
分离单元维护即将进行的指示,
分离单元维护正在进行的指示,
没有分离单元维护即将进行的指示,以及
电机状态数据。
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