3.伺服電機——自動化工廠提供動力的肌肉
伺(si)(si)(si)服(fu)(fu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(servomotor)是(shi)(shi)指在(zai)伺(si)(si)(si)服(fu)(fu)系(xi)(xi)統中控(kong)制機(ji)(ji)械元件(jian)運轉的(de)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)，是(shi)(shi)一種(zhong)補(bu)助馬達間(jian)接(jie)變(bian)速(su)(su)(su)裝置(zhi)。伺(si)(si)(si)服(fu)(fu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)可使控(kong)制速(su)(su)(su)度，位(wei)置(zhi)精(jing)度非常(chang)準確(que)，可以將電(dian)(dian)壓信(xin)(xin)號轉化為轉矩和轉速(su)(su)(su)以驅(qu)動(dong)(dong)控(kong)制對象(xiang)。伺(si)(si)(si)服(fu)(fu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)轉子轉速(su)(su)(su)受輸入信(xin)(xin)號控(kong)制，并能快速(su)(su)(su)反應，在(zai)自動(dong)(dong)控(kong)制系(xi)(xi)統中，用作(zuo)執行元件(jian)，且具有機(ji)(ji)電(dian)(dian)時間(jian)常(chang)數小、線性度高、始動(dong)(dong)電(dian)(dian)壓等特(te)性，可把(ba)所收到的(de)電(dian)(dian)信(xin)(xin)號轉換成電(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)軸上的(de)角(jiao)位(wei)移(yi)或角(jiao)速(su)(su)(su)度輸出(chu)。分(fen)為直流和交流伺(si)(si)(si)服(fu)(fu)電(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)兩大類(lei)，其主要特(te)點是(shi)(shi)，當信(xin)(xin)號電(dian)(dian)壓為零時無(wu)自轉現象(xiang)，轉速(su)(su)(su)隨著轉矩的(de)增加而勻速(su)(su)(su)下(xia)降。
伺(si)服系統(servomechanism)是使物體的(de)(de)位(wei)置、方位(wei)、狀態等輸(shu)出被控量(liang)能夠跟隨輸(shu)入目標(或給定(ding)值)的(de)(de)任意變化的(de)(de)自動(dong)控制系統。伺(si)服主要靠脈(mo)(mo)沖來(lai)定(ding)位(wei)，基(ji)本(ben)(ben)上可以(yi)這(zhe)樣(yang)理解(jie)，伺(si)服電(dian)(dian)(dian)機(ji)接(jie)收到1個(ge)脈(mo)(mo)沖，就(jiu)會(hui)(hui)旋(xuan)轉1個(ge)脈(mo)(mo)沖對(dui)(dui)應(ying)的(de)(de)角(jiao)度，從而實現位(wei)移，因為，伺(si)服電(dian)(dian)(dian)機(ji)本(ben)(ben)身具備發出脈(mo)(mo)沖的(de)(de)功能，所以(yi)伺(si)服電(dian)(dian)(dian)機(ji)每(mei)旋(xuan)轉一個(ge)角(jiao)度，都會(hui)(hui)發出對(dui)(dui)應(ying)數量(liang)的(de)(de)脈(mo)(mo)沖，這(zhe)樣(yang)，和(he)伺(si)服電(dian)(dian)(dian)機(ji)接(jie)受的(de)(de)脈(mo)(mo)沖形成(cheng)了(le)(le)呼(hu)應(ying)，或者叫閉環，如此一來(lai)，系統就(jiu)會(hui)(hui)知道發了(le)(le)多少脈(mo)(mo)沖給伺(si)服電(dian)(dian)(dian)機(ji)，同時又(you)收了(le)(le)多少脈(mo)(mo)沖回來(lai)，這(zhe)樣(yang)，就(jiu)能夠很精確的(de)(de)控制電(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)轉動(dong)，從而實現精確的(de)(de)定(ding)位(wei)，可以(yi)達到0.001mm。直流(liu)伺(si)服電(dian)(dian)(dian)機(ji)分(fen)為有(you)刷和(he)無刷電(dian)(dian)(dian)機(ji)。有(you)刷電(dian)(dian)(dian)機(ji)成(cheng)本(ben)(ben)低，結構簡單，啟動(dong)轉矩大，調速范圍寬，控制容易，需要維(wei)護(hu)，但維(wei)護(hu)不方便(換碳刷)，產生電(dian)(dian)(dian)磁干(gan)擾(rao)，對(dui)(dui)環境(jing)有(you)要求。因此它(ta)可以(yi)用于對(dui)(dui)成(cheng)本(ben)(ben)敏感的(de)(de)普通工業和(he)民用場合。
無刷電(dian)(dian)機體積小，重量輕，出力大，響應(ying)快，速度(du)高，慣量小，轉動(dong)平滑，力矩穩定。控(kong)制(zhi)復雜，容易實現智能(neng)化，其電(dian)(dian)子換(huan)(huan)相(xiang)(xiang)方(fang)式靈活(huo)，可以方(fang)波換(huan)(huan)相(xiang)(xiang)或(huo)正弦(xian)波換(huan)(huan)相(xiang)(xiang)。電(dian)(dian)機免維護，效(xiao)率很高，運(yun)行溫度(du)低，電(dian)(dian)磁輻射很小，長壽命(ming)，可用于各種環境。
2、交流(liu)伺服電機也是無刷電機，分為同步(bu)和異步(bu)電機，目前運(yun)動(dong)控制中一(yi)般都用(yong)同步(bu)電機，它的(de)(de)功(gong)率范圍大，可以(yi)做(zuo)(zuo)到很大的(de)(de)功(gong)率。大慣量，最(zui)高轉動(dong)速度(du)低，且隨著(zhu)功(gong)率增大而(er)快(kuai)速降低。因而(er)適合(he)做(zuo)(zuo)低速平穩運(yun)行的(de)(de)應用(yong)。
3、伺(si)服電(dian)(dian)機內(nei)部的(de)(de)(de)轉子是(shi)永磁(ci)鐵(tie)，驅(qu)動器(qi)控(kong)制(zhi)的(de)(de)(de)U/V/W三(san)相電(dian)(dian)形成電(dian)(dian)磁(ci)場，轉子在此磁(ci)場的(de)(de)(de)作用下轉動，同時電(dian)(dian)機自帶的(de)(de)(de)編碼器(qi)反(fan)饋信號(hao)給驅(qu)動器(qi)，驅(qu)動器(qi)根據(ju)反(fan)饋值與(yu)目標值進行(xing)比較，調整轉子轉動的(de)(de)(de)角(jiao)度(du)。伺(si)服電(dian)(dian)機的(de)(de)(de)精(jing)度(du)決定于(yu)編碼器(qi)的(de)(de)(de)精(jing)度(du)(線(xian)數)。
交流(liu)(liu)伺(si)服(fu)(fu)(fu)電(dian)機(ji)和(he)無刷直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)伺(si)服(fu)(fu)(fu)電(dian)機(ji)在功能(neng)上的區別：交流(liu)(liu)伺(si)服(fu)(fu)(fu)要好一些，因為是(shi)正弦波控制，轉矩脈(mo)動小。直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)伺(si)服(fu)(fu)(fu)是(shi)梯形波。但直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)伺(si)服(fu)(fu)(fu)比較(jiao)簡單，便宜。
4.傳感器——自動化工廠感受外界信息的觸覺
傳感器(英文名稱：transducer/sensor)是一種檢測(ce)裝置，能(neng)感受(shou)到被(bei)測(ce)量(liang)的(de)(de)信息(xi)，并能(neng)將感受(shou)到的(de)(de)信息(xi)，按一定規律(lv)變換成為電信號或其他(ta)所需(xu)形式的(de)(de)信息(xi)輸出，以滿足信息(xi)的(de)(de)傳輸、處理(li)、存(cun)儲、顯示(shi)、記(ji)錄和控制等要(yao)求。它是實現自動檢測(ce)和自動控制的(de)(de)首要(yao)環節。
人們為了(le)從外界獲(huo)取信息，必須借助于感覺器官(guan)。
而單靠人(ren)(ren)們自身(shen)的感(gan)覺器(qi)官(guan)，在研究自然現象和規律以及生產活動中它們的功(gong)能就遠遠不夠了。為適應這(zhe)種情況，就需(xu)要傳(chuan)感(gan)器(qi)。因(yin)此可以說，傳(chuan)感(gan)器(qi)是(shi)人(ren)(ren)類五(wu)官(guan)的延長，又(you)稱之為電五(wu)官(guan)。
新技術革命的到來，世界開(kai)始(shi)進入信(xin)(xin)息(xi)(xi)時代。在利(li)用信(xin)(xin)息(xi)(xi)的過程中(zhong)，首先要(yao)解決的就是要(yao)獲(huo)取(qu)準確可靠(kao)的信(xin)(xin)息(xi)(xi)，而傳感(gan)器(qi)是獲(huo)取(qu)自(zi)然和(he)生(sheng)產領域中(zhong)信(xin)(xin)息(xi)(xi)的主要(yao)途徑與手段。
在(zai)(zai)現(xian)代工(gong)業生(sheng)產尤其是自動(dong)化(hua)生(sheng)產過程中(zhong)，要用各種傳感器來監視和控制生(sheng)產過程中(zhong)的各個參數，使(shi)設備工(gong)作(zuo)在(zai)(zai)正(zheng)常狀(zhuang)態或最佳(jia)狀(zhuang)態，并使(shi)產品達到最好的質量。因此可以(yi)說，沒有眾多(duo)的優良的傳感器，現(xian)代化(hua)生(sheng)產也就失去了基礎。
在基(ji)礎(chu)學(xue)科(ke)研(yan)究(jiu)(jiu)中，傳(chuan)感(gan)(gan)器更具有突出(chu)的(de)(de)(de)地位。現(xian)代科(ke)學(xue)技(ji)術的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)，進(jin)入(ru)了許多新(xin)領(ling)域(yu)：例如在宏觀(guan)(guan)上要(yao)(yao)(yao)觀(guan)(guan)察上千(qian)光年(nian)的(de)(de)(de)茫茫宇(yu)宙，微觀(guan)(guan)上要(yao)(yao)(yao)觀(guan)(guan)察小到(dao)fm的(de)(de)(de)粒子世界，縱向上要(yao)(yao)(yao)觀(guan)(guan)察長達數十(shi)萬年(nian)的(de)(de)(de)天體演(yan)化(hua)，短到(dao)s的(de)(de)(de)瞬間反應。此外，還出(chu)現(xian)了對深化(hua)物質認(ren)識、開拓新(xin)能(neng)源、新(xin)材料等具有重要(yao)(yao)(yao)作用的(de)(de)(de)各(ge)種極端技(ji)術研(yan)究(jiu)(jiu)，如超(chao)高(gao)(gao)溫、超(chao)低溫、超(chao)高(gao)(gao)壓、超(chao)高(gao)(gao)真空(kong)、超(chao)強磁(ci)場(chang)、超(chao)弱(ruo)磁(ci)場(chang)等等。顯然，要(yao)(yao)(yao)獲取(qu)大量人類感(gan)(gan)官無法(fa)直接獲取(qu)的(de)(de)(de)信息，沒(mei)有相適應的(de)(de)(de)傳(chuan)感(gan)(gan)器是(shi)不(bu)可能(neng)的(de)(de)(de)。許多基(ji)礎(chu)科(ke)學(xue)研(yan)究(jiu)(jiu)的(de)(de)(de)障(zhang)礙，首先(xian)就在于(yu)對象信息的(de)(de)(de)獲取(qu)存(cun)在困難，而一些(xie)新(xin)機理(li)和高(gao)(gao)靈敏度的(de)(de)(de)檢測傳(chuan)感(gan)(gan)器的(de)(de)(de)出(chu)現(xian)，往往會導(dao)致該領(ling)域(yu)內的(de)(de)(de)突破(po)。一些(xie)傳(chuan)感(gan)(gan)器的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)，往往是(shi)一些(xie)邊緣(yuan)學(xue)科(ke)開發(fa)(fa)的(de)(de)(de)先(xian)驅。
傳(chuan)感器早(zao)已滲透到諸如(ru)工(gong)業生(sheng)產、宇(yu)宙開(kai)發、海洋探(tan)測、環境保護(hu)、資源調查、醫(yi)學診斷、生(sheng)物(wu)工(gong)程(cheng)、甚至(zhi)文物(wu)保護(hu)等等極其之泛的(de)(de)領域(yu)。可以毫(hao)不夸(kua)張地說，從茫茫的(de)(de)太空，到浩瀚的(de)(de)海洋，以至(zhi)各(ge)(ge)種復雜的(de)(de)工(gong)程(cheng)系統，幾乎每一個現(xian)代(dai)化項(xiang)目，都離不開(kai)各(ge)(ge)種各(ge)(ge)樣的(de)(de)傳(chuan)感器。
由此可見，傳(chuan)感器技術在發(fa)展經濟、推動社會進步方面的重(zhong)(zhong)要作用(yong)，是十(shi)分明顯的。世界各國(guo)都(dou)十(shi)分重(zhong)(zhong)視這一(yi)領(ling)域的發(fa)展。相信不(bu)久的將(jiang)來，傳(chuan)感器技術將(jiang)會出現一(yi)個(ge)飛躍，達到與其重(zhong)(zhong)要地(di)位相稱的新水(shui)平。
5.變頻器——自動化工廠節能器
變(bian)頻器(qi)(Variable-frequencyDrive，VFD)是應(ying)用變(bian)頻技(ji)術與微電(dian)子技(ji)術，通過(guo)(guo)改變(bian)電(dian)機工作電(dian)源(yuan)頻率(lv)(lv)方式來(lai)控制(zhi)(zhi)交流(liu)(liu)電(dian)動(dong)機的(de)電(dian)力控制(zhi)(zhi)設(she)備。變(bian)頻器(qi)主要(yao)(yao)由(you)整(zheng)流(liu)(liu)(交流(liu)(liu)變(bian)直流(liu)(liu))、濾波(bo)、逆(ni)變(bian)(直流(liu)(liu)變(bian)交流(liu)(liu))、制(zhi)(zhi)動(dong)單(dan)元、驅(qu)動(dong)單(dan)元、檢測單(dan)元微處理單(dan)元等組成。變(bian)頻器(qi)靠內部IGBT的(de)開斷來(lai)調整(zheng)輸出電(dian)源(yuan)的(de)電(dian)壓(ya)和(he)頻率(lv)(lv)，根據電(dian)機的(de)實際需要(yao)(yao)來(lai)提(ti)供其所需要(yao)(yao)的(de)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)，進而達到節能(neng)、調速的(de)目的(de)，另外，變(bian)頻器(qi)還(huan)有很(hen)多的(de)保護功能(neng)，如過(guo)(guo)流(liu)(liu)、過(guo)(guo)壓(ya)、過(guo)(guo)載(zai)保護等等。
變頻器(qi)輸(shu)出為PWM波(bo)，含有較多的高次(ci)諧(xie)波(bo)。變頻功(gong)率(lv)傳感器(qi)通(tong)過對(dui)(dui)輸(shu)入的電(dian)(dian)壓(ya)、電(dian)(dian)流(liu)信號進(jin)行交流(liu)采樣(yang)，再(zai)將采樣(yang)值(zhi)(zhi)通(tong)過電(dian)(dian)纜、光纖等傳輸(shu)系(xi)統與數(shu)字量(liang)輸(shu)入變頻功(gong)率(lv)分析儀，數(shu)字量(liang)輸(shu)入變頻功(gong)率(lv)分析儀對(dui)(dui)電(dian)(dian)壓(ya)、電(dian)(dian)流(liu)的采樣(yang)值(zhi)(zhi)進(jin)行運算(suan)，可以獲取電(dian)(dian)壓(ya)有效值(zhi)(zhi)、電(dian)(dian)流(liu)有效值(zhi)(zhi)、基波(bo)電(dian)(dian)壓(ya)、基波(bo)電(dian)(dian)流(liu)、諧(xie)波(bo)電(dian)(dian)壓(ya)、諧(xie)波(bo)電(dian)(dian)流(liu)、有功(gong)功(gong)率(lv)、基波(bo)功(gong)率(lv)、諧(xie)波(bo)功(gong)率(lv)等參數(shu)。
6.電磁閥——自動化工廠的筋
電(dian)(dian)(dian)磁(ci)閥(fa)(Electromagneticvalve)是(shi)(shi)用(yong)電(dian)(dian)(dian)磁(ci)控制(zhi)(zhi)的(de)工(gong)業設備，是(shi)(shi)用(yong)來控制(zhi)(zhi)流體的(de)自動化基(ji)礎(chu)元件，屬于執行器(qi)，并不(bu)限于液壓(ya)、氣動。用(yong)在工(gong)業控制(zhi)(zhi)系(xi)統中調整介(jie)質的(de)方向、流量、速度和(he)其(qi)他的(de)參數。電(dian)(dian)(dian)磁(ci)閥(fa)可(ke)以配(pei)合(he)不(bu)同(tong)的(de)電(dian)(dian)(dian)路來實現預期的(de)控制(zhi)(zhi)，而控制(zhi)(zhi)的(de)精度和(he)靈活性都(dou)能(neng)夠保(bao)證。電(dian)(dian)(dian)磁(ci)閥(fa)有很多種(zhong)，不(bu)同(tong)的(de)電(dian)(dian)(dian)磁(ci)閥(fa)在控制(zhi)(zhi)系(xi)統的(de)不(bu)同(tong)位置發揮作用(yong)，最常用(yong)的(de)是(shi)(shi)單(dan)向閥(fa)、安全閥(fa)、方向控制(zhi)(zhi)閥(fa)、速度調節閥(fa)等。
電(dian)(dian)磁閥(fa)里(li)有密閉的腔，在不(bu)同位(wei)置開(kai)有通(tong)(tong)孔(kong)(kong)(kong)，每個孔(kong)(kong)(kong)連接(jie)不(bu)同的油管(guan)，腔中間(jian)是活(huo)(huo)塞，兩(liang)面是兩(liang)塊(kuai)電(dian)(dian)磁鐵，哪(na)(na)面的磁鐵線圈通(tong)(tong)電(dian)(dian)閥(fa)體(ti)(ti)就(jiu)會被吸引到哪(na)(na)邊，通(tong)(tong)過(guo)控制閥(fa)體(ti)(ti)的移動(dong)(dong)來開(kai)啟(qi)或關閉不(bu)同的排(pai)油孔(kong)(kong)(kong)，而進(jin)油孔(kong)(kong)(kong)是常(chang)開(kai)的，液壓油就(jiu)會進(jin)入不(bu)同的排(pai)油管(guan)，然后通(tong)(tong)過(guo)油的壓力來推動(dong)(dong)油缸的活(huo)(huo)塞，活(huo)(huo)塞又(you)帶(dai)動(dong)(dong)活(huo)(huo)塞桿，活(huo)(huo)塞桿帶(dai)動(dong)(dong)機(ji)械(xie)裝(zhuang)置。這樣通(tong)(tong)過(guo)控制電(dian)(dian)磁鐵的電(dian)(dian)流通(tong)(tong)斷(duan)就(jiu)控制了(le)機(ji)械(xie)運(yun)動(dong)(dong)。
選型依據
電磁閥(fa)選(xuan)型首(shou)先應(ying)該依次遵循安全性，可(ke)靠性，適用(yong)性，經濟性四大原則，其次是根(gen)據六個方面的現(xian)場工況(即管道參數(shu)、流(liu)體參數(shu)、壓力參數(shu)、電氣參數(shu)、動作方式、特殊要(yao)求進行選(xuan)擇)。
選型依據：
1、根據管道參數選擇電磁閥的：通徑規格(即DN)、接口方式
1)按照現場(chang)管(guan)道內徑(jing)尺寸或流量要求來確定通(tong)徑(jing)(DN)尺寸;
2)接口方式，一般>DN50要選擇法蘭接口，≤DN50則可根(gen)據(ju)用戶(hu)需要自由(you)選擇。
2、根據流體參數選擇電磁閥的：材質、溫度組
1)腐蝕(shi)性流體：宜(yi)選用耐腐蝕(shi)電磁閥(fa)(fa)和全不銹鋼(gang);食用超凈流體：宜(yi)選用食品級不銹鋼(gang)材質電磁閥(fa)(fa);
2)高溫流體：要選(xuan)擇(ze)采用耐(nai)高溫的電工(gong)材(cai)料和密封(feng)材(cai)料制造的電磁閥，而(er)且要選(xuan)擇(ze)活塞式結構類型的;
3)流(liu)體狀(zhuang)(zhuang)態：大至有氣態，液態或混合狀(zhuang)(zhuang)態，特別是口(kou)徑大于DN25時一定(ding)要區分開來;
4)流體(ti)粘度(du)：通(tong)常在50cSt以下(xia)可任意選擇(ze)，若超過此值(zhi)，則要選用高(gao)粘度(du)電磁閥。
3、根據壓力參數選擇電磁閥的：原理和結構品種
1)公稱壓(ya)力：這個參數與其它(ta)通用閥門的含義是一樣的，是根據管道公稱壓(ya)力來定;
2)工作壓力：如果(guo)工作壓力低則必須選(xuan)用(yong)直動或分步(bu)(bu)直動式原理;最低工作壓差(cha)在0.04Mpa以上時直動式、分步(bu)(bu)直動式、先(xian)導式均可選(xuan)用(yong)。
4、電氣選擇：電壓規格應盡量優先選用AC220V、DC24較為方便。
5、根據持續工作時間長短來選擇：常閉、常開、或可持續通電
1)當電(dian)磁閥需要(yao)長時(shi)間開(kai)啟(qi)，并且持續的時(shi)間多于關閉的時(shi)間應選用常開(kai)型;
2)要(yao)是開啟的時(shi)間短或開和關(guan)的時(shi)間不多(duo)時(shi)，則(ze)選常(chang)閉型;
3)但是(shi)有些用于安全保護的(de)工(gong)況，如爐、窯火焰監測(ce)，則(ze)不能選(xuan)常開(kai)的(de)，應選(xuan)可長期通電型。
6、根據環境要求選擇輔助功能：防爆、止回、手動、防水霧、水淋、潛水。