机电控制系统组成

电气控制是和机电一体化产品联系在一起的,电气控制系统的控制目的是为了让机械产品按一定的要求执行一定的功能,提高自动化水平,我们把这种产品称为机电一体化产品,它是在与传统机械产品高度结合的基础上,综合运用微电子、自动控制、信息、传感测试、电力电子、接口、信号变换以及软件编程等技术的综合技术。 随着社会生产和科学技术的发展与进步,机电一体化技术正在不断地深入到各个领域,并得到了迅猛发展。近几年来随着机械的产品升级换代,机械的自动化水平、可靠性不断得到提高。机械产品再也不是单机自动化,而是要求能实现一条生产线、一个车间、一个工厂甚至更大规模的自动化,它是机、电、液的集成,是多门技术的复合。我们学习电气控制技术,更重要的是学习机电产品的控制原理及控制方式,了解机电产品的结构,懂得机电产品的工作原理,从而最大限度地发挥机电一体化产品的功能。 一个较完整的机电一体化控制系统,包括以下几个基本要素:机械本体、动力源、传感装置、控制器、驱动执行*,各要素和环节之间通过接口相联系。 (1)机械本体机械本体是系统所有功能元素的机械支承结构,包括机架、机身、机械连接等部件,它是机器各组成部分的连接载体。例如数控磨床的机械本体部分就是磨床的机械结构部分(床身、头架、尾架等)。 (2)动力源按照系统的控制要求,为系统提供所需的能量和动力,使系统能按…定的要求正常运行。动力源通常有电机、液压源、气压源等。如压力机的主动力主要来自于液压泵提供的液压油的液压能。 (3)传感装置对系统运行中本身和外界环境的各种参数及状态进行检测,变成可识别电信号,传输到信息处理单元,经过分析、处理并产生相应的控制信息,其功能一般由专门的传感器和仪表完成。在自动化的生产设备中,产品性能的控制、自动化的实现都是由传感器来检测传递信号的。例如,机械设备中控制运动的初、终点的位置的接近开关,控制检测运动速度的传感器等。 (4)控制器控制器是机电一体化控制系统的核心,它将来自各传感器的检测信息和外部输入命令(按钮、开关控制的操作信号)进行集中、存储、分析、加工,根据信息处理结果,按照一定的程序和节奏发出相应的指令,控制整个系统有目的地运行。控制器一般由计算机、可编程控制器( plc)等构成。例如,龙门刨床的运动是由电气控制箱内的PLC和继电器动作联合控制的。 (5)驱动执行*根据控制信息和指令,驱动各种执行*完成要求的动作和功能。目前广泛使用的执行*有电动式、液压式、气动式三种。数控车床刀具的走刀运动就是利用伺服电机驱动滚珠丝杠来完成的,磨床工作台的往返运动是由液压缸驱动的。 (6)接口实现系统中各单元和环节之间进行物质、能量和信息的交换,使各组成要素连接成为一个有机的整体。接口包括人机接口和机电接口。数控车床中的CRT显示器、键盘、打印机,机电设备产品的人机界面等,构成了人机接口部分。

机电一体化的系统组成是什么

一个机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、职能组成要素五大组成要素有机结合而成。

机械本体(结构组成要素)是系统的所有功能要素的机械支持结构,一般包括有机身、框架、支撑、联接等。动力驱动部分(动力组成要素)依据系统控制要求,为系统提供能量和动力以使系统正常运行。

测试传感部分(感知组成要素)对系统的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测,并变成可识别的信号,传输给信息处理单元,经过分析、处理后产生相应的控制信息。

控制及信息处理部分(职能组成要素)将来之测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后,按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令,控制整个系统有目的的运行。执行*(运动组成要素)<BR>;根据控制及信息处理部分发出的指令,完成规定的动作和功能。

扩展资料:

一、四大原则

1、接口耦合:

两个需要进行信息交换和传递的环节之间,由于信息模式不同(数字量与模拟量,串行码与并行码,连续脉冲与序列脉冲等)无法直接传递和交换,必须通过接口耦合来实现。而两个信号强弱相差悬殊的环节之间,也必须通过接口耦合后,才能匹配。

变换放大后的信号要在两个环节之间可靠、快速、准确的交换、传递,必须遵循一致的时序、信号格式和逻辑规范才行,因此接口耦合时就必须具有保证信息的逻辑控制功能,使信息按规定的模式进行交换与传递。

2、能量转换:

两个需要进行传输和交换的环节之间,由于模式不同而无法直接进行能量的转换和交流,必须进行能量的转换,能量的转换包括执行器,驱动器和他们的不同类型能量的最优转换方法及原理。

3、信息控制:

在系统中,所谓智能组成要素的系统控制单元,在软、硬件的保证下,完成信息的采集、传输、储存、分析、运算、判断、决策,以达到信息控制的目的。对于智能化程度高的信息控制系统还包含了知识获得、推理机制以及自学习功能等知识驱动功能。

4、运动传递:

运动传递使构成机电一体化系统各组成要素之间,不同类型运动的变换与传输以及以运动控制为目的的优化。

二、发展

20 世纪 80 年代初,我国才逐步开始在机电一体化方面进行研究和应用,起步比较晚,所以面对全球经济市场的竞争,我国在这个领域面临严峻的形势。

首先,传统工业面临着用微电子技术改造的难题,工作量大;其次,用机电一体化技术加速产品更新换代,提高市场占有率压力大;最后,用机电一体化产品取代技术含量和附加值低的产品对于我国经济的发展有重要的意义。

从市场需求的角度看,由于我国在机电一体化领域发展的历史不长,差距较大,许多产品很难满足国民经济发展的需求,每年需进口大量的国外产品。

面对如此艰巨的形势,我国机电一体化工作应该从以下两方面入手,一方面,需将微电子技术引入传统产业,这样不仅能提高传统工业的技术水平,而且能解决目前资源能源短缺境况。

另一方面,从机电一体化产品的更新换代入手大力发展其相关支持技术如自动化技术、数字化技术以及智能化技术等。

参考资料来源:百度百科-机电一体化

电气控制系统哪些功能以及六大组成部分

功能:

(1)自动控制功能。高压和大电流开关设备的体积是很大的,一般都采用操作系统来控制分、合闸,特别是当设备出了故障时,需要开关自动切断电路,要有一套自动控制的电气操作设备,对供电设备进行自动控制。

(2)保护功能。电气设备与线路在运行过程中会发生故障,电流(或电压)会超过设备与线路允许工作的范围与限度,这就需要一套检测这些故障信号并对设备和线路进行自动调整(断开、切换等)的保护设备。

(3)监视功能。电是眼睛看不见的,一台设备是否带电或断电,从外表看无法分辨,这就需要设置各种视听信号,如灯光和音响等,对一次设备进行电气监视。

(4)测量功能。灯光和音响信号只能定性地表明设备的工作状态(有电或断电),如果想定量地知道电气设备的工作情况,还需要有各种仪表测量设备,测量线路的各种参数。

组成:

(1)电源供电回路。供电回路的供电电源有交流AC380V、220V和直流24V等多种。

(2)保护回路。保护(辅助)回路的工作电源有单相220(交流)、36V(直流)或直流220(交流)、24V(直流)等多种,对电气设备和线路进行短路、过载和失压等各种保护,由熔断器、热继电器、失压线圈、整流组件和稳压组件等保护组件组成。

(3)信号回路。能及时反映或显示设备和线路正常与非正常工作状态信息的回路,如不同颜色的信号灯,不同声响的音响设备等。

(4)自动与手动回路。电气设备为了提高工作效率,一般都设有自动环节,但在安装、调试及紧急事故的处理中,控制线路中还需要设置手动环节,用于调试。通过组合开关或转换开关等实现自动与手动方式的转换。

(5)制动停车回路。切断电路的供电电源,并采取某些制动措施,使电动机迅速停车的控制环节,如能耗制动、电源反接制动,倒拉反接制动和再生发电制动等。

(6)自锁及闭锁回路。启动按钮松开后,线路保持通电,电气设备能继续工作的电气环节叫自锁环节,如接触器的动合触点串联在线圈电路中。两台或两台以上的电气装置和组件,为了保证设备运行的安全与可靠,只能一台通电启动,另一台不能通电启动的保护环节,叫闭锁环节。如:两个接触器的动断触点分别串联在对方线圈电路中。

电气控制系统可以分为哪几部分

常用的控制线路的基本回路由以下几部分组成。 (1)电源供电回路。供电回路的供电电源有AC380V和220V等多种。 (2)保护回路。保护(辅助)回路的工作电源有单相220、36V或直流220、24V等多种,对电气设备和线路进行短路、过载和失压等各种保护,由熔断器、热继电器、失压线圈、整流组件和稳压组件等保护组件组成。 (3)信号回路。能及时反映或显示设备和线路正常与非正常工作状态信息的回路,如不同颜色的信号灯,不同声响的音响设备等。 (4)自动与手动问路。电气设备为了提高工作效率,一般都设有自动环节,但在安装、调试及紧急事故的处理中,控制线路中还需要设置手动环节,通过组合开关或转换开关等实现自动与手动方式的转换。 (5)制动停车回路。切断电路的供电电源,并采取某些制动措施,使电动机迅速停车的控制环节,如能耗制动、电源反接制动,倒拉反接制动和再生发电制动等。 (6)自锁及闭锁同路。启动按钮松开后,线路保持通电,电气设备能继续工作的电气环节叫自锁环节,如接触器的动合触点串联在线圈电路中。两台或两台以上的电气装置和组件,为了保证设备运行的安全与可靠,只能一台通电启动,另一台不能通电启动的保护环节,叫闭锁环节。如两个接触器的动断触点分别串联在对方线圈电路中。

参考资料:http://baike.baidu.com/view/2629650.htm

机电控制系统组成 组成机电控制系统的基本环节哪些

组成机电控制系统的基本环节哪些

从自动控制理论的角度来分析,伺服控制系统一般包括控制器,被控对象,执行环节,检测环节,比较环节等五部分

1.比较环节;

比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较,以获得输出与输入间的偏差信号的环节,通常由专门的电路或计算机来实现.?

2.控制器;

控制器通常是计算机或PID控制电路,其主要任务是对比较元件输出的偏差信号进行变换处理,以控制执行元件按要求动作.

3.执行环节;

执行环节的作用是按控制信号的要求,将输入的各种形式的能量转化成机械能,驱动被控对象工作.机电一体化系统中的执行元件一般指各种电机或液压,气动伺服*等.

4.被控对象;

机械参数量包括位移,速度,加速度,力,和力矩为被控对象。

5.检测环节;

检测环节是指能够对输出进行测量并转换成比较环节所需要的量纲的装置,一般包括传感器和转换电路.

机电一体化系统都哪些结构组成

机电一体化系统是指充分运用电子计算机的信息处理和控制功能及可控驱动元件特性的现代化机械系统,它实现了机械系统的自动化和智能化。
机电一体化系统的组成:
一个较完善的机电一体化系统,应包含机械本体、动力与驱动部分、执行*、传感测试部分、控制及信息处理部分几个基本要素。
这些部分可以归纳为:结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素;这些组成要素内部及其相互之间,通过接口耦合、运动传递、物质流动、信息控制、能量转换有机融合集成一个完整系统。
1、机械本体
系统所有功能元素的机械支持结构,包括机身、框架、联接等。由于机电一体化产品技术性能、水平和功能的提高,机械本体要在机械结构、材料、加工工艺性以及几何尺寸等方面适应产品高效、多功能、可靠和节能、小型、轻量、美观等要求。
2、动力与驱动部分
按照系统功能要求,为系统提供能量和动力使系统正常运行。用尽可能小的动力输入获得尽可能大的功能输出,是机电一体化产品的显著特征之一。
驱动部分在控制信息作用下,提供动力,驱动各执行*完成各种动作和功能。有气动、电动和液压等不同的驱动方式。机电一体化系统一方面要求驱动的高效率和快速响应特性,同时要求对水、油、温度、尘埃等外部环境的适应性和可靠性。由于几何尺寸上的限制,动作范围狭窄,还需考虑维修和实行标准化。由于电力电子技术的高度发展,高性能步进驱动、直流和交流伺服驱动大量应用于机电一体化系统。
3、测试传感部分
对系统运行中所需要的内部和外界环境的各种参数及状态进行检测,变成可识别信号,传输到信息处理单元,经过分析、处理后产生相应的控制信息。其功能一般由专门的传感器和仪器仪表完成。
4、执行*
根据控制信息和指令,驱动对象完成要求的动作。执行*是运动部件,一般采用机械、电磁、电液等*。根据机电一体化系统的匹配性要求,需要考虑改善性能,如提高刚性,减轻重量,实现组件化、标准化和系列化,提高系统整体可靠性等。
5、控制及信息单元
控制及信息单元是进行信息处理与控制的核心,犹如人的大脑。它将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、储存、分析、加工,根据信息处理结果,按照一定的程序和节奏发出相应的指令控制整个系统有目的地运行。一般由计算机、可编程控制器(PLC)、数控装置以及逻辑电路、A/D与D/A转换、I/O(输入/输出)接口和计算机外部设备等组成。机电一体化系统对控制和信息处理单元的基本要求是:提高信息处理速度,提高可靠性,增强抗干扰能力以及完善系统自诊断功能,实现信息处理智能化和小型、轻量、标准化等。
以上的基本要素通常称为机电一体化的五大组成要素。在系统中的这些单元和它们各自内部各环节之问都遵循接口耦合、能量转换、信息控制、运动传递的原则,我们称它们为四大原则。
1、接口耦合、能量转换
(1)变换
两个需要进行信息交换和传输的环节之问,由于信息的模式不同(数字量与模拟量、串行码与并行码、电压与电流、交流与直流等),无法直接实现信息或能量的交流,通过接口完成信息或能量的统一。
(2)放大
在两个信号强度相差悬殊的环节间,经接口放大,达到能量的匹配。
(3)耦合
变换和放大后的信号在环节问能可靠、快速、准确地交换,必须遵循一致的时序、信号格式和逻辑规范。接口应保证信息的逻辑控制功能,使信息按规定模式进行传递。
(4)能量转换还包含了执行器、驱动器的不同类型能量的最优转换方法与原理。
2、信息控制
在系统中,所谓智能组成要素的系统控制单元,在软、硬件的保证下,完成数据采集、分析、判断、决策,以达到信息控制的目的。对于智能化程度高的系统,还包含了知识获取、推理机制及知识自学习等以知识驱动为主的信息控制。
3、运动传递
运动传递是指各组成要素之间不同类型运动的变换与传输以及以运动控制为目的的优化。
由于采用四大原则使各组成要素联接成为一个有机整体,由于控制和信息处理单元的预期信息导引,使各功能环节有目的地协调一致运动,从而形成机电一体化系统工程。

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