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品在機電一體化的應用，并在此基礎上對電工新技術的發展、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展以及各個國家先進的機電一體化產品層出不窮。作為傳統產業之一的機械工業，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，它在改善生產環境、提高效率、節約材料、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、變頻器調速技術等具有代表性的產品技術。
　　根據這一系列發展的需要，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(運動控制新技術)的基本應用自動控制系統是一個帶有反饋裝置的動態系統，系統能自動連續地測量被控制量，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。系統的基本要求可歸納為穩定性、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、開環控制與閉環控制器。由于現在機電一體化產品中對定位精度和動態響應的要求比較高，在原有的開環與閉環控制中，傳統全閉環控制是：伺服系統只接受速度指令，完成速度環的控制，位置環的控制由上位控制器來完成 (大多數全閉環的機床數控系統就是這樣)。這樣大大增加了上位控制器的難度，也限制了伺服系統的推廣。采用全閉環數字式伺服系統技術能更體現自動控制的基本要求、穩定性、快速性、準確性三個方面。而且調試、使用十分簡單。能充分發揮PID的控制能力，自動完成整個系統增益調節和實時調節，實現更高精度要求，而且這種全閉環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。
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出來的，早期可編程控制器是為了取代傳統的繼電器控制線路，其功能只有邏輯運算、定時和計數等順序控制功能。但隨著微電子技術的發展，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，用來在其內部執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作指令，并通過數字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。尤其是隨著近代計算機技術和微機原理技術的發展，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。它與傳統的PLc相比較能更好的實現分時多任務操作系統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．經濟合算。總之，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展，已成為工業自動化的支柱產品；并發展成為強大的高科技產業。可以這么說，在當代，機電一體化工業產品，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)來共同實現了多任務操作系統的控制要求。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控畫面。實現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，具有調速性能好、效率高、性能穩定、可靠性高等優點，在數控伺服、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品中的應用極為廣泛，成為了機電一體化產品實現自動化控制的必要措施。電工新技術以其獨有的技術特點，為機電一體化發展創造了眾多有利條件，促進了機電一體化自動控制的實現。總的來說，電工新技術的發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，實現了機電一體化產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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