伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)作為數(shù)位控制機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人及工業(yè)自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)之一,普遍受到市場(chǎng)的關(guān)注。微處理器技術(shù)、電力電子技術(shù)、網(wǎng)路技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展,也為伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)奠定了進(jìn)一步發(fā)展的良好基礎(chǔ)。如果說(shuō)20世紀(jì)90年代是伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全數(shù)位化、智慧化和網(wǎng)路化的10年。那麼,隨著德國(guó)提出的工業(yè)4.0概念,工業(yè)4.0時(shí)代的工業(yè)自動(dòng)化將在原有自動(dòng)化技術(shù)和架構(gòu)下,實(shí)現(xiàn)從集中式控制到分散式增強(qiáng)型控制的基本模式轉(zhuǎn)變,讓感測(cè)器以至網(wǎng)際網(wǎng)路通訊設(shè)備能夠無(wú)縫地對(duì)接,從而建立一個(gè)高度靈活、個(gè)性化和數(shù)位化的生產(chǎn)模式。在這種模式下,生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)可通過(guò)自我診斷、自我修正和各種功能軟體,讓設(shè)備更具有智慧,以便為工人提供更好的輔助以促進(jìn)生產(chǎn)。
作為工業(yè)自動(dòng)化重要一環(huán)的伺服驅(qū)動(dòng)器(servo drives)又稱(chēng)為「伺服控制器」和「伺服放大器」,是用來(lái)控制伺服電機(jī)的一種控制器,也屬於伺服系統(tǒng)的一部分,主要是應(yīng)用於高精度的定位系統(tǒng),一般是通過(guò)位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服馬達(dá)進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)定位,進(jìn)而可以控制機(jī)器人,從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化。
伺服驅(qū)動(dòng)器控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)必須要有電源動(dòng)力線和電機(jī)編碼器線。具體就是要有DC24V電源線、位置控制訊號(hào)線、速度控制訊號(hào)線、扭矩控制訊號(hào)線和以及其他輸入輸出控制線。伺服驅(qū)動(dòng)器以DC24V提供電源,由於電源在後端負(fù)載出現(xiàn)過(guò)流以及短路時(shí),都需要保護(hù),而TE公司的PolySwitch可實(shí)現(xiàn)可恢復(fù)的過(guò)流保護(hù),當(dāng)故障排除時(shí),只要將PolySwitch斷電就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位,避免了像一次性熔絲(fuse)那樣,一旦過(guò)流斷開(kāi)就需要維修的困境。
對(duì)於伺服驅(qū)動(dòng)器的各類(lèi)輸出訊號(hào)線,由於工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)接線環(huán)境較惡劣而且接線工作量較大,難免會(huì)有接線錯(cuò)誤的情況發(fā)生,往往會(huì)將有功率限制的I/O埠誤接短路,造成埠過(guò)流而燒毀,因此伺服驅(qū)動(dòng)器的每個(gè)輸出埠都有必要採(cǎi)用有過(guò)流保護(hù)措施的設(shè)計(jì),將自恢復(fù)保險(xiǎn)絲PolySwitch放在每個(gè)輸出埠處,以避免誤接短路事故的發(fā)生。這樣,如果除錯(cuò)人員在現(xiàn)場(chǎng)不小心將輸出埠錯(cuò)接或短路,自恢復(fù)保險(xiǎn)絲PolySwitch將會(huì)立刻啟動(dòng)保護(hù),限制輸出埠的工作電流以保護(hù)伺服驅(qū)動(dòng)器的I/O板。當(dāng)故障排除,自恢復(fù)保險(xiǎn)絲PPTC又很快自動(dòng)恢復(fù)到低阻值狀態(tài),伺服驅(qū)動(dòng)器又可以恢復(fù)正常工作了。
伺服控制器可以通過(guò)自動(dòng)化介面很方便地進(jìn)行操作模組和現(xiàn)場(chǎng)匯流排模組的轉(zhuǎn)換,同時(shí)使用不同的現(xiàn)場(chǎng)匯流排模組實(shí)現(xiàn)不同的控制模式,這些匯流排包括RS232和RS485。RS232和RS485匯流排也需要保護(hù),對(duì)於需要在戶外應(yīng)用的匯流排,需要設(shè)計(jì)防雷保護(hù)。對(duì)於不同的防雷保護(hù)等級(jí),TE電路保護(hù)部都有相對(duì)應(yīng)的一整套完整方案。 對(duì)於等級(jí)相對(duì)較高的雷擊,可以用兩極保護(hù)的方案,PPTC可以實(shí)現(xiàn)耦合和過(guò)流保護(hù)的功能;對(duì)於在室內(nèi)使用的RS232和RS485匯流排,PPTC可以實(shí)現(xiàn)有效的過(guò)流保護(hù)功能。
(本文作者戴泰初任職於 TE公司電路保護(hù)部)