• Thomson智能電動推桿可滿足不斷增長自動化

    作者:湯姆森Thomaon 日期:19/08/05 09:06 瀏覽:41

    電動推桿一直處于自動化的前沿,提供了擴展人類能力的“推拉”功能?,F在,隨著工業世界日益數字化和網絡化,新一代的執行機構出現了,它們具有更高的智能化、簡潔性和經濟性。


    微型計算機芯片嵌入驅動器本身是智能驅動器歷史上的一個關鍵點。這一創新使以前的外部功能,如開關,位置反饋和系統診斷納入電動推桿本身。

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    集成電子元件的優點

    通過在電動推桿外殼內集成電子元件,智能執行器能夠根據來自常見外部源(如可編程邏輯控制器(PLC)或者其他控制單元)的信號自動控制開關、同步和聯網。

    參與更復雜的自動化方便變得可行,同時更緊湊的系統空間簡化了操作并且降低了擁有成本。

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    實現這種集成的關鍵嵌入式功能包括:

    低電平電源開關。傳統電動推桿通常依靠大型低能效繼電器或獨立控制器來伸出、縮回或停止伸縮管。通過使用板載電子元件來控制電源,開關或觸點的電流可以從20A降低到小于22mA,從而能夠實現更簡單、成本更低的系統設計。電動推桿可以編程為使用低電流信號伸出、縮回或停止伸縮管,提供更平穩的啟動。這可以降低觸電危險,從而提高安全性,通過允許使用更低額定值的控制部件來簡化設計,并且降低對系統電池和充電系統的壓力。


    低電平電源開關還通過動態制動改善了位置控制。一旦切斷執行器的電源,根據電動推桿的安裝方式,它可以在5到10mm的慣性滑動后達到完全停止。電動推桿能夠實現動態制動功能,通過電子方式強制電動推桿內的電機引線短路,可以將慣性滑動減少到大約0.5毫米。這可以提高重復精度和定位能力。


    行程結束指示:出于安全和性能考慮,了解電動推桿何時達到行程末端是非常重要的。如果使用執行器將設備鎖定到位,則由輸出觸發的簡單LED燈可以確認其被鎖定,并將保護操作員免受不安全的情況。該功能還可以配置為在行程結束時通知最終用戶,提供安全聯鎖,同時延長執行器的工作壽命。

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    上圖顯示了一個典型的CAN總線網絡,四個帶內置CAN總線兼容智能并且直接連接到電池和控制源的執行器。綠色方框代表可能連接到網絡的傳動裝置、傳感器或其他部件。橙線代表傳輸系統所需低壓電的兩線總線,藍線代表用于信息交換的電線。


    雖然J1939是一種非公路車輛應用中十分常用的通訊協議,集成電子元件正越來越多地用于工廠車間、物料搬運和其他應用。帶集成電子元件的執行器現在可以編程加入涉及工業通訊協議(如HART)和網絡協議(如以太網)的網絡和系統。


    這種高級位置控制和開關使得驅動器可以編程執行無限數量的運動配置文件和自定義運動策略。例如,用戶可以編程電動推桿向前移動幾毫米,或者進行一組前后運動來到達所需位置。由于系統知道應該做什么并且可實時監控性能,它可以標記潛在差異并觸發高級算法來控制進一步的報警、更正或關閉。

    Thomson電動推桿自動化

    同步。通過集成電子元件和網絡,系統開發者將能夠更好地同步多個執行器的操作。智能電動推桿的用戶將能夠配置啟動和停止指令,并且執行器電子元件可以處理同步。


    可靠反饋

    Thomson電動推桿通過提供絕對位置反饋(傳統上通過外部電位計、編碼器、限位開關和控制器實現),在重載、精密應用中表現出對液壓驅動執行器的優勢。將電子部件集成到執行器中提供了可在行程中任意一點實現模擬或數字絕對位置反饋的額外優點。


    為了提供模擬位置反饋,內部電子器件中模擬的電位計將發送電壓信號,向用戶提供從行程起點到末端的模擬絕對位置、速度和驅動方向。它們還可以記錄位置,因此如果出現斷電,無需返回到零位并重置電動推桿。由于許多非公路機動(MOH)車輛都是按季運行的,可能會閑置8到9個月,因此斷開電池防止其耗竭有時是很有用的。如果出廠時沒有設置絕對位置功能,則用戶必須在重新連接電池時重新校準。


    數字位置讀數可以來自一個集成的霍爾效應編碼器,它提供單脈沖數字信號來指示增量位置和速度。這可以通過指示實際位置變化和速度來改善控制。

    Thomson電動推桿

    環境抗性

    自監測能力使得智能電動推桿更易于操作和維護,而且復雜的電子器件還可能存在一定程度的漏洞,也使得這種監測必不可少。為了確??煽窟\行,需要設計可滿足最嚴格的行業標準的執行器,以防止固體和液體進入、承受極端溫度、運行振動、沖擊、腐蝕、電壓變化和電磁干擾。


    并非所有執行器都必須防護全部環境沖擊,每個OEM制造商都需要自己的標準。同樣,供應商已經開發了自己的一套程序來滿足這些標準。嵌入先前外部裝置的執行器的主要優點是出廠時已經符合相應標準,系統一旦安裝就無需重復。


    并非每個電動推桿都必須受到保護,免受所有環境破壞,每個OEM都需要自己的標準配置文件。同樣,供應商也開發了自己的一套程序來滿足這些標準。嵌入以前外部設備的執行器的一個主要優點是,符合適當的標準是在工廠完成的,并且在安裝系統后無需重復執行。


    下一代智能電動推桿

    鑒于其計算和通信能力,不難想象擴大智能電動推桿的通訊范圍,以實現與其他類似增強型傳感器、數據采集裝置和生產設備、以及其他電動推桿的集成。因此,如今智能電動推桿已經準備好加入新興的工業物聯網(IToT),在該網絡中每個設備不僅具有智能和組網能力,而且還帶有互聯網地址以及共享和訂閱信息源的能力。


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