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气动阀门定位器是按力矩平衡原理工作的,当通入波纹管2的信号压力P1增加时,使主杠杆3绕支点转动,使喷嘴挡板9靠近喷嘴,喷嘴背压经单向放大器8放大后,通入到执行机构薄膜室的压力增加,使阀杆向下移动。并带动反馈杆绕支点转动,反馈凸轮也随之作逆时针方向转动,通过滚轮使副杠杆4绕支点转动,并将反馈弹簧拉伸,弹簧对主杠杆3的拉力与信号压力用在波纹管上的力达到力矩平衡时,仪表达到平衡状态。执行机构的阀位维持在一定的开度上,一定的信号压力就对应于一定的阀位开度。以上作用方式为正作用,若要改变作用方式,只要将凸轮翻转,A向变成B向等,即可。所谓正作用定位器,就是信号压力增加,输出压力亦增加;所谓反作用定位器,就是信号压力增加,输出压力则减少。一台正作用执行机构只要装上反作用定位器,就能实现反作用执行机构的动作;相反,一台反作用执行机构只要装上反作用定位器,就能实现正作用执行机构的动作。
我们可以把稳压电源想象成为如下的一种情形:当你试图从一个直径较大的自来水管中取出连续不断的且较小的水流时,你可以采用两种策略:一种是使用一个转接阀门,并将阀门开启在较小位置,这就是线性电源的工作原理——(我们可以将阀门看作晶体管)线性电源的电压调整晶体管上承受着很大的“压力”(具体的表现是转换为热量的形式散耗);或者,你可以改进一下,让大水管的水流到一个比较大的“桶”里,小水管连接到这个桶上取水,接着,你需要做的就是断续的打开/关闭大水管上的阀门,保证桶内的水既不会完全没有,也不会因为太多而溢出——开关电源的基本原理就是如此。
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工业控制中用PLC和嵌入式系统,用嵌入式的场合如果是批量生产的标准工业产品,并且里边需要有一些复杂的运算的话,通常会用到嵌入式系统。比如变频器,标准工业机械手,一些专机设备等等。
有些产品是批量生产的,开始采用嵌入式系统来专项研发时,需要投入一定的财力和人力去做研究,调试等等。一旦研发成功后,期初的研发费用会直接分摊到后期批量生产的每个单独产品中,这样会使整个产品的研发分摊费用极大的降低。如果只是批量生产设备,应该说嵌入式要比PLC的硬件成本便宜不少。
另外,很多场景中,用PLC是不理想的,比如有些产品里需要大量复杂的运算,比如变频器内的大量的电机拖动和控制算法的计算,再比如现在自动化搬运机器人的SLAM导航算法等等,也只适合在嵌入式高性能的运算器中实现,PLC是无法运算这么复杂的算法的。
再者,有些场合下也无法使用PLC,比如变频器或者一个精巧的工业设备,虽然PLC能够实现,但是体积是在哪摆着呢,至少需要一个稳压电源模块吧,至少需要几个输入输出模块吧,至少需要1个通讯模块吧,这么多的东西如果塞到一个标准小巧的工业设备里,外形上看着就不合理。
再来,就是一款标准的工业产品,如果只是PLC来控制的,那通常情况下同类产品的竞争对手非常多,如果是嵌入式系统做的,相对来说,竞争对手要少一些。也是侧面说明,PLC做的控制系统很容易被复制,起码打开控制柜就知道你是怎么做的控制系统的了,几个输入输出模块,外部都接到什么传感器上等等。而嵌入式系统要设计人员自己设计外围集成电路,相对而言保护性做的要好一些。
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