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硬件是工业控制设备中重中之重的课题,是虚实交互的桥梁,没这座桥一切都是空谈,是绕不开的执行工具,硬件质量的好坏,直接关系到处理结果。现在世界上*的工控设备生产商,都在向模块化生产靠拢。
什么是模块化呢?简单点说就是:把一个设备分拆为几个部分,每个部份,集成起来生产组合起来。这样的好处是,可尽量控制设备的故障范围,节省维护成本,同时拓展了用途。这点在需要联控的领域优势非常的明显。
很多人进入工业设备维修的领域,都是从修变频器开始的,也有人认为会修变频器就会修所有的工业控制设备,其实,这仅仅是一个开始。当然,入门级变频器包括了强电/微电电路/反馈取样/本地远程控制等基本功能。通常用在要求运转精度不高的场合,比如供水,调速等场合。但一些控制场合就不同了,要知道工业控制的精髓就是,控制。没有度,纵使外观漂亮大气,吹得如何天花乱坠,你的产品还是低级产品。有精度要求的场合,比如我们常常乘坐的电梯,起重,造纸,冶金,纺织等有严格要求的场合,普通变频器就往往不能胜任了。这时,就要求伺服控制器登场了。
伺服控制器有那么神乎其神吗?也别把那东西想得那么复杂,伺服的基本条件是闭环控制。什么是闭环控制?无非就是和输出马达组合成一个环路,有反馈而已。变频器也有反馈,比如电流传感器就是。伺服的反馈要求更苛刻一些,要求电机每转动一下的位置信息主控制板都要知道。通俗点说就是:快了就慢下来,慢了就加快一点。这个说起来容易做起来难,要知道动态,惯性,负载变化都在瞬息万变,马达那边出了什么幺蛾子,控制器马上就知道,而且要做出对应的处理措施,这并不是一件容易的事。
于是第二个问题就出来了,那就是响应问题。所谓的响应,就如人与人之间的对话,一问一答。马达运行起来那是每分钟几千转的问题,这就是所谓的高速响应。马达的编码器担负起和主控板之间的对话。编码器制造商按要求将编码器演算成脉冲,马达转一圈,很可能编码器就输出了几千个脉冲,这个脉冲以原始位置为起点,每一个脉冲代表一个位置。你也可以这样理解,编码器每圈输出的脉冲越多,定位越准确,误差越小。当然以上说的指示一个概念,实际的软件算法,硬件制造工艺要求,那是相当的复杂的。不过那对与维修工程人员来说,用处不大,但需了解原理。
光说理论没用,维修的时候,还会遇上各种编码器,什么*编码器,增量编码器,通讯式编码器,旋转变压器等等。所以有人说,工业设备的维修技术,一半是理论,一半是经验。在现实维修中,很多事情是没时间给你去慢慢推敲理论,客户要你一看故障结果,就需要判断出故障点。个人经验,在日本美国产品中,习惯用编码器作为反馈器件,代表如三菱,安川,松下等等。欧洲的一些*伺服制造商,非常习惯用旋变(解析器)作为反馈器件,比如伦茨,路斯特,科比等等。对于反馈器件的使用,不敢说谁更胜一筹。但稳定性来说,旋转变压器应该稳定一些。但旋变的a/d运算复杂,制作成本也较高,所以一般都只出现在的伺服控制器中。