2024年2月1日

自动化工厂必需的十大工控产品缺一而不可

作者 admin

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有一些工业控制产品需要在自动化工厂中使用。 它们是自动化工厂的重要组成部分,各自扮演着重要的角色。 有些看似不起眼,但却不可或缺。 小编盘点了自动化工厂中不可或缺的十大工控产品,分享给大家。

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1、控制器——自动化工厂的大脑

控制器(英文名称:controller)是指通过改变主电路或控制电路的接线,改变电路中的电阻值,来控制电动机起动、调速、制动和反转的主指令装置。预定顺序。 它由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序发生器、运算控制器等组成,是发布命令的“决策机构”,即完成整个计算机系统的协调和指挥。

自动化工厂中常用的控制器有PLC、工控机等。

可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController,PLC),它采用一种可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等面向用户的指令,并通过数字或模拟I/O控制各种类型的机械或生产过程。

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工业个人计算机(Industrial Personal Computer,简称IPC)是工业控制计算机,是采用总线结构对生产过程、机电设备、工艺设备进行检测和控制的工具的总称。 工控机具有重要的计算机属性和特性,如计算机CPU、硬盘、内存、外设和接口,以及操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面等。 工控行业的产品和技术非常特殊,属于中间产品,为其他行业提供可靠、嵌入式、智能化的工控机。

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2、机器人——自动化工厂的坚定执行者

机器人是一种自动执行工作的机器设备。 它可以接受人类的命令,运行预编程的程序,并按照人工智能技术制定的原则行事。 它的使命是协助或取代人类从事制造、建筑或危险工作等工作。 机器人一般由执行器、驱动装置、检测装置、控制系统和复杂的机械组成。

工业机器人一般用于工厂。 工业机器人最显着的特点如下:

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(1) 可编程。 生产自动化的进一步发展是柔性启动。 工业机器人可以根据其工作环境变化的需要进行重新编程,因此在小批量、多品种、均衡高效的柔性制造过程中能够发挥很好的作用,是柔性制造系统的重要组成部分.

(2)拟人化。 工业机器人在机械结构上有类人行走、转腰、大臂、小臂、腕、爪等部分,控制上有计算机。 此外,智能工业机器人还拥有许多与人类相似的“生物传感器”,如皮肤接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、听觉传感器、语言功能等。传感器提高了工业机器人适应环境的能力。周边环境。

(3) 多功能性。 除了专门设计的专用工业机器人外,通用工业机器人在执行不同任务时具有良好的通用性。 例如,通过更换工业机器人手部的末端机械手(爪、工具等),可以执行不同的任务。

(4)工业机械技术涉及的学科范围广,可概括为力学与微电子学的结合——机电一体化技术。 第三代智能机器人不仅具有获取外界环境信息的各种传感器,还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能。 这些都是微电子技术,尤其是计算机技术的应用。 应用密切相关。 因此,机器人技术的发展必将带动其他技术的发展,而机器人技术的发展和应用水平也可以验证一个国家的科学技术和产业技术的发展水平。

当今的工业机器人技术正逐步向行走能力强、多感知能力强、工作环境适应能力强的方向发展。 目前,对全球机器人技术发展影响最大的国家是美国和日本。 美国在工业机器人技术综合研究水平上仍处于领先地位,而日本生产的工业机器人在数量和种类上均居世界首位。

(1)技术先进的工业机器人集精密化、柔性化、智能化、软件应用开发等先进制造技术于一体。 降低成本,减少资源消耗和环境污染是工业自动化的最高体现。

(二)技术升级 工业机器人及自动化成套装备具有精细制造、精细加工、柔性化生产等技术特点。 数字化、自动化、网络化、智能化的重要手段。

(3)应用领域广泛工业机器人及自动化成套设备是生产过程中的关键设备,可用于制造、安装、检测、物流等生产环节,广泛应用于汽车及汽配领域、工程机械、轨道交通、低压电器、电力、IC设备、军工、烟草、金融、医药、冶金、印刷出版等众多行业都有广泛的应用。

(4)技术综合性强 工业机器人及其自动化成套技术,集中集成了多个学科,涉及多个技术领域,包括工业机器人控制技术、机器人动力学与仿真、机器人构造有限元分析、激光加工技术、模块化编程、智能测量、建模与加工一体化、工厂自动化和精细物流等先进制造技术,技术综合性强。

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3. 伺服电机——为自动化工厂提供动力的肌肉

伺服电机(servomotor)是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种辅助电机的间接传动装置。 伺服电机可以非常精确地控制速度和位置精度,可以将电压信号转换成转矩和速度来驱动控制对象。 伺服电机的转子速度由输入信号控制,可以快速响应。 在自动控制系统中用作执行器,具有机电时间常数小、线性度高、启动电压低等特点。 它可以将接收到的电信号转换成电机轴上的角位移或角速度输出。 它分为直流和交流伺服电机两大类。 其主要特点是信号电压为零时无自转现象,转速随转矩的增加匀速下降。

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伺服系统(servomechanism)是使物体的位置、方位、状态等输出控制量跟随输入目标(或给定值)的任何变化的自动控制系统。 伺服主要靠脉冲来定位。 基本上可以这样理解,当伺服电机接收到一个脉冲后,会旋转该脉冲对应的角度,从而实现位移。 因为伺服电机本身具有发送脉冲的功能,所以伺服电机旋转一个角度,就会发出相应数量的脉冲。 这样,它将与伺服电机接收到的脉冲相呼应,或形成一个闭环。 这样,系统就会知道有多少脉冲发送给伺服电机,同时又接收回多少脉冲。 ,这样就可以精确控制电机的转动,从而实现精确定位,精度可达0.001mm。 直流伺服电机分为有刷电机和无刷电机。

有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,易于控制,需要维护,但维护不便(更换碳刷),电磁干扰,对环境有要求。 因此,可用于对成本敏感的普通工业和民用场合。

无刷电机体积小、重量轻、输出功率大、响应速度快、转速高、惯量小、转动平稳、力矩稳定。 控制复杂,易于实现智能化。 其电子换向方式灵活,可以是方波换向,也可以是正弦波换向。 电机免维护,效率高,工作温度低,电磁辐射小,寿命长,可适用于各种环境。

2、交流伺服电机也就是无刷电机,分为同步电机和异步电机。 目前,同步电机普遍用于运动控制。 它的功率范围大,可以做到大功率。 惯性大,最高转速低,随功率增大下降较快。 因此,它适用于低速平稳运行的应用。

3、伺服电机内部的转子是永磁体。 驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场。 转子在该磁场的作用下旋转。 同时将电机的编码器反馈信号传送给驱动器。 与目标值比较,调整转子的旋转角度。 伺服电机的精度取决于编码器的精度(线数)。

交流伺服电机与无刷直流伺服电机在功能上的区别:交流伺服更好,因为是正弦波控制,转矩脉动小。 直流伺服是梯形波。 但直流伺服相对简单且便宜。

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4、传感器——自动化工厂感知外界信息的触觉

传感器(英文名称:transducer/sensor)是一种检测装置,能感知被测量的信息,并将感知到的信息按照一定的规则转换成电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息要求。 传输、处理、存储、显示、记录和控制要求。 它是实现自动检测和自动控制的第一个环节。

人要从外界获取信息,必须依靠感觉器官。 但是,仅仅依靠人自身的感觉器官,是远远不能发挥其对自然现象规律的研究和生产活动的作用的。 为了适应这种情况,需要传感器。 因此,可以说传感器是人的五官的延伸,又称电五官。

随着新技术革命的到来,世界进入了信息时代。 在利用信息的过程中,首先要解决的是获取准确可靠的信息,而传感器是自然界和生产领域获取信息的主要途径和手段。

在现代工业生产中,特别是在自动化生产过程中,利用各种传感器对生产过程中的各种参数进行监测和控制,使设备工作在正常或最佳状态,使产品达到最佳质量。 因此,可以说,没有大量优秀的传感器,现代生产就失去了基础。

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在基础学科研究中,传感器的地位更为突出。 现代科学技术的发展进入了很多新的领域:比如在宏观上要观察几千光年的浩瀚宇宙,在微观上要观察小到fm的粒子世界,以及垂直观察天体历时数十万年的演化,瞬时反应短至s。 此外,超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等各种极端技术研究也相继出现,发挥着巨大的作用。对加深对物质的认识和开发新能源、新材料具有重要作用。

显然,如果没有合适的传感器,就不可能获得大量人类感官无法直接获得的信息。 许多基础科学研究的障碍最初只是物体信息的获取困难,一些新机制和高灵敏度检测传感器的出现往往会导致该领域的突破。 一些传感器的发展往往是一些边缘学科发展的先驱。

传感器已经渗透到工业生产、航天开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程乃至文物保护等广泛领域。 毫不夸张地说,从浩瀚的太空到浩瀚的海洋,再到各种复杂的工程系统,几乎每一个现代工程都离不开各种传感器。

可见,传感器技术对发展经济、推动社会进步的重要作用十分明显。 世界各国都高度重视这一领域的发展。 相信在不久的将来,传感器技术将实现飞跃,达到与其重要地位相称的新水平。

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5.变频自动化工厂节能器

逆变器(Variable-frequency Drive,VFD)是一种利用变频技术和微电子技术,通过改变电动机运行电源的频率来控制交流电动机的电力控制装置。 逆变器主要由整流(交流转直流)、滤波、逆变(直流转交流)、制动单元、驱动单元、检测单元和微处理单元组成。 变频器通过关断内部IGBT来调节输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要提供所需的电源电压,从而达到节能和调速的目的。 此外,变频器具有过流、过压、过载保护等多种保护功能。

逆变器的输出是PWM波,含有较多的高次谐波。 变频功率传感器对输入的电压、电流信号进行交流采样,然后将采样值通过电缆、光纤等传输系统和数字输入变频功率分析仪传递,数字输入变频功率分析仪执行电压和电流的采样值。 运行,可以得到电压有效值、电流有效值、基波电压、基波电流、谐波电压、谐波电流、有功功率、基波功率、谐波功率等参数。

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就国内逆变器市场而言,业内人士总结如下:逆变器通用领域国内企业占据80%以上的市场份额,激烈的竞争导致近10年价格大幅下滑年; 高性能市场仍由外资品牌主导。 将成为国内逆变器企业的主攻方向。 是一家集国内智能电器研发、生产、销售于一体的高新技术企业。 变频调速器、电机软启动器等工业自动化控制制造商。 产品采用重载设计,过载能力强,超大启动和运行能力,完善的自动检测、保护和控制性能,可启动和控制任何型号的重载电机,产品已广泛应用于所有工业领域冶金、矿山、造纸、化工、建材、机械、电力、楼宇系统等传动领域。

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6、电磁阀——自动化工厂的肋骨

电磁阀(Electromagneticvalve)是一种靠电磁力控制的工业设备。 是用于控制流体的自动化基础元件。 属于执行机构,不限于液压、气动。 在工业控制系统中用于调节介质的方向、流量、速度等参数。 电磁阀可以配合不同的回路,达到预期的控制,保证控制的准确性和灵活性。 电磁阀有很多种。 不同的电磁阀在控制系统的不同位置发挥作用。 最常用的有止回阀、安全阀、方向控制阀、调速阀等。

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电磁阀内有一个封闭的腔体,在不同的位置都有通孔。 每个孔都连接到不同的油管。 空腔中间有一个活塞,两侧有两个电磁铁。 另一方面,通过控制阀体的运动来打开或关闭不同的排油孔,而进油孔常开时,液压油会进入不同的排油管,推动油缸的活塞靠油的压力,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置。 这样,通过控制电磁铁通断电流来控制机械运动。

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7. 工业相机——自动化工厂的愿景

工业相机是机器视觉系统中的关键部件,其最本质的功能是将光信号转换为有序的电信号。 选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的一个重要环节。 摄像头不仅直接决定了拍摄图像的分辨率、图像质量等,还直接关系到整个系统的运行模式。

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工业相机通常也称为摄像机。 与传统民用相机(摄像机)相比,具有图像稳定性高、传输能力强、抗干扰能力强等特点。 市面上大部分工业相机都是基于CCD(ChargeCoupledDevice)或CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor)芯片相机。

工业相机一般安装在机器流水线上,代替人眼进行测量和判断。 数字图像捕获目标并将其转换为图像信号,然后发送到专用的图像处理系统。 图像系统对这些信号进行各种运算,提取目标的特征。 并且根据判别结果控制现场设备动作。

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8. 仪器仪表——自动化工厂的脉搏

仪器仪表(英语:instrumentation)是用来检测、测量、观察和计算各种物理量、物质成分和物理参数的仪器或装置。 真空检漏仪、压力表、测长仪、显微镜、倍增器等都属于仪器。 广义上的仪器仪表还可以具有自动控制、报警、信号传输和数据处理等功能,如用于工业生产过程自动控制的气动调节仪表和电动调节仪表,以及分布式仪表控制系统。 仪器仪表。

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由于微电子技术的进步,仪器仪表产品进一步与微处理器和PC技术融合,仪器仪表的数字化、智能化程度不断提高。 以德州仪器公司提出的“DSPS”概念为例,以DSP芯片为中心,共同完善前端混合信号电路、ASIC电路、元器件和开发工具,为整个应用系统提供解决方案。 超大规模集成(VLSI)新器件、表面贴装技术(SMT)、多层电路板印刷、晶圆级集成(WSI)和多芯片模块(MCM)等许多新技术应用于仪器仪表、CAD、 CAM、CAPP、CAT等计算机辅助方法,使多媒体技术、人机交互、模糊控制、人工神经元网络等新技术在现代仪器仪表中得到广泛应用。

自动化工厂需要应用各种仪器仪表,比如测量一些控制过程需要的压力、液位、流量、温度等参数值,就需要相关的仪器仪表。

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9. 自动化软件——自动化工厂的思考

自动化软件在工业系统中扮演着重要的角色。 它的主要功能是调度和自动化生产过程。 工控系统在技术、产业、应用等方面的快速发展,逐渐向高度集成化、智能化、网络化方向发展。 发展趋势和特点。 由于工控系统的管控一体化,趋势控制工程网络版权使得工控系统与传统的IT管理系统和互联网相连接,越来越多的通用软件、通用硬件和通用协议在内部使用。 更常见的是 SCADA 自动化软件系统。

所谓SCADA自动化系统(supervisory control and data acquisition)就是我们所说的数据采集和监控系统。 它主要以计算机技术为支撑,对各种生产过程进行调度和自动控制的系统。 目前,SCADA软件不仅在石油、化工等行业的数据信息采集和监控中发挥着重要作用,在水利、电力等行业的监控中也得到广泛应用。 SCADA自动化软件可以在无人监管的情况下,长时间自动、准确地监控生产,并从中获取有效的信息和数据,为监管管理者提供有力的评价参考。

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10、控制柜

控制柜的种类很多,有电气控制柜、变频控制柜、低压控制柜、高压控制柜、水泵控制柜、电源控制柜、防爆控制柜、电梯控制柜、 PLC控制柜、消防控制柜、砖机。 控制柜等。

自动化工厂涉及电气、变频、电源、水泵等控制柜。 根据不同的需要选用不同的控制柜,实现不同的控制功能。

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