電力電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)及通訊技術(shù)的快速發(fā)展必將推動電動執(zhí)行器更加快速的發(fā)展,機(jī)電一體化將取代分體式結(jié)構(gòu);智能通訊的取代模擬的;控制精度將越來越高,使用環(huán)境越來越廣;功能更強(qiáng)大,可靠性更高,以適應(yīng)不斷發(fā)展的自動控制的要求。
(A)總線化、網(wǎng)絡(luò)化
國外,以工業(yè)局域網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的工廠自動化(FactoryAutomation)工程技術(shù)在最近十年來得到了長足的發(fā)展,作為自動控制中自動化儀表之一的電動執(zhí)行器為適應(yīng)這一發(fā)展趨勢,也應(yīng)具有標(biāo)準(zhǔn)的串行通信接口(如RS-232或RS-422接口等)和專用的局域網(wǎng)接口,以增強(qiáng)其與其它控制設(shè)備間的互聯(lián)能力,只需要一根電纜或光纜,就可以將數(shù)臺、甚至數(shù)十臺電動執(zhí)行器與上位計算機(jī)連接成為整個數(shù)控系統(tǒng)。現(xiàn)場總線是安裝在生產(chǎn)過程區(qū)域的現(xiàn)場設(shè)備/儀表與控制室內(nèi)的自動控制裝置/系統(tǒng)之間的一種串行、數(shù)字式、多點通信的數(shù)據(jù)總線。現(xiàn)場總線企業(yè)網(wǎng)作為今后控制系統(tǒng)的發(fā)展方向,以其所具有的開放性,網(wǎng)絡(luò)化等優(yōu)點,使它與Interent的結(jié)合成為可能,現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用于電動執(zhí)行器成為必然趨勢?,F(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用,取代了傳統(tǒng)的4~20mA模擬信號,實現(xiàn)了電動執(zhí)行器的遠(yuǎn)程監(jiān)控,狀態(tài)、故障、參數(shù)信息傳送,完成遠(yuǎn)程參數(shù)化工作,提高了它的可靠性,降低了系統(tǒng)及工程成本。目前有影響的現(xiàn)場總線主要有PROFIBUS,F(xiàn)F,HART,CAN等,其實,國外目前的智能電動執(zhí)行器一般都帶有現(xiàn)場總線接口,我國也開發(fā)了一些帶現(xiàn)場總線接口的智能執(zhí)行器。
(B)數(shù)字化、智能化
智能化是當(dāng)前一切工業(yè)控制設(shè)備的流行趨勢,價格低廉的單片機(jī)和新型高速微處理器將全面代替以模擬電子器件為主的電動執(zhí)行器的控制單元,從而實現(xiàn)完全數(shù)字化的控制系統(tǒng)。全數(shù)字化的實現(xiàn),將原有的硬件控制變成了軟件控制,從而可以在電動執(zhí)行器中應(yīng)用現(xiàn)代控制理論的先進(jìn)算法(如:最優(yōu)控制、人工智能、模糊控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)等)來提高控制性能。傳統(tǒng)的電動執(zhí)行器一般被看作是線性系統(tǒng),由放大環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)組成,但實際上,絕大多數(shù)執(zhí)行器參數(shù)在運(yùn)行期間會顯著地發(fā)生改變,應(yīng)用參數(shù)調(diào)度和模型辨識自適應(yīng)控制將大大提高電動執(zhí)行器的控制性能。相對氣動、液動執(zhí)行器來說,接線簡單、功能強(qiáng)大、使用可靠的智能電動執(zhí)行器將不斷擴(kuò)大應(yīng)用范圍。
(C)小型化、機(jī)電一體化
電力電子的高度集成化,單片機(jī)的使用以及一些功能強(qiáng)大模塊的使用,使電動執(zhí)行器的體積越來越小,向小型化,輕便化發(fā)展。目前,智能電動執(zhí)行器一般將整個控制回路裝在一臺現(xiàn)場儀表里,將伺服電機(jī),現(xiàn)場儀表控制器安裝為一體。電動執(zhí)行器一體化,使得執(zhí)行器的安裝與調(diào)試工作都得到了簡化;將整個控制回路裝在一臺現(xiàn)場儀表里,又減少了因信號傳輸中的泄露和干擾等因素對系統(tǒng)的影響,提高了系統(tǒng)的可靠性。 |