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。
晶体管输出(可分PNP、NPN型)优点是通断速度快(脉冲输出,适合高频),一般为0.2ms左右;寿命长;缺点是工作电压低(不能接市电);负载能力弱,300mA左右。
可控硅输出模块适用于直流负载,开关频繁,反应速度快,寿命长,电感性低功率因数负荷场合,但价格较贵,过载能力较差.
PLC有三种输入类型。一是直流输入,一般为DC24V或DC12V,分为源输入和漏输入。源输入是指输入电压为0V,COM端接24V,漏输入是指输入电压为24V,COM端0V;二是交流输入,输入规格为AC220V;第三种输入是模拟量输入,规格为0-20MA电流信号、4-20MA电流信号。
70年代中期,由于设备大型化、工艺流程连续性要求高、要控制的工艺参数增多,而且条件苛刻,要求显示操作集中等,使已经普及的电动单元组合仪表不能完全满足要求。在此情况下,业内厂商经过市场调查,确定开发的DCS产品应以模拟量反馈控制为主,辅以开关量的顺序控制和模拟量开关量混合型的批量控制,它们可以覆盖炼油、石化、化工、冶金、电力、轻工及市政工程等大部分行业。
在以后的近30年间,DCS先与成套设备配套,而后逐步扩大到工艺装置改造上,与此同时,也分成大型DCS和中小型DCS两类产品,使其性能价格比更具有竞争力。DCS产品虽然在原理上并没有多少突破,但由于技术的进步、外界环境变化和需求的改变,共出现了三代DCS产品。1975年至80年代前期为代产品,80年代中期至90年代前期为第二代产品,90年代中期至21世纪初为第三代产品。
DCS系统中,控制站作为一个完整的计算机,它的主要I/O设备为现场的输入、输出处理设备,以及过程输入/输出(PI/O),包括信号变换与信号调理,A/D、D/A转换。控制站是整个DCS的基础,它的可靠性和安全性为重要,死机和控制失灵的现象是不允许的,而且冗余、掉电保护、抗干扰、构成防爆系统等方面都应很有效而可靠,才能满足用户要求。
关于DCS控制站的系统软件,包括实时操作系统、编程语言及编译系统、数据库系统、自诊断系统等,只是完善程度不同而已。第二代DCS控制站开始有面向过程语言和语言;第三代DCS控制站的系统软件可以完成离线组态及在线修改控制策略。
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。