主頁 > 技術文章 > 探索電工新技術在機電一體化中的應用 2022-04-15

探索電工新技術在機電一體化中的應用

摘要：近年來發(fā)展極為迅速的電工新技術PLC(PCC)、驅動、步進(直線)電機、伺服、變頻器等具有代表的技術產(chǎn)品在機電一體化的應用，并在此基礎上對電工新技術的發(fā)展、前景、技術進行探討，通過本文使得電工新技術為更多人認識和關注。
　　隨著計算機技術、電子電力新技術和傳感器技術的發(fā)展以及各個國家先進的機電一體化產(chǎn)品層出不窮。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的機械工業(yè)，在這種新技術的沖擊下，機電一體化新技術越來越受到各方面的關注，它在改善生產(chǎn)環(huán)境、提高效率、節(jié)約材料、降低消耗、增強競爭的同時，也給我們在機電一體化技術應用中提出了一定的要求，特別是在國內(nèi)外廠家推出的自動控制新技術，如：伺服驅動技術、步進電機直線電機)驅動技術、可編程控制器、運動控制卡、變頻器調(diào)速技術等具有代表性的產(chǎn)品技術。
　　根據(jù)這一系列發(fā)展的需要，本文主要介紹幾項具有代表性的電工新技術。在機電一體化技術中改善、提高工作效率、節(jié)約能源、降低材料消耗、增強競爭力等方面起著極大的作用。
一、自動控制系統(tǒng)(運動控制新技術)的基本應用自動控制系統(tǒng)是一個帶有反饋裝置的動態(tài)系統(tǒng)，系統(tǒng)能自動連續(xù)地測量被控制量，并求出偏差的大小和正負極限進行控制，而控制的目的力圖減小存在的偏差。系統(tǒng)的基本要求可歸納為穩(wěn)定性、快速性和準確性三個方面，在機電一體化自動控制中為了更好地體現(xiàn)這個三個方面，早期我們引用了常用控制器，如：比例(P)控制器、積分(I)控制器、比例微分(PD)控制器、比例微積分(PID)控制器、開環(huán)控制與閉環(huán)控制器。由于現(xiàn)在機電一體化產(chǎn)品中對定位精度和動態(tài)響應的要求比較高，在原有的開環(huán)與閉環(huán)控制中，傳統(tǒng)全閉環(huán)控制是：伺服系統(tǒng)只接受速度指令，完成速度環(huán)的控制，位置環(huán)的控制由上位控制器來完成 (大多數(shù)全閉環(huán)的機床數(shù)控系統(tǒng)就是這樣)。這樣大大增加了上位控制器的難度，也限制了伺服系統(tǒng)的推廣。采用全閉環(huán)數(shù)字式伺服系統(tǒng)技術能更體現(xiàn)自動控制的基本要求、穩(wěn)定性、快速性、準確性三個方面。而且調(diào)試、使用十分簡單。能充分發(fā)揮PID的控制能力，自動完成整個系統(tǒng)增益調(diào)節(jié)和實時調(diào)節(jié)，實現(xiàn)更高精度要求，而且這種全閉環(huán)控制均由伺服驅動器來完成，無需增加上位控制器的負擔，因而越來越多的機電一體化產(chǎn)品在其自動化設備的改造和研制中，開始采用這種伺服系統(tǒng)。
二、可編程控制器與觸摸屏技術可編程控制器簡稱PC或PLC，它是在電氣控制技術和計算機技術的基礎上開發(fā)出來的，早期可編程控制器是為了取代傳統(tǒng)的繼電器控制線路，其功能只有邏輯運算、定時和計數(shù)等順序控制功能。但隨著微電子技術的發(fā)展，PLC擴大了控制器的功能，不僅具有順序控制的邏輯功能，同時還具有了執(zhí)行算術運算、對模擬量進行控制等功能。采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。尤其是隨著近代計算機技術和微機原理技術的發(fā)展，廣泛應用在機電一體化的自動控制中，特別是可編程計算機控制器PCC。它與傳統(tǒng)的PLc相比較能更好的實現(xiàn)分時多任務操作系統(tǒng)和多樣化的應用軟件設計，滿足了實時控制的要求還可以按照用戶的實際要求任意修改。歸納起來，PLC(PCC)的主要特點有：1．功能豐富；2．使用方便；3．工作可靠；4．經(jīng)濟合算�？傊�，PLC(PCC)具有的特點，使得它既非常有用，又非常好用、耐用、省用，有無限的發(fā)展生命力和非常廣泛的應用前景。短短20多年，它從誕生、生長、成熟及不斷完善與發(fā)展，已成為工業(yè)自動化的支柱產(chǎn)品；并發(fā)展成為強大的高科技產(chǎn)業(yè)�？梢赃@么說，在當代，機電一體化工業(yè)產(chǎn)品，其控制裝置若不使用PLC(PCC)，那是不可想象的。
　　特別是近年來，觸摸屏的廣泛使用，與PLC(PCC)來共同實現(xiàn)了多任務操作系統(tǒng)的控制要求。作為PLC(PCC)的輸入和輸出設備。通過一定的相關軟件，設計出滿足用戶要求的監(jiān)控畫面。實現(xiàn)對控制對象的操作和顯示。
三、運動控制卡、變頻器技術運動控制卡是一種用于各種運動控制場合(包括位移、速度、加速度)的上位控制單元。用于控制步進(直線)電機或伺服電機。變頻器的工作原理：把工頻電源(50Hz或變換成各種頻率的交流電源，來實現(xiàn)電機的變速運行的設備。以達到無級變速，從而縮短電機方向和轉速的時間。其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。對于如矢量控制這種需要大量運算的變頻器來說，有時還需要加一個進行轉矩計算的以及一些相應的電路。所以變頻器作為交流電動機的驅動裝置，具有調(diào)速性能好、效率高、性能穩(wěn)定、可靠性高等優(yōu)點，在數(shù)控伺服、機械、同步傳動等多種場合都得到廣泛的應用，變速器調(diào)速技術已成為電氣傳動自動化的一項核心技術，利用、了解、操作變頻器技術，應用運動控制。
四、結束語：
　　綜上所述，我國當前的電工新技術在機電一體化產(chǎn)品中的應用極為廣泛，成為了機電一體化產(chǎn)品實現(xiàn)自動化控制的必要措施。電工新技術以其獨有的技術特點，為機電一體化發(fā)展創(chuàng)造了眾多有利條件，促進了機電一體化自動控制的實現(xiàn)�？偟膩碚f，電工新技術的發(fā)展為機電一體化技術的進步做出了貢獻，它不僅省去了多余的社會勞動力，實現(xiàn)了機電一體化產(chǎn)品的自動化控制運行，還減少了能源消耗，對社會進步起到了巨大作用。

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