主頁 > 技術(shù)文章 > 探索電工新技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用 2024-10-27

探索電工新技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用

摘要：近年來發(fā)展極為迅速的電工新技術(shù)PLC(PCC)、驅(qū)動(dòng)、步進(jìn)(直線)電機(jī)、伺服、變頻器等具有代表的技術(shù)產(chǎn)品在機(jī)電一體化的應(yīng)用，并在此基礎(chǔ)上對(duì)電工新技術(shù)的發(fā)展、前景、技術(shù)進(jìn)行探討，通過本文使得電工新技術(shù)為更多人認(rèn)識(shí)和關(guān)注。
　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子電力新技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展以及各個(gè)國家先進(jìn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品層出不窮。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的機(jī)械工業(yè)，在這種新技術(shù)的沖擊下，機(jī)電一體化新技術(shù)越來越受到各方面的關(guān)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(qiáng)競爭的同時(shí)，也給我們?cè)?a href="http://shs8.cn/jswz/">機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)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(dòng)控制新技術(shù)，如：伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、步進(jìn)電機(jī)直線電機(jī))驅(qū)動(dòng)技術(shù)、可編程控制器、運(yùn)動(dòng)控制卡、變頻器調(diào)速技術(shù)等具有代表性的產(chǎn)品技術(shù)。
　　根據(jù)這一系列發(fā)展的需要，本文主要介紹幾項(xiàng)具有代表性的電工新技術(shù)。在機(jī)電一體化技術(shù)中改善、提高工作效率、節(jié)約能源、降低材料消耗、增強(qiáng)競爭力等方面起著極大的作用。
一、自動(dòng)控制系統(tǒng)(運(yùn)動(dòng)控制新技術(shù))的基本應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)帶有反饋裝置的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，系統(tǒng)能自動(dòng)連續(xù)地測(cè)量被控制量，并求出偏差的大小和正負(fù)極限進(jìn)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(zhǔn)確性三個(gè)方面，在機(jī)電一體化自動(dòng)控制中為了更好地體現(xiàn)這個(gè)三個(gè)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(jī)電一體化產(chǎn)品中對(duì)定位精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)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(jī)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(shù)能更體現(xiàn)自動(dòng)控制的基本要求、穩(wěn)定性、快速性、準(zhǔn)確性三個(gè)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(dòng)完成整個(gè)系統(tǒng)增益調(diào)節(jié)和實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)更高精度要求，而且這種全閉環(huán)控制均由伺服驅(qū)動(dòng)器來完成，無需增加上位控制器的負(fù)擔(dān)，因而越來越多的機(jī)電一體化產(chǎn)品在其自動(dòng)化設(shè)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(shù)可編程控制器簡稱PC或PLC，它是在電氣控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)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(yùn)算、定時(shí)和計(jì)數(shù)等順序控制功能。但隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，PLC擴(kuò)大了控制器的功能，不僅具有順序控制的邏輯功能，同時(shí)還具有了執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算、對(duì)模擬量進(jìn)行控制等功能。采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)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(jī)械或生產(chǎn)過程。尤其是隨著近代計(jì)算機(jī)技術(shù)和微機(jī)原理技術(shù)的發(fā)展，廣泛應(yīng)用在機(jī)電一體化的自動(dòng)控制中，特別是可編程計(jì)算機(jī)控制器PCC。它與傳統(tǒng)的PLc相比較能更好的實(shí)現(xiàn)分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)和多樣化的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)，滿足了實(shí)時(shí)控制的要求還可以按照用戶的實(shí)際要求任意修改。歸納起來，PLC(PCC)的主要特點(diǎn)有：1．功能豐富；2．使用方便；3．工作可靠；4．經(jīng)濟(jì)合算�？傊�，PLC(PCC)具有的特點(diǎn)，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(yīng)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(dòng)化的支柱產(chǎn)品；并發(fā)展成為強(qiáng)大的高科技產(chǎn)業(yè)。可以這么說，在當(dāng)代，機(jī)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(shí)現(xiàn)了多任務(wù)操作系統(tǒng)的控制要求。作為PLC(PCC)的輸入和輸出設(shè)備。通過一定的相關(guān)軟件，設(shè)計(jì)出滿足用戶要求的監(jiān)控畫面。實(shí)現(xiàn)對(duì)控制對(duì)象的操作和顯示。
三、運(yùn)動(dòng)控制卡、變頻器技術(shù)運(yùn)動(dòng)控制卡是一種用于各種運(yùn)動(dòng)控制場(chǎng)合(包括位移、速度、加速度)的上位控制單元。用于控制步進(jìn)(直線)電機(jī)或伺服電機(jī)。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(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備。以達(dá)到無級(jí)變速，從而縮短電機(jī)方向和轉(zhuǎn)速的時(shí)間。其中控制電路完成對(duì)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(duì)整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。對(duì)于如矢量控制這種需要大量運(yùn)算的變頻器來說，有時(shí)還需要加一個(gè)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計(jì)算的以及一些相應(yīng)的電路。所以變頻器作為交流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)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(diǎn)，在數(shù)控伺服、機(jī)械、同步傳動(dòng)等多種場(chǎng)合都得到廣泛的應(yīng)用，變速器調(diào)速技術(shù)已成為電氣傳動(dòng)自動(dòng)化的一項(xiàng)核心技術(shù)，利用、了解、操作變頻器技術(shù)，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)控制。
四、結(jié)束語：
　　綜上所述，我國當(dāng)前的電工新技術(shù)在機(jī)電一體化產(chǎn)品中的應(yīng)用極為廣泛，成為了機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的必要措施。電工新技術(shù)以其獨(dú)有的技術(shù)特點(diǎn)，為機(jī)電一體化發(fā)展創(chuàng)造了眾多有利條件，促進(jìn)了機(jī)電一體化自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)。總的來說，電工新技術(shù)的發(fā)展為機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)步做出了貢獻(xiàn)，它不僅省去了多余的社會(huì)勞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化產(chǎn)品的自動(dòng)化控制運(yùn)行，還減少了能源消耗，對(duì)社會(huì)進(jìn)步起到了巨大作用。

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