繼:【中國制造2025】自動化工廠10大不可或缺的工控產(chǎn)品(一)
四.傳感器自動化工廠感受外界信息的觸覺
傳感器(英文名稱:transducer/sensor)是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。
人們?yōu)榱藦耐饨绔@取信息,必須借助于感覺器官。
而單靠人們自身的感覺器官,在研究自然現(xiàn)象和規(guī)律以及生產(chǎn)活動中它們的功能就遠遠不夠了。為適應(yīng)這種情況,就需要傳感器。因此可以說,傳感器是人類五官的延長,又稱之為電五官。
新技術(shù)革命的到來,世界開始進入信息時代。在利用信息的過程中,首先要解決的就是要獲取準確可靠的信息,而傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動化生產(chǎn)過程中,要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個參數(shù),使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài),并使產(chǎn)品達到最好的質(zhì)量。因此可以說,沒有眾多的優(yōu)良的傳感器,現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。
在基礎(chǔ)學科研究中,傳感器更具有突出的地位。現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展,進入了許多新領(lǐng)域:例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙,微觀上要觀察小到fm的粒子世界,縱向上要觀察長達數(shù)十萬年的天體演化,短到s的 ? 瞬間反應(yīng)。此外,還出現(xiàn)了對深化物質(zhì)認識、開拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術(shù)研究,如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強磁場、超弱磁 ? 場等等。顯然,要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息,沒有相適應(yīng)的傳感器是不可能的。許多基礎(chǔ)科學研究的障礙,首先就在于對象信息的獲取存在困難,而一 ?些新機理和高靈敏度的檢測傳感器的出現(xiàn),往往會導致該領(lǐng)域內(nèi)的突破。一些傳感器的發(fā)展,往往是一些邊緣學科開發(fā)的先驅(qū)。
傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開發(fā)、海洋探測、環(huán)境保護、資源調(diào)查、醫(yī)學診斷、生物工程、甚至文物保護等等極其之泛的領(lǐng)域??梢院敛豢鋸埖卣f,從茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng),幾乎每一個現(xiàn)代化項目,都離不開各種各樣的傳感器。
由此可見,傳感器技術(shù)在發(fā)展經(jīng)濟、推動社會進步方面的重要作用,是十分明顯的。世界各國都十分重視這一領(lǐng)域的發(fā)展。相信不久的將來,傳感器技術(shù)將會出現(xiàn)一個飛躍,達到與其重要地位相稱的新水平。
五.機器人自動化工廠的堅定執(zhí)行者
機器人(Robot)是 ?自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮,又可以運行預(yù)先編排的程序,也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作 ?的工作,例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè),或是危險的工作。機器人一般由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動裝置、檢測裝置和控制系統(tǒng)和復(fù)雜機械等組成。
在工廠中一般應(yīng)用的是工業(yè)機器人,工業(yè)機器人最顯著的特點有以下幾個:
(1)可編程。生產(chǎn)自動化的進一步發(fā)展是柔性啟動化。工業(yè)機器人可隨其工作環(huán)境變化的需要而再編程,因此它在小批量多品種具有均衡高效率的柔性制造過程中能發(fā)揮很好的功用,是柔性制造系統(tǒng)中的一個重要組成部分。
(2)擬人化。工業(yè)機器人在機械結(jié)構(gòu)上有類似人的行走、腰轉(zhuǎn)、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有電腦。此外,智能化工業(yè)機器人還有許多類似人類的“生物傳感器”,如皮膚型接觸傳感器、力傳感器、負載傳感器、視覺傳感器、聲覺傳感器、語言功能等。傳感器提高了工業(yè)機器人對周圍環(huán)境的自適應(yīng)能力。
(3)通用性。除了專門設(shè)計的專用的工業(yè)機器人外,一般工業(yè)機器人在執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)時具有較好的通用性。比如,更換工業(yè)機器人手部末端操作器(手爪、工具等)便可執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)。
(4)工業(yè)機器技術(shù)涉及的學科相當廣泛,歸納起來是機械學和微電子學的結(jié)合-機 ?電一體化技術(shù)。第三代智能機器人不僅具有獲取外部環(huán)境信息的各種傳感器,而且還具有記憶能力、語言理解能力、圖像識別能力、推理判斷能力等人工智能,這些 ? 都是微電子技術(shù)的應(yīng)用,特別是計算機技術(shù)的應(yīng)用密切相關(guān)。因此,機器人技術(shù)的發(fā)展必將帶動其他技術(shù)的發(fā)展,機器人技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用水平也可以驗證一個國家 ?科學技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展水平。
當 ?今工業(yè)機器人技術(shù)正逐漸向著具有行走能力、具有多種感知能力、具有較強的對作業(yè)環(huán)境的自適應(yīng)能力的方向發(fā)展。當前,對全球機器人技術(shù)的發(fā)展最有影響的國家 ?是美國和日本。美國在工業(yè)機器人技術(shù)的綜合研究水平上仍處于領(lǐng)先地位,而日本生產(chǎn)的工業(yè)機器人在數(shù)量、種類方面則居世界首位。
(1)技術(shù)先進工業(yè)機器人集精密化、柔性化、智能化、軟件應(yīng)用開發(fā)等先進制造技術(shù)于一體,通過對過程實施檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策,實現(xiàn)增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低成本、減少資源消耗和環(huán)境污染,是工業(yè)自動化水平的最高體現(xiàn)。
(2)技術(shù)升級工業(yè)機器人與自動化成套裝備具備精細制造、精細加工以及柔性生產(chǎn)等技術(shù)特點,是繼動力機械、計算機之后,出現(xiàn)的全面延伸人的體力和智力的新一代生產(chǎn)工具,是實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)字化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化以及智能化的重要手段。
(3)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛工業(yè)機器人與自動化成套裝備是生產(chǎn)過程的關(guān)鍵設(shè)備,可用于制造、安裝、檢測、物流等生產(chǎn)環(huán)節(jié),并廣泛應(yīng)用于汽車整車及汽車零部件、工程機械、軌道交通、低壓電器、電力、IC裝備、軍工、煙草、金融、醫(yī)藥、冶金及印刷出版等眾多行業(yè),應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。
(4)技術(shù)綜合性強工業(yè)機器人與自動化成套技術(shù),集中并融合了多項學科,涉及多項技術(shù)領(lǐng)域,包括工業(yè)機器人控制技術(shù)、機器人動力學及仿真、機器人構(gòu)建有限元分析、激光加工技術(shù)、模塊化程序設(shè)計、智能測量、建模加工一體化、工廠自動化以及精細物流等先進制造技術(shù),技術(shù)綜合性強。
六.電磁閥自動化工廠的筋
電磁閥(Electromagneticvalve)是 ?用電磁控制的工業(yè)設(shè)備,是用來控制流體的自動化基礎(chǔ)元件,屬于執(zhí)行器,并不限于液壓、氣動。用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。 ? 電磁閥可以配合不同的電路來實現(xiàn)預(yù)期的控制,而控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁閥有很多種,不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用,最常用的是單 ?向閥、安全閥、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等。
電 ?磁閥里有密閉的腔,在不同位置開有通孔,每個孔連接不同的油管,腔中間是活塞,兩面是兩塊電磁鐵,哪面的磁鐵線圈通電閥體就會被吸引到哪邊,通過控制閥體 ? 的移動來開啟或關(guān)閉不同的排油孔,而進油孔是常開的,液壓油就會進入不同的排油管,然后通過油的壓力來推動油缸的活塞,活塞又帶動活塞桿,活塞桿帶動機械 ?裝置。這樣通過控制電磁鐵的電流通斷就控制了機械運動。
選型依據(jù)
電磁閥選型首先應(yīng)該依次遵循安全性,可靠性,適用性,經(jīng)濟性四大原則,其次是根據(jù)六個方面的現(xiàn)場工況(即管道參數(shù)、流體參數(shù)、壓力參數(shù)、電氣參數(shù)、動作方式、特殊要求進行選擇)。
選型依據(jù):
1、根據(jù)管道參數(shù)選擇電磁閥的:通徑規(guī)格(即DN)、接口方式
1)按照現(xiàn)場管道內(nèi)徑尺寸或流量要求來確定通徑(DN)尺寸;
2)接口方式,一般>DN50要選擇法蘭接口,≤DN50則可根據(jù)用戶需要自由選擇。
2、根據(jù)流體參數(shù)選擇電磁閥的:材質(zhì)、溫度組
1)腐蝕性流體:宜選用耐腐蝕電磁閥和全不銹鋼;食用超凈流體:宜選用食品級不銹鋼材質(zhì)電磁閥;
2)高溫流體:要選擇采用耐高溫的電工材料和密封材料制造的電磁閥,而且要選擇活塞式結(jié)構(gòu)類型的;
3)流體狀態(tài):大至有氣態(tài),液態(tài)或混合狀態(tài),特別是口徑大于DN25時一定要區(qū)分開來;
4)流體粘度:通常在50cSt以下可任意選擇,若超過此值,則要選用高粘度電磁閥。
3、根據(jù)壓力參數(shù)選擇電磁閥的:原理和結(jié)構(gòu)品種
1)公稱壓力:這個參數(shù)與其它通用閥門的含義是一樣的,是根據(jù)管道公稱壓力來定;
2)工作壓力:如果工作壓力低則必須選用直動或分步直動式原理;最低工作壓差在0.04Mpa以上時直動式、分步直動式、先導式均可選用。
4、電氣選擇:電壓規(guī)格應(yīng)盡量優(yōu)先選用AC220V、DC24較為方便。
5、根據(jù)持續(xù)工作時間長短來選擇:常閉、常開、或可持續(xù)通電
1)當電磁閥需要長時間開啟,并且持續(xù)的時間多于關(guān)閉的時間應(yīng)選用常開型;
2)要是開啟的時間短或開和關(guān)的時間不多時,則選常閉型;
3)但是有些用于安全保護的工況,如爐、窯火焰監(jiān)測,則不能選常開的,應(yīng)選可長期通電型。
6、根據(jù)環(huán)境要求選擇輔助功能:防爆、止回、手動、防水霧、水淋、潛水。
未完待續(xù):【中國制造2025】自動化工廠10大不可或缺的工控產(chǎn)品(三)
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