邵曙

（浙江百得自動化儀表有限公司，浙江 溫州 325000）

如今，無線通信技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍，且給工廠管理者提供了諸多便利。具體來說，它在工業(yè)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個方面。第一是無線現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)，即通過應(yīng)用常見的無線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的短距離通信。這種通信網(wǎng)絡(luò)既可以存在單個控制單元及檢測元器件之間，也可以應(yīng)用在多個控制單元及檢測元器件之間。第二是無線工廠網(wǎng)絡(luò)，多用于企業(yè)生產(chǎn)管理，可以幫助管理者的生產(chǎn)情況進(jìn)行監(jiān)測、監(jiān)督，且還可以依據(jù)生產(chǎn)需要對在線生產(chǎn)工藝進(jìn)行靈活調(diào)整。而電動執(zhí)行器是自動控制系統(tǒng)的重要組成，是工業(yè)自動化控制的關(guān)鍵手段。它與無線通信技術(shù)的融合，也是工業(yè)發(fā)展的主流趨勢。

1 電動執(zhí)行器原理

電動執(zhí)行器屬于電動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要組成部分，能夠接收電動控制器的輸出信號，并將其信號轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛄?，以此達(dá)到連續(xù)調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程中的管路流體流量的目的，從而加強(qiáng)生產(chǎn)過程的控制。具體來說，電動執(zhí)行器主要是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)兩個部分組成。其中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要作用是控制信號，產(chǎn)生推力，促使調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動作。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的主要作用是調(diào)節(jié)位移或轉(zhuǎn)角，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)流體流量的調(diào)節(jié)。而執(zhí)行機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的連接方式包括直接被固定在儀器上，或用機(jī)械連桿連接兩種。

2 電動執(zhí)行器運(yùn)用無線通信技術(shù)優(yōu)勢

若應(yīng)用無線通信技術(shù)設(shè)計電動執(zhí)行器，那么，就可認(rèn)定每個電動執(zhí)行器都是無線通信網(wǎng)絡(luò)的一部分，每個通信單元即能發(fā)送信號，也能中轉(zhuǎn)信號。而且應(yīng)用無線通信技術(shù)就不必在布置通信網(wǎng)絡(luò)時設(shè)置更多的通信電纜，只要連接電動執(zhí)行器的驅(qū)動電源就可。這樣既能降低投入成本，也能節(jié)約場地。最重要的是，可以依據(jù)以后的需要，靈活拓展系統(tǒng)。另外，在無線通信網(wǎng)絡(luò)中，無線網(wǎng)路還會靈活分配通信路徑，保證每個設(shè)備與其他末端的通信都會自動選擇最優(yōu)路徑。并且如果其中某個設(shè)備會出現(xiàn)運(yùn)行故障，那么，無線通信網(wǎng)絡(luò)就會重新分配、選擇新的通信路徑，替代之前的通信路徑，保證設(shè)備能正常通信。顯然，單一的故障不會影響到整個無線通信網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，可以有效提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、穩(wěn)定性。即便是整個無線通信網(wǎng)絡(luò)會出現(xiàn)連接失敗的問題，無線通信網(wǎng)絡(luò)也自動需求新的通信路徑，并將相關(guān)故障報告發(fā)送給管理者。

3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

就目前來看，部分國際品牌的電動執(zhí)行器已經(jīng)應(yīng)用了無線通信技術(shù)。但是，廠商為了保護(hù)自己的產(chǎn)品不會被模仿，基本上都開發(fā)了獨(dú)立的封閉無線通信系統(tǒng)。而就國內(nèi)研究現(xiàn)狀來看，我國有關(guān)電動執(zhí)行器的無線通信網(wǎng)絡(luò)研究比較滯后。但是，近幾年隨著研究工作的深入，電動執(zhí)行器也獲得了長足發(fā)展，越來越多的新型電動執(zhí)行器也被研究了出來。尤其是研究出了智能電動執(zhí)行器。智能電動執(zhí)行器不僅應(yīng)用了無線通信技術(shù)，將飼服放大器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)合在了一起，而且還應(yīng)用了各種傳感器。另外，有關(guān)這方面的應(yīng)用研究也有了成果。由此可見，深入研究無線通信技術(shù)，在電動執(zhí)行器中的應(yīng)用是具有現(xiàn)實(shí)意義的。

4 無線通信技術(shù)在電動執(zhí)行器中的應(yīng)用

4.1 無線通信技術(shù)在電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用

若想將無線通信技術(shù)應(yīng)用在電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，就要配置無線通信模塊，并將兩者結(jié)合在一起，進(jìn)而充分發(fā)揮出無線通信技術(shù)的優(yōu)勢。同時，還應(yīng)當(dāng)合理設(shè)計無線通信模塊，盡量依據(jù)實(shí)際需要適當(dāng)?shù)卦黾悠渌骷?/p>

（1）可以直接設(shè)計帶有無線通訊功能的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如直接配置與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相適應(yīng)的的無線通信系統(tǒng)，以此通過無線通信系統(tǒng)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。同時，還可配置傳感器、通訊微處理器、無線模塊，確保能將及時搜集執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行參數(shù)，并交由控制微處理器進(jìn)行參數(shù)等存儲、記錄。接下來，就要進(jìn)行信號處理并使驅(qū)動模塊作出動作控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在這一過程中，通訊微處理器、控制微處理器還會進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，并進(jìn)一步將數(shù)據(jù)傳送到控制性系統(tǒng)進(jìn)行處理。簡單地說，利用無線通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)處理端與無線通訊模塊的無線通信連接，完成數(shù)據(jù)讀取、處理。

（2）為了保證無線通信模塊能高效運(yùn)行，在無線通信系統(tǒng)中，還需添加傳感器。如溫度傳感器、電壓傳感器、速度傳感器，用以搜集執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行參數(shù)。接下來，控制微處理器、通訊微處理器、無線模塊才能正常運(yùn)行。

（3）還需注意以下問題：第一，應(yīng)設(shè)置無線通信接口，并設(shè)置通信協(xié)議，保證無線通信的安全性。第二，應(yīng)裝設(shè)無線電頻收發(fā)器，加強(qiáng)電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)與無線通信端的無線通信。如配置無線局域網(wǎng)。第三，為了減少無線通信混亂問題的發(fā)生，還需對每個無線通信節(jié)點(diǎn)配置識別碼，使無線通信節(jié)點(diǎn)、識別碼能一一對應(yīng)。

（4）需要注意的是，若要將電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在存在危險的地方，操作人員還可利用無線局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)距離通信、控制。若有需要，還可增加中繼器，進(jìn)一步擴(kuò)大電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的無線控制距離。若是在相對安全的區(qū)域進(jìn)行無線通信控制，則可建立可移動的、萬向的無線通信連接方式，并執(zhí)行相應(yīng)的操作。一旦控制人員離開通信區(qū)域后，無線通信連接就會中斷，電動執(zhí)行器的控制也會中斷。

總之，應(yīng)用無線通信技術(shù)可以設(shè)計具有無線通信功能的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，提升調(diào)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的使用水平，進(jìn)一步拓寬電動執(zhí)行器的使用范圍。

4.2 在智能電動執(zhí)行器中的應(yīng)用

隨著我國工業(yè)的發(fā)展，我國有關(guān)電動執(zhí)行器的研究也在不斷深入。與此同時，無線通信技術(shù)在電動執(zhí)行器中的應(yīng)用也越來越深入。另外，隨著我國智能技術(shù)的發(fā)展，智能電動執(zhí)行器的研究也越來越深入。無線通信技術(shù)在智能電動執(zhí)行器中也取得了顯著的應(yīng)用成果。

在智能型電動執(zhí)行器中應(yīng)用無線通信技術(shù)時，需設(shè)置專門的無線通訊模塊，并合理設(shè)置無線通訊接口。除此之外，還需設(shè)置微處理器、轉(zhuǎn)換電路、電機(jī)驅(qū)動模塊、電源模塊、顯示單元，將其與無線通訊模塊連接在一起，實(shí)現(xiàn)電動執(zhí)行器的智能化。需要注意的是，在設(shè)計通信電路時，應(yīng)當(dāng)合理選擇無線數(shù)據(jù)傳輸芯片，并合理設(shè)計無線通信電路的程序。同時，為了保證現(xiàn)場設(shè)備信息能自由交換，還需設(shè)置現(xiàn)場串行總線，將現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)輸入通訊系統(tǒng)中。另外，在發(fā)揮無線通信技術(shù)優(yōu)勢時，還需靈活選擇智能控制手段及設(shè)備。比如，可采用射頻無線遙控控制電動執(zhí)行器，并配置雙向無線通信的無線手持操作器。同時，還需設(shè)置控制電路、驅(qū)動電路、輸入輸出信號接口電路、射頻無線收發(fā)電路，確保能將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號反饋到控制電路。而無線手持操作器具有顯示電路、控制電路及射頻無線收發(fā)電路，實(shí)現(xiàn)無線信號的順利收發(fā)?？傊?，在智能電動執(zhí)行器中應(yīng)用無線通信技術(shù)，可以有效提升智能電動執(zhí)行器的使用性能。

綜上所述，在地理環(huán)境比較惡劣的環(huán)境中很難應(yīng)用有線通信技術(shù)。只有充分利用無線通信技術(shù)，一次性完成通信網(wǎng)絡(luò)的搭建，克服傳統(tǒng)有限通信的缺陷，才能加強(qiáng)電動執(zhí)行器的控制。所以，在現(xiàn)代化背景下，要深入研究無線通信技術(shù)在電動執(zhí)行其中的應(yīng)用，從而充分發(fā)揮出無線通信技術(shù)的積極作用，提高電動執(zhí)行器的使用性能。