西门子30KW/千瓦变频器6SE6440-2UC33-0FA1

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  • 2041
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上海西皇电气设备有限公司

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西门子变频器以其强大的品牌效应,打破了以前日本品牌变频器在中国市场上的垄断地位,据有关专业市场调研构的统计,西门子的高低压变频器在中国市场上已****。

使用西门子生产的直流变频器和直流驱动系统,您可以有效的降低驱动器技术成本。SINAMICS 和 SIMOREG 逆变器系列可以提供高的性能和集成的智能能力,实现高的可用性,例如提供用于冗余运行的并联切换接口。**的与我们的直流电机校准后,我们直流驱动系统可以提供高的可用性,例如提供用于冗余运行的并联切换接口。

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西门子变频器以其强大的品牌效应,打破了以前日本品牌变频器在中国市场上的垄断地位,据有关专业市场调研机构的统计,西门子的高低压变频器在中国市场上已****。
西门子变频器在中国市场的使用早是在钢铁行业,     
西门子变频器(图1)
然而在当时电机调速还是以直流调速为主,变频器的应用还是一个新兴的市场,但随着电子元器件的不断发展以及控制理论的不断成熟,变频调速已逐步取代了直流调速,成为驱动产品的主流,西门子变频器因其强大的品牌效应在这巨大的中国市场中取得了**规模的发展,西门子在中国变频器市场的成功发展应该说是西门子品牌与技术的**结合。在中国市场上我们能碰到的早期的西门子变频器主要有电流源的SIMOVERT A,以及电压源的SIMOVERT P,这些变频器也主要由于设备的引进而一起进入了中国的市场,目前仍有少量的使用,而其后在中国市场大量销售的主要有MICRO MASTER和MIDI MASTER,以及西门子变频器为成功的一个系列SIMOVERT MASTERDRIVE,也就是我们常说的6SE70系列。它不仅提供了通用场合使用的AC变频器,也提供了在造纸,化纤等特殊行业要求使用的多电机传动的直流母线方案。当然西门子也推出了在我个人看来技术上比较失败然而在市场上却相当成功的ECO变频器,在技术上的失败主要是由于它有太高的故障率,市场上的成功主要是因为它追赶了富士变频器成为中国市场的品牌。现在西门子在中国市场上的主要机型就是MM420,MM440.6SE70系列。
变频器的设定参数多,每个参数均有一定的选择范围,     
西门子变频器(图2)
使用中常常遇到因个别参数设置不当,导致变频器不能正常工作的现象。
控制方式:即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根据控制精度,需要进行静态或动态辨识。
低运行频率:即电机运行的小转速,电机在低转速下运行时,其散热性能很差,电机长时间运行在低转速下,会导致电机烧毁。而且低速时,其电缆中的电流也会增大,也会导致电缆发热。
高运行频率:一般的变频器大频率到60Hz,有的甚至到400 Hz,高频率将使电机高速运转,这对普通电机来说,其轴承不能长时间的**额定转速运行,电机的转子是否能承受这样的离心力。
载波频率:载波频率设置的越高其高次谐波分量越大,这和电缆的长度,电机发热,电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。
电机参数:变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、大频率,这些参数可以从电机铭牌中直接得到。
跳频:在某个频率点上,有可能会发生共振现象,特别在整个装置比较高时;在控制压缩机时,要避免压缩机的喘振点。
变频器日常使用中出现的一些问题,很多情况下都是因为变频器参数设置不当引起的。西门子变频器可设置的参数有几千个,只有系统地、合适地、准确地设置参数才能充分利用变频器性能。 [1] 
变频器控制方式的选择由负荷的力矩特性所决定,电动机的机械负载转矩特性根据下列关系式决定:
p= t n/ 9550
式中:p——电动机功率(kw)
t——转矩(n. m)
n——转速(r/ min)
转矩t与转速n的关系根据负载种类大体可分为3种[2]。
(1)即使速度变化转矩也不大变化的恒转矩负载,此类负载如传送带、起重机、挤压机、压缩机等。
(2)随着转速的降低,转矩按转速的平方减小的负载。此类负载如风机、各种液体泵等。
(3)转速越高,转矩越小的恒功率负载。此类负载如轧机、机床主轴、卷取机等。
变频器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有线性v/f控制、抛物线特性v/f控制。将变频器参数p1300设为0,变频器工作于线性
v/f控制方式,将使调速时的磁通与励磁电流基本不变。适用于工作转速不在低频段的一般恒转矩调速对象。
将p1300设为2,变频器工作于抛物线特性v/f控制方式,这种方式适用于风机、水泵类负载。这类负载的轴功率n近似地与转速n的3次方成正比。其转矩m近似地与转速n的平方成正比。对于这种负载,如果变频器的v/f特性是线性关系,则低速时电机的许用转矩远大于负载转矩,从而造成功率因数和效率的严重下降。为了适应这种负载的需要,使电压随着输出频率的减小以平方关系减小,从而减小电机的磁通和励磁电流,使功率因数保持在适当的范围内。
可以进一步通过设置参数使v/f控制曲线适合负载特性。将p1312在0至250之间设置合适的值,具有起动提升功能。将低频时的输出电压相对于线性的v/f曲线作适当的提高以补偿在低频时定子电阻引起的压降导致电机转矩减小的问题。适用于大起动转矩的调速对象。
变频器v/f控制方式驱动电机时,在某些频率段,电机的电流、转速会发生振荡,严重时系统无法运行,甚至在加速过程中出现过电流保护,使得电机不能正常启动,在电机轻载或转矩惯量较小时更为严重。可以根据系统出现振荡的频率点,在v/f曲线上设置跳转点及跳转频带宽度,当电机加速时可以自动跳过这些频率段,保证系统能够正常运行。从p1091至p1094可以设定4个不同的跳转点,设置p1101确定跳转频带宽度。
有些负载在特定的频率下需要电机提供特定的转矩,用可编程的v/f控制对应设置变频器参数即可得到所需控制曲线。设置p1320、p1322、p1324确定可编程的v/f特性频率座标,对应的p1321、p1323、p1325为可编程的v/f 特性电压座标。
参数p1300设置为20,变频器工作于矢量控制。这种控制相对完善,调速范围宽,低速范围起动力矩高,精度高达0.01%,响应很快,高精度调速都采用svpwm矢量控制方式。
参数p1300设置为22,变频器工作于矢量转矩控制。这种控制方式是目前国际上先进的控制方式,其他方式是模拟直流电动机的参数,进行保角变换而进行调节控制的,矢量转矩控制是直接取交流电动机参数进行控制,控制简单,精确度高。
操作人员必须熟悉西门子变频器的基本工作原理、功能特点,     
西门子变频器(图3)
具有电工操作常识。在对变频器日常维护之前,必须保证设备总电源全部切断;并且在变频器显示完全消失的3-30分钟(根据变频器的功率)后再进行。应注意检查电网电压,改善变频器、电机及线路的周边环境,定期清除变频器内部灰尘,通过加强设备管理大限度地降低变频器的故障率。
1、冷却风扇
变频器的功率模块是发热严重的器件,其连续工作所产生的热量必须要及时排出,一般风扇的寿命大约为20kh~40kh。按变频器连续运行折算为3~5年就要更换一次风扇,避免因散热不良引发故障。
2、滤波电容
中间电路滤波电容:又称电解电容,该电容的作用:滤除整流后的电压纹波,还在整流与逆变器之间起去耦作用,以消除相互干扰,还为电动机提供必要的无功功率,要承受较大的脉冲电流,所以使用寿命短,因其要在工作中储能,所以必须长期通电,它连续工作产生的热量加上变频器本身产生的热量都会加速其电解液的干涸,直接影响其容量的大小。正常情况下电容的使用寿命为5年。建议每年定期检查电容容量一次,一般其容量减少20%以上应更换。
3、防腐剂的使用
因一些公司的生产特性,各电气mcc室的腐蚀气体浓度过大,致使很多电气设备因腐蚀损坏(包括变频器)。
为了解决以上问题可安装一套空调系统,用正压新鲜风来改善环境条件。为减少腐蚀性气体对电路板上元器件的腐蚀,还可要求变频器生产厂家对线路板进行防腐加工,维修后也要喷涂防腐剂,有效地降低了变频器的故障率,提高了使用效率。
4、给变频器除尘:变频器根据使用环境的不同,应定期检查散热通道、及电路板中有无积累灰尘,一般每半年清理一次,至少也要一年清理一次,以确保变频器散热良好,使其避免因散热不良而引发故障。

在保养的同时要仔细检查变频器,定期送电,带电机工作在2hz 的低频约10分钟,以确保变频器工作正常。


由于西门子变频器在中国市场的一个庞大的销售量,在使用中必然会碰到许多问题,以下就西门子变频器的一些常见故障在这里说明:
西门子变频器应该是进入中国市场较早的一个品牌,     
西门子变频器(图4)
所以有些老的产品象MICRO MASTER ,MIDI MASTER仍有大量的用户在使用。对于MICRO MASTER系列变频器常见的故障就是通电无显示,该系列变频器的开关电源采用了一块UC2842芯片作为波形发生器,该芯片的损坏会导致开关电源无法工作,从而也无法正常显示,此外该芯片的工作电源不正常也会使得开关电源无法正常工作。对于MIDI MASTER系列变频器较常见的故障主要有驱动电路的损坏,以及IGBT模块的损坏,MIDI MASTER的驱动电路是由一对对管去驱动IGBT模块的,而这对管也是容易损坏的元器件,损坏原因常由于IGBT模块的损坏,而导致高压大电流窜入驱动回路,导致驱动电路的元器件损坏。
对于6SE70系列变频器,由于质量较好,故障率明显降低,经常会碰到的故障现象有(直流电压低),由于是直接通过电阻降压来取得采样信号,所以故障F008的出现主要是由于采样电阻的损坏而导致的。此外,还会碰到F025、F026、F027关于输入相缺失的报警,故障原因一是由于6SE70系列本身带有输入相检测功能,输入检测电路的损坏会导致输入缺相报警,如排除此故障原因,报警信号还不能消除,那故障很有可能就是CU板的损坏了。此外F011(过电流)故障也是一个常见的故障,电流传感器的损坏是引起此故障的原因之一,此外,在维修中经常会碰到驱动电路和开关电源上的一些贴片的滤波电容的损坏也会引起F011报警,要特别注意由于这种原因而引起的故障报警。
对于ECO的变频器,碰到多的就是电源板的烧坏以及功率模块的损坏,引起的原因也主要是由于强电侧(功率模块)与弱电侧(驱动电路)没有隔离电路,导致强电进入了控制电路,引起驱动电路及开关电源大面积烧坏,此外预充电回路损坏也是常见故障(30KW以上),由于限流回路设计在交流输入侧,只要有三相交流电源任意一路送电时有时序上的**前和滞后,都有可能引起自身一路或其余两路充电时电流过大,而使得限流电阻和切入继电器烧毁。F231故障也是ECO变频器的一种常见故障,引起原因就是因为采样电阻的损坏。
西门子变频器故障分析及处理方法:
一般来说,当遇到西门子变频器故障时,再上电之前首先要用万用表检查一下整流桥和IGBT模块有没有烧,线路板上有没有明显烧损的痕迹。
具体方法是:用万用表(好是用模拟表)的电阻1K档,黑表棒接变频器的直流端(-)较,用红表棒分别测量变频器的三相输入端和三相输出端的电阻,其阻值应该在5K-10K之间,三相阻值要一样,输出端的阻值比输入端略小一些,并且没有充放电现象。然后,反过来将红表棒接变频器的直流端(+)较,黑表棒分别测量变频器三相输入端和三相输出端的电阻,其阻值应该在5K-10K之间,三相阻值要一样,输出端的阻值比输入端略小一些,并且没有充放电现象。否则,说明模块损坏。这时候不能盲目上电,特别是整流桥损坏或线路板上有明显的烧损痕迹的情况下尤其禁止上电,以免造成更大的损失。
如果以上测量西门子变频器故障结果表明模块基本没问题,可以上电观察。
1、上电后面板显示[F231]或[F002](MM3变频器),这种故障一般有两种可能。常见的是由于电源驱动板有问题,也有少部分是因为主控板造成的,可以先换一块主控板试一试,否则问题肯定在电源驱动板部分了。
2、上电后面板无显示(MM4变频器),面板下的指示灯[绿灯不亮,黄灯快闪],这种现象说明整流和开关电源工作基本正常,问题出在开关电源的某一路不正常(整流二极管击穿或开路,可以用万用表测量开关电源的几路整流二极管,很容易发现问题。换一个相应的整流二极管问题就解决了。这种问题一般是二极管的耐压偏低,电源脉动冲击造成的。
3、有时显示[F0022,F0001,A0501]不定(MM4),敲击机壳或动一动面板和主板时而能正常,一般属于接插件的问题,检查一下各部位接插件。也发现有个别机器是因为线路板上的阻容元件质量问题或焊接不良所致。
4、上电后显示[-----](MM4),一般是主控板问题。多数情况下换一块主控板问题就解决了,一般是因为外围控制线路有强电干扰造成主控板某些元件(如帖片电容、电阻等)损坏所至,或与主控板散热不好也有一定的关系。但也有个别问题出在电源板上。
5、上电后显示正常,一运行即显示过流。[F0001](MM4)[F002](MM3)即使空载也一样,一般这种现象说明IGBT模块损坏或驱动板有问题,需更换IGBT模块并仔细检查驱动部分后才能再次上电,不然可能因为驱动板的问题造成IGBT模块再次损坏!这种问题的出现,一般是因为变频器多次过载或电源电压波动较大(特别是偏低)使得变频器脉动电流过大主控板CPU来不及反映并采取保护措施所造成的。
总结以上,大的原器件如IGBT功率模块出问题的比例倒是不多,因为一些低端的简单原器件问题和装配问题引发的故障比例较多,如果有图纸和零件,这些问题便不难解决而且费用不高,否则解决这些问题还是不容易的。简单的办法就是换整块的线路板!
西门子公司不同类型的变频器,用户可以根据自己的实际工艺要求和运用场合选择不同类型的变频器。在选择变频器时因注意以下几点注意事顼:
1、根据负载特性选择变频器,如负载为恒转矩负载需选择西门子mmv/mdv、mm420/mm440变频器,如负载为风机、泵类负载应选择西门子430变频器。
2、选择变频器时应以实际电动机电流值作为变频器选择的依据,电动机的额定功率只能作为参考。另外,应充分考虑变频器的输出含有丰富的高次谐波,会使电动机的功率因数和效率变差。因此,用变频器给电动机供电与用工频电网供电相比较,电动机的电流会增加10%而温升会增加20%左右。所以在选择电动机和变频器时应考虑到这种情况,适当留有余量,以防止温升过高,影响电动机的使用寿命。
3、变频器若要长电缆运行时,此时应该采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响,避免变频器出力不够。所以变频器应放大一、两挡选择或在变频器的输出端安装输出电抗器。
4、当变频器用于控制并联的几台电动机时,一定要考虑变频器到电动机的电缆的长度总和在变频器的容许范围内。如果**过规定值,要放大两挡来选择变频器,另外在此种情况下,变频器的控制方式只能为v/f控制方式,并且变频器无法实现电动机的过流、过载保护,此时,需在每台电动机侧加熔断器来实现保护。
5、对于一些特殊的应用场合,如高环境温度、高开关频率、高海拔等,此时会引起变频器的降容,变频器需放大一挡选择。
6、使用变频器控制高速电动机时,由于高速电动机的电抗小,会产生较多的高次谐波。而这些高次谐波会使变频器的输出电流值增加。因此,选择用于高速电动机的变频器时,应比普通电动机的变频器稍大一些。
7、变频器用于变较电动机时,应充分注意选择变频器的容量,使其大额定电流在变频器的额定输出电流以下。另外,在运行中进行较数转换时,应先停止电动机工作,否则,会造成电动机空转,恶劣时会造成变频器损坏。
8、驱动防爆电动机时,变频器没有防爆构造,应将变频器设置在危险场所之外。
9、使用变频器驱动齿轮减速电动机时,使用范围受到齿轮转动部分润滑方式的制约。润滑油润滑时,在低速范围内没有限制;在**过额定转速以上的高速范围内,有可能发生润滑油用光的危险。因此,不要**过高转速容许值。
10、变频器驱动绕线转子异步电动机时,大多是利用已有的电动机。绕线电动机与普通的鼠笼电动机相比,绕线电动机绕组的阻抗小。因此,容易发生由于纹波电流而引起的过电流跳闸现象,所以应选择比通常容量稍大的变频器。一般绕线电动机多用于飞轮力矩gd2较大的场合,在设定加减速时间时应多注意。

    

随着伦敦碗上空燃烧了17天的圣火徐徐熄灭,伦敦奥运会的帷幕已经**落下,在中国运动健儿取得佳绩的同时,我们也看到了这届奥运会不一样的闪光点,尤其是工业自动化的应运,让我们看到一场科技盛宴的演出,当然随着日趋上升的人工成本、产业结构的优化升级、国家政策的大力扶持,这三大因素将加速自动化领域“春天”的来临!

游泳:自动化显示泳镜

随着中国游泳健儿在这次奥运会出彩的成绩,国人越来越重视游泳场上的器具的作用了,从08北京奥运会美国游泳名将的鲨鱼服,到现在伦敦奥运良好得主孙杨的所带的泳镜。

泳镜也要被冠上了自动化的牌子了,游泳运动员在比赛时往往不知道自己的排名情况。头戴式显示器泳镜可以实况显示出运动员实际的位置,从而帮助运动员取得更好的成绩。

足球:“自动”守门员

不知道那些在**的足球迷有没有这样的郁闷,因为裁判的一时对进球的错误判罚而毁掉整场比赛。所以“自动”守门员是不是有了它存在的价值。

德国弗劳恩霍夫研究所已经开发出了一种自动化的目标跟踪修改系统。在球网附近的制动器产生磁场可以感应到足球,当足球穿过球网附近时,足球里嵌入的芯片会自动发出信号传送到裁判的手表,这样的自动化产品,有什么理由可以拒绝在奥运会门外呢?

击剑:高灵敏度传感器

伦敦奥运中国击剑队的的两枚良好,让大家认识到了这项自动化含量较高的项目,比赛选手双方的攻击点和移动位置,快速进攻与抵挡的一丝接触都可能引来不同的结局,那么怎么可以较细致化的观察到准备的结果,传感器的的要求不免被一再要求,哪怕一点接触都要精确的显示在电脑仪器上面,这就增加了自动化企业的又一轮新的科研。

跳远:智能着陆计分

不知道现在跳远项目中对于踩线无效运动员们有没有异议,但是我知道对于落地时裁判的测量的微差,尤其是两名运动员差别不是很大的情况下,有着很大的抱怨,人为的测量,总会引起一些不公平的因素在,那么下面大家就可以期待一下这个神奇的自动化应运了。

亚利桑那州立大学的研究人员已经开发出一个压力传感器阵列。当一个运动员落地时,沙坑的底下有带有传感器的垫子可以准确记录运动员落地点的位置,然后电脑将会自动算出他跳出的距离。 

作为一家主营工业机器人自动化成套装备、自动化装配与检测生产线、交通自动化系统的自动化机械制造企业,机器人在2012年上半年并不景气的经济环境下获得业绩与股价的双丰收。

中报显示,公司生产的工业机器人产品成功在国内**名汽车厂商得到批量应用;成功成为米其林公司的**采购合格供应商并签下订单,公司装检自动化产品进入轮胎行业;公司的智能移动机器人(AGV)继续保持国际良好地位。

公司各项主营业务中,除了交通自动化系统业绩贡献0.26亿元,同比大幅下降41.46%之外,其他三项主营产品业绩都有所上升。物流与仓储自动化成套装备营业收入1.90亿元,同比增长73.71%,是公司业绩主要贡献业务;工业机器人营业收入1.41亿元,同比增长39.54%;自动化装配与检测生产线及系统集成营业收入0.16亿元,同比增长47.18%。

从财务数据上看,报告期内公司非经常性损益金额为1503.07万元,其中政府补贴1750万元,扣除经常性损益后的净利润为6918.57万元,同比增长45.74%。公司期间费用率由去年的9.8%下降1个百分点至8.8%,费用控制取得一定效果。

除了基本面业绩**过预期,在今年大盘不断探底的过程中,公司股价也体现出较强抗跌性。Wind数据显示,今年以来截至8月16日,公司股价涨幅32.54%,其间公司所属Wind工业机械行业区间涨跌幅(总市值加权平均)为-10.45%。在工业机械行业163家上市公司中,机器人1年涨跌幅***16,强于行业指数和上证指数。

恒泰证券分析师吴海荣对**财经日报(微博)《财商》记者表示,工业自动化将是今后制造业的趋势,公司是自动化设备的制造**,在人力成本不断高企的未来,将受益于工业自动化带来的利好。

公开资料显示,中国被公认为是机器人及自动化装备潜力较大的市场,未来3~5年中国有望成为**机器人装机量较大的国家。工信部发布的《高端装备制造业“十二五”发展规划》指出,高端装备业销售收入将由2010年的1.6万亿元提高到2015年的6万亿元,在装备制造业销售收入中的占比由8%提高到15%左右。分析人士认为,未来5~10年将是我国高端装备制造业发展的重要战略机遇期。

传统主营拉动业绩增长

半年报显示,报告期内公司主营项目物流与仓储自动化成套装备营业收入1.90亿元,同比增长73.71%,占期内公司业绩收入的36.96%。数据显示,物流与仓储自动化成套装备毛利率为28.21%,同比增长1.05%。

资料显示,智能移动机器人(AGV)是公司的仓储物流产品里具有国际良好优势的产品。这种集运输、仓储、装卸、加工、整理、配送、信息处理等工作于一体的自动化仓储物流设备,本身就是一个完整的物流**供应链。该设备除了应用于汽车、**、化工、电力、造纸、铁路、工程机械等各领域外,还在新兴的石化、酒业、服装、物资等领域发挥越来越大的作用。

国都证券分析师魏静认为:“随着我国电子商务快速发展,仓储物流自动化不断提升,公司仓储设备业务后续发展空间广阔。”

工业机器人一直是公司业绩稳定增长的强大支柱。报告期内实现营业收入1.41亿元,同期毛利率水平为23.11%,同比上升2.3个百分点。公司工业机器人产品主要包括焊接机器手、洁净机器手等。公司机器手广泛应用于机床、IC装备、电器制造等产业。

“随着人工成本的上升,传统的劳动密集型产业受到了很大影响,企业开始运用机器人及自动化生产线节约成本,进行产业转型升级。”魏静认为,汽车产业、电子行业将成为工业机器人应用领域中*二大行业,市场空间巨大。此外,公司将利用承担国家洁净机械手等项目进行产业化,**未来增长。

全年业绩可期,投资仍需警惕风险

除了已取得的业绩,分析人士对公司下半年业绩也有所期待。招商证券认为,公司充沛的订单储备(去年结转订单6.6亿元,今年上半年新签9亿元)和募投产能的完全释放大大增强了公司的抗风险能力,预计随着下半年**订单的交付,公司全年业绩将实现50%以上的增长。

华泰证券分析师刘英对本报记者表示,公司新产品储备丰富,或将成为新的业绩看点。刘英表示:“公司IC装备洁净机器人已开发出10种大气机械手、8种真空机械手,将逐渐在IC装备领域大规模应用;激光切割、焊接设备将应用于新领域;同时开发出基于视觉的机器人分拣装箱系统、机器人撕膜系统、激光塑料焊接、高速四轴码垛机器人等,未来将会投放市场,这些产品在2011年小批量应用的基础上,把IC装备机械手大批量生产作为下一目标。”

财报显示,公司主营项目综合毛利率为25%左右。吴海荣认为,公司主营产品毛利率或可保持,同时,如果经济向好,公司业绩增速将更明显。

“公司是小盘股,现在价格不算高,从上半年业绩70%增长来看,算是个慢牛股。”吴海荣表示,公司股价在技术上算是走在了所有短中长均线上面,是强势的表现。

Wind数据显示,截至6月30日,公司流通A股1.83亿股,占总股本61.41%。8月16日,公司开盘价24.06元,收于23.50元,跌幅2.97%,动态市盈率31.1倍。

刘英认为:“公司的新业务增长点和公司所处行业的景气度高,价值可以适当高估,但大幅上涨后,积累的获利回吐压力较大,短期关注26元阻力位,弱势环境不能有效突破,谨防补跌风险。”

截至8月2日,共有15家机构对机器人2012年的业绩作出预测,平均预测净利润为2.25亿元,比去年同期增长40.9%。


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