工业自动化是指机器设备或生产过程在不需要人工直接干预或较少干预的情况下,按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。按功能划分,自动化控制具体包括控制系统、驱动系统、反馈系统、执行系统、运动控制系统等,其中的控制系统被称为是工厂的“大脑”,是工业生产尤其是流程工业的和基础,其安全稳定性、效率性直接影响生产流程各个生产环节。传统控制系统一般包括仪器仪表系统、DCS系统、PLC系统、SIS系统、SCADA系统、执行调节系统等。即集散控制系统,由输入输出模块、通信模块、控制器和人机界面组成,是一种以控制器和现场设备为基础,将相关工艺信号汇集到系统中,由操作站进行监视或其他控制操作,以分散控制、集中操作、分级管理为主要特征的工业自动化控制系统。侧重于局部逻辑控制相比,DCS更注重模拟量的控制,因此DCS系统拥有更强的数据传输和管理能力,这也是大型项目广泛应用DCS系统的主要原因。
软件进展将采用广泛使用的通讯标准提供不同设备的连接,新的PLC指令将立足于增加PLC的智能性,基于知识的学习型的指令也将逐步被引入,以增加系统的能力。可以肯定的是,未来的工厂自动化中,PLC将肯定占据重要的地位,控制策略将被智能地分布开来,而不是集中,超级PLC将在需要复杂运算、网络通信和对小型PLC和机器控制器的监控的应用中获得使用。
实际的DCS操作站是典型的计算机,它与控制站不同,有着丰富的外围设备和人机界面。在人机界面方面,逐渐过渡为以GUI图形用户界面为平台并采用鼠标,组态时制作流程图和控制回路图等采用菜单、窗口等,使人机界面友好。第三代DCS操作站是在个人计算机(PC)及Windows操作系统普及和通用监控图形软件已商品化的基础上诞生的。DDE或OPC接口技术,以太网接口与管理网络相连。DCS系统组态、操作站组态、控制站组态均有相应软件,为DCS用户的工程设计人员提供人机界面。有的DCS的采用通用监控图形软件,或以此类软件为核心,进行二次开发。
驱动模块是用来模拟被测试模块的上模块,相当于被测模块的主程序。它接收数据,将相关数据传送给被测模块,启用被测模块,并打印出相应的结果。传统的单元测试包括了驱动模块(driver) 和桩模块(stub)。驱动模块的目的很单纯,就是为了访问类库的属性和方法,来检测类库的功能是否正确;驱动模块是用来模拟被测试模块的上模块,相当于被测模块的主程序。它接收数据,将相关数据传送给被测模块,启用被测模块,并打印出相应的结果。如果被测试模块中的函数是提供给其他函数调用的,在设计测试用例时就应该设计驱动模块(Driver)。
伺服电机(servo motor )是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。
伺服电机可以控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。
2、交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。
3、伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。
交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上的区别:交流伺服要好一些,因为是正弦波控制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,便宜。