Thomson智能电动推杆可满足不断增长自动化

作者:汤姆森Thomaon 日期:19/08/05 09:06 浏览:37

电动推杆一直处于自动化的前沿,提供了扩展人类能力的“推拉”功能。现在,随着工业世界日益数字化和网络化,新一代的执行机构出现了,它们具有更高的智能化、简洁性和经济性。


微型计算机芯片嵌入驱动器本身是智能驱动器历史上的一个关键点。这一创新使以前的外部功能,如开关,位置反馈和系统诊断纳入电动推杆本身。

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集成电子元件的优点

通过在电动推杆外壳内集成电子元件,智能执行器能够根据来自常见外部源(如可编程逻辑控制器(PLC)或者其他控制单元)的信号自动控制开关、同步和联网。

参与更复杂的自动化方便变得可行,同时更紧凑的系统空间简化了操作并且降低了拥有成本。

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实现这种集成的关键嵌入式功能包括:

低电平电源开关。传统电动推杆通常依靠大型低能效继电器或独立控制器来伸出、缩回或停止伸缩管。通过使用板载电子元件来控制电源,开关或触点的电流可以从20A降低到小于22mA,从而能够实现更简单、成本更低的系统设计。电动推杆可以编程为使用低电流信号伸出、缩回或停止伸缩管,提供更平稳的启动。这可以降低触电危险,从而提高安全性,通过允许使用更低额定值的控制部件来简化设计,并且降低对系统电池和充电系统的压力。


低电平电源开关还通过动态制动改善了位置控制。一旦切断执行器的电源,根据电动推杆的安装方式,它可以在5到10mm的惯性滑动后达到完全停止。电动推杆能够实现动态制动功能,通过电子方式强制电动推杆内的电机引线短路,可以将惯性滑动减少到大约0.5毫米。这可以提高重复精度和定位能力。


行程结束指示:出于安全和性能考虑,了解电动推杆何时达到行程末端是非常重要的。如果使用执行器将设备锁定到位,则由输出触发的简单LED灯可以确认其被锁定,并将保护操作员免受不安全的情况。该功能还可以配置为在行程结束时通知最终用户,提供安全联锁,同时延长执行器的工作寿命。

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上图显示了一个典型的CAN总线网络,四个带内置CAN总线兼容智能并且直接连接到电池和控制源的执行器。绿色方框代表可能连接到网络的传动装置、传感器或其他部件。橙线代表传输系统所需低压电的两线总线,蓝线代表用于信息交换的电线。


虽然J1939是一种非公路车辆应用中十分常用的通讯协议,集成电子元件正越来越多地用于工厂车间、物料搬运和其他应用。带集成电子元件的执行器现在可以编程加入涉及工业通讯协议(如HART)和网络协议(如以太网)的网络和系统。


这种高级位置控制和开关使得驱动器可以编程执行无限数量的运动配置文件和自定义运动策略。例如,用户可以编程电动推杆向前移动几毫米,或者进行一组前后运动来到达所需位置。由于系统知道应该做什么并且可实时监控性能,它可以标记潜在差异并触发高级算法来控制进一步的报警、更正或关闭

Thomson电动推杆自动化

同步。通过集成电子元件和网络,系统开发者将能够更好地同步多个执行器的操作。智能电动推杆的用户将能够配置启动和停止指令,并且执行器电子元件可以处理同步。


可靠反馈

Thomson电动推杆通过提供绝对位置反馈(传统上通过外部电位计、编码器、限位开关和控制器实现),在重载、精密应用中表现出对液压驱动执行器的优势。将电子部件集成到执行器中提供了可在行程中任意一点实现模拟或数字绝对位置反馈的额外优点。


为了提供模拟位置反馈,内部电子器件中模拟的电位计将发送电压信号,向用户提供从行程起点到末端的模拟绝对位置、速度和驱动方向。它们还可以记录位置,因此如果出现断电,无需返回到零位并重置电动推杆。由于许多非公路机动(MOH)车辆都是按季运行的,可能会闲置8到9个月,因此断开电池防止其耗竭有时是很有用的。如果出厂时没有设置绝对位置功能,则用户必须在重新连接电池时重新校准。


数字位置读数可以来自一个集成的霍尔效应编码器,它提供单脉冲数字信号来指示增量位置和速度。这可以通过指示实际位置变化和速度来改善控制。

Thomson电动推杆

环境抗性

自监测能力使得智能电动推杆更易于操作和维护,而且复杂的电子器件还可能存在一定程度的漏洞,也使得这种监测必不可少。为了确保可靠运行,需要设计可满足最严格的行业标准的执行器,以防止固体和液体进入、承受极端温度、运行振动、冲击、腐蚀、电压变化和电磁干扰。


并非所有执行器都必须防护全部环境冲击,每个OEM制造商都需要自己的标准。同样,供应商已经开发了自己的一套程序来满足这些标准。嵌入先前外部装置的执行器的主要优点是出厂时已经符合相应标准,系统一旦安装就无需重复。


并非每个电动推杆都必须受到保护,免受所有环境破坏,每个OEM都需要自己的标准配置文件。同样,供应商也开发了自己的一套程序来满足这些标准。嵌入以前外部设备的执行器的一个主要优点是,符合适当的标准是在工厂完成的,并且在安装系统后无需重复执行。


下一代智能电动推杆

鉴于其计算和通信能力,不难想象扩大智能电动推杆的通讯范围,以实现与其他类似增强型传感器、数据采集装置和生产设备、以及其他电动推杆的集成。因此,如今智能电动推杆已经准备好加入新兴的工业物联网(IToT),在该网络中每个设备不仅具有智能和组网能力,而且还带有互联网地址以及共享和订阅信息源的能力。


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