Содержание

Введение 3

1. Интеллектуальные электрические аппараты 4

1.1. Интеллектуальные коммутационные аппараты 4

1.2. Интеллектуальные аппараты управления 6

2. Автоматизированные электромеханические системы 7

3. Станки с числовым программным управлением 11

4. Промышленные роботы 13

Список используемой литературы 19

 

Введение

     Прогресс  в развитии производства техники определяется множеством параметров, которые складываются в один фактор – производительность труда, определяющая выгодность производства.

     Раньше  рабочий привод комплектовался электродвигателем, пускателем и аппаратами управления и защиты. Но с возрастанием степени автоматизации рабочих машин и расширения их функциональных возможностей усложнились электрические системы, проектируемые специально для отдельных видов промышленных установок. Так образовалось новое понятие – автоматизированный привод.

     Дальнейшее  развитие исключило механические передачи и объединило электромеханические  устройства с рабочими органами машины. Так образовались интегрированные  конструкции: электрошпиндель, электронасос и т.д.

     Интеграция электромеханических устройств, а в дальнейшем и локальных систем управления с конструкцией рабочих машин существенно упростило последние, повысило их функциональные возможности и технические характеристики.

     В связи с этим были существенно  повышены требования к электроприводу, как по номинальным параметрам, так  и по управляемости.

     Это потребовало совместного конструирования  механической и электрической части  машин. Возникло направление «мехатроника»  - разработка интегрированных конструкций, функционально законченных модулей, сочетающих в себе механические устройства, электропривод с микропроцессорными системами регулирования и управления.

 

1. Интеллектуальные  электрические аппараты

  Совокупность  электрических приводов, механических кинематических звеньев, передающих движение  к рабочему органу машины, полупроводниковых преобразовательных устройств, контактных и бесконтактных аппаратов управления и микропроцессоров можно считать электромеханической системой служащей для приведения в действие рабочих органов технологической машины и управления движением рабочих органов согласно  с условиями технологического процесса.

  Наличие микропроцессорной системы управления, реагирующей на внешние воздействий  позволяет устройству автоматически  настраиваться под новые условия. Такие системы называются интеллектуальными.

1. Интеллектуальные  коммутационные аппараты

   Управляемая коммутация решает проблему предотвращения опасных бросков тока и перенапряжений, увеличивает ресурс оборудования и  повышает его надежность.

   Для примера приведем интеллектуальное электронное устройство управления присоединением REС670.

     Интеллектуальное  электронное устройство REC670 предназначено для управления разными типами присоединений, а также для защиты и мониторинга присоединений в электрических сетях. Данное устройство особенно подходит для использования в распределенных системах управления с высокими требованиями к надежности. Интеллектуальное устройство может быть использовано для работы в сетях любого, в т.ч. самого высокого напряжения. Оно способно управлять всеми типами коммутационных аппаратов в любом распределительном устройстве. REC670 способен управлять несколькими присоединениями одновременно. Одно устройство REC 670 поддерживает управление и визуализацию состояния до 30 коммутационных аппаратов.

     С помощью двухпозиционного гибкого  переключателя можно напрямую изменять состояние объекта управления, например, функцию АПВ можно ввести и  вывести без изменения конфигурации. Функция также выполняет отображение  на экране выбранного состояния объекта  управления.  
          Селектор заменяет внешний механический селектор и позволяет напрямую выбирать нужную позицию, например, для переключения режима работы АПВ между 1-фазным, 3-фазным или 1- и 3- фазным режимом.  Кроме управления посредством ИЧМ возможно управление из удаленного центра. 
Модули взаимоблокировок приспособлены для работы со всеми типами распределительных устройств. Управление коммутационными аппаратами основано на принципе выбора перед управлением, что позволяет предотвратить неправильную работу коммутационной аппаратуры и обеспечить безопасность оперативного персонала.

     Новый инструментарий PCM600 для задания конфигурации и уставок, считывания и просмотра осциллограмм предоставляет широкие возможности пользователю, в том числе для работы с протоколом МЭК61850.

     

     Рисунок 1 - Интеллектуальное электронное устройство управления присоединением REС670

     REC670 спроектирован в соответствии  с протоколом МЭК61850, воплотив  все аспекты этого стандарта  тем самым, обеспечивает гибкую  архитектуру системы защиты, предоставляя   преимущество при использовании сложных алгоритмов защиты и управления присоединением. 
Интеллектуальные электронные устройства RED670 больше чем просто устройства. Реализованная в них уникальная концепция связующих пакетов ABB (connectivity packages), упрощает проектирование и снижает риск ошибок при построении систем. Connectivity packages содержат полное описание устройств, в том числе параметры сигналов, адреса и техническую документацию, позволяя автоматически конфигурировать устройства при интеграции в систему MicroSCADA Pro.

2. Интеллектуальные  аппараты управления

   Устройства  плавного пуска электродвигателей  является самым ярким примером интеллектуальных аппаратов управления.

   В процессе запуска электродвигателя самым важным режимом работы является его плавный пуск. Это обусловлено  тем, что обеспечение плавного пуска  определяет его ресурс двигателя  и электропривода.

     Электронные устройства плавного пуска представляют собой наиболее совершенные приборы  для организации пуска путем  снижения напряжения. Современная технология обеспечивает управление пусковым током  и моментом. Наиболее совершенные  системы обеспечивают также комплексную  защиту двигателя и интерфейсные функции.

   Плавный пуск обеспечивает следующие основные функции пуска и остановки:

• Плавное изменение напряжения и тока без скачков и переходных процессов.
• Возможность полного управления пусковым током и моментом путем несложного программирования.
• Возможность частых пусков без изменения поведения системы.
• Оптимальный процесс пуска даже в тех применениях, где нагрузка меняется от пуска к пуску.
• Плавный останов в системах, подобных насосам и конвейерам.
• Торможение для снижения времени останова.

Рисунок 2 – Устройства плавного пуска серии IMS2

2. Автоматизированные  электромеханические  системы

   В качестве примера автоматизированной механической системы можно привести автоматические ворота.

  Рабочим органов для ворот откатного типа является консоль, а для распашного типа - створки. Они приводятся в движение электродвигателем через механический редуктор. Система управления приводом обеспечивает  отпирание или запирание по команде (с стационарного пульта управления или же с радиопульта), плавный пуск, движение с определенной скоростью, определение наличие препятствий на пути движение (используются показания фотоэлементов) и торможение в случаи необходимости.

  Электродвигатель  с регулирующими устройствами, редуктор, система передач и консоль (створки) ворот составляют главную электромеханическую систему автоматических ворот.

  Несколько автоматических ворот могут быть объединены в единую сеть под управлением  отдельного контроллера, оптимизирующего  их групповую работу. Таким образом  организуется автоматизирования система  контроля доступа. На рисунке показа схема такой системы.

Рисунок 3 – Автоматизированная электромеханическая система распашных ворот

1. Фотоэлементы безопасности
2. Стойка для фотоэлементов
3. Чувствительный профиль безопасности
4. Привод, встроенная разблокировка
5. Фотоэлементы безопасности
6. Брелок-передатчик
7. Табличка "Открывается автоматически!"
8. Привод, встроенная разблокировка, блок управления, радиоприемник
9. Ключ-выключатель
10. Разветвительная коробка
11. Сигнальная лампа, антенна

  В качестве еще одного примера автоматизированной электромеханической системы можно  привести автоматические теплицы. Это  комплекс электромеханических приводов, представляющий собой набор электронасосов для полива растений, приводов для  обеспечения открытия и закрытия вентиляционных окон, множество датчиков для определения температуры, влажности  и других параметров среды в  теплице и аппаратуры программного управления.  В соответствии с заданной программой система управления поддерживает микроклимат помещения, управляет поливом растений. Работа множества различных электромеханических устройств нельзя рассматривать порознь, так как совместно они образуют автоматическую электромеханическую систему, выполняющую единую технологическую операцию.

  Электромеханическая система, снабженная устройствами автоматического  управления, обеспечивающего оптимальное (в смысле производительности, качества получаемой продукции, минимизации  материальных и энергетических затрат) управление движением рабочих органов  в соответствии с условиями технологического процесса – это автоматизированная электромеханическая система.

  В настоящее время предметом поставки являются стандартные изделия –  набор унифицированных системных  элементов управления для каждого  типа машин. Функциональными модулями решаются такие технологические  задачи, как позиционирование и регулирование  технологического параметра с обратной связью. Такими же функциональными  модулями являются преобразователи  и двигатели. Только точно и надежно управляемые приводы обеспечивают правильную работу машин. Для этого используется надежная система приводов в серводвигателях и преобразователи для асинхронных и синхронных электродвигателей с большой динамикой при минимальных габаритах.

  Возникла  концепция интеллектуального электропривода, основной идеей которой является уменьшение стоимости  программного обеспечения и замена сложной  и дорогостоящей механики высокой  точности. Этим интеллектуальным приводом решаются такие сложные функции, как, например, синхронное движение, угловая  синхронизация и другие специфические  задачи регулирования, интегрированные  в привод технологическим программным  обеспечением.

  Из  этих программных модулей можно  легко реализовать специфические  пользовательские приложения, для примера  электронный редуктор.  Такое  применение может быть реализовано как центральное решение на основе контроллера или как децентрализованное решение непосредственно в преобразователях привода (децентрализованный привод).

  Наконец, вершиной современной технологии на рынке являются комплексные решения, подходящие как для маленькой  машины, так и для крупной установки, которые обеспечивают конкурентоспособность  и высокую производительность оборудования пользователя. Эти решения реализуются  стандартными изделиями, а так же специализированными модулями для  различных отраслей.

  Комплексные решения позволяют в процессе инжиниринга получать «идеальные»  решения для конкретной задачи. Комплексные  решения, благодаря современных  информационным технологиям, представлены в виде интеграционного программного обеспечения. Это программное обеспечение  для каждой фазы конкретного проекта: для планирования, проектирования, конфигурирования и параметрирования оборудования и средств коммуникации, для программирования, документирования, тестирования, ввода в эксплуатацию и сервиса и архивации. Оно  допускает кооперацию и совместную работу нескольких человек над одним  проектом.