電動(dòng)推桿一直處于自動(dòng)化的前沿，提供了擴(kuò)展人類能力的“推拉”功能。現(xiàn)在，隨著工業(yè)世界日益數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化，新一代的執(zhí)行機(jī)構(gòu)出現(xiàn)了，它們具有更高的智能化、簡潔性和經(jīng)濟(jì)性。

微型計(jì)算機(jī)芯片嵌入驅(qū)動(dòng)器本身是智能驅(qū)動(dòng)器歷史上的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。這一創(chuàng)新使以前的外部功能，如開關(guān)，位置反饋和系統(tǒng)診斷納入電動(dòng)推桿本身。

集成電子元件的優(yōu)點(diǎn)

通過在電動(dòng)推桿外殼內(nèi)集成電子元件，智能執(zhí)行器能夠根據(jù)來自常見外部源（如可編程邏輯控制器（PLC）或者其他控制單元）的信號(hào)自動(dòng)控制開關(guān)、同步和聯(lián)網(wǎng)。

參與更復(fù)雜的自動(dòng)化方便變得可行，同時(shí)更緊湊的系統(tǒng)空間簡化了操作并且降低了擁有成本。

實(shí)現(xiàn)這種集成的關(guān)鍵嵌入式功能包括：

低電平電源開關(guān)。傳統(tǒng)電動(dòng)推桿通常依靠大型低能效繼電器或獨(dú)立控制器來伸出、縮回或停止伸縮管。通過使用板載電子元件來控制電源，開關(guān)或觸點(diǎn)的電流可以從20A降低到小于22mA，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更簡單、成本更低的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。電動(dòng)推桿可以編程為使用低電流信號(hào)伸出、縮回或停止伸縮管，提供更平穩(wěn)的啟動(dòng)。這可以降低觸電危險(xiǎn)，從而提高安全性，通過允許使用更低額定值的控制部件來簡化設(shè)計(jì)，并且降低對(duì)系統(tǒng)電池和充電系統(tǒng)的壓力。

低電平電源開關(guān)還通過動(dòng)態(tài)制動(dòng)改善了位置控制。一旦切斷執(zhí)行器的電源，根據(jù)電動(dòng)推桿的安裝方式，它可以在5到10mm的慣性滑動(dòng)后達(dá)到完全停止。電動(dòng)推桿能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)制動(dòng)功能，通過電子方式強(qiáng)制電動(dòng)推桿內(nèi)的電機(jī)引線短路，可以將慣性滑動(dòng)減少到大約0.5毫米。這可以提高重復(fù)精度和定位能力。

行程結(jié)束指示:出于安全和性能考慮，了解電動(dòng)推桿何時(shí)達(dá)到行程末端是非常重要的。如果使用執(zhí)行器將設(shè)備鎖定到位，則由輸出觸發(fā)的簡單LED燈可以確認(rèn)其被鎖定，并將保護(hù)操作員免受不安全的情況。該功能還可以配置為在行程結(jié)束時(shí)通知最終用戶，提供安全聯(lián)鎖，同時(shí)延長執(zhí)行器的工作壽命。

上圖顯示了一個(gè)典型的CAN總線網(wǎng)絡(luò)，四個(gè)帶內(nèi)置CAN總線兼容智能并且直接連接到電池和控制源的執(zhí)行器。綠色方框代表可能連接到網(wǎng)絡(luò)的傳動(dòng)裝置、傳感器或其他部件。橙線代表傳輸系統(tǒng)所需低壓電的兩線總線，藍(lán)線代表用于信息交換的電線。

雖然J1939是一種非公路車輛應(yīng)用中十分常用的通訊協(xié)議，集成電子元件正越來越多地用于工廠車間、物料搬運(yùn)和其他應(yīng)用。帶集成電子元件的執(zhí)行器現(xiàn)在可以編程加入涉及工業(yè)通訊協(xié)議（如HART）和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（如以太網(wǎng)）的網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)。

這種高級(jí)位置控制和開關(guān)使得驅(qū)動(dòng)器可以編程執(zhí)行無限數(shù)量的運(yùn)動(dòng)配置文件和自定義運(yùn)動(dòng)策略。例如，用戶可以編程電動(dòng)推桿向前移動(dòng)幾毫米，或者進(jìn)行一組前后運(yùn)動(dòng)來到達(dá)所需位置。由于系統(tǒng)知道應(yīng)該做什么并且可實(shí)時(shí)監(jiān)控性能，它可以標(biāo)記潛在差異并觸發(fā)高級(jí)算法來控制進(jìn)一步的報(bào)警、更正或關(guān)閉。

同步。通過集成電子元件和網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)開發(fā)者將能夠更好地同步多個(gè)執(zhí)行器的操作。智能電動(dòng)推桿的用戶將能夠配置啟動(dòng)和停止指令，并且執(zhí)行器電子元件可以處理同步。

可靠反饋

Thomson電動(dòng)推桿通過提供絕對(duì)位置反饋（傳統(tǒng)上通過外部電位計(jì)、編碼器、限位開關(guān)和控制器實(shí)現(xiàn)），在重載、精密應(yīng)用中表現(xiàn)出對(duì)液壓驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器的優(yōu)勢(shì)。將電子部件集成到執(zhí)行器中提供了可在行程中任意一點(diǎn)實(shí)現(xiàn)模擬或數(shù)字絕對(duì)位置反饋的額外優(yōu)點(diǎn)。

為了提供模擬位置反饋，內(nèi)部電子器件中模擬的電位計(jì)將發(fā)送電壓信號(hào)，向用戶提供從行程起點(diǎn)到末端的模擬絕對(duì)位置、速度和驅(qū)動(dòng)方向。它們還可以記錄位置，因此如果出現(xiàn)斷電，無需返回到零位并重置電動(dòng)推桿。由于許多非公路機(jī)動(dòng)（MOH）車輛都是按季運(yùn)行的，可能會(huì)閑置8到9個(gè)月，因此斷開電池防止其耗竭有時(shí)是很有用的。如果出廠時(shí)沒有設(shè)置絕對(duì)位置功能，則用戶必須在重新連接電池時(shí)重新校準(zhǔn)。

數(shù)字位置讀數(shù)可以來自一個(gè)集成的霍爾效應(yīng)編碼器，它提供單脈沖數(shù)字信號(hào)來指示增量位置和速度。這可以通過指示實(shí)際位置變化和速度來改善控制。

環(huán)境抗性

自監(jiān)測(cè)能力使得智能電動(dòng)推桿更易于操作和維護(hù)，而且復(fù)雜的電子器件還可能存在一定程度的漏洞，也使得這種監(jiān)測(cè)必不可少。為了確保可靠運(yùn)行，需要設(shè)計(jì)可滿足最嚴(yán)格的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行器，以防止固體和液體進(jìn)入、承受極端溫度、運(yùn)行振動(dòng)、沖擊、腐蝕、電壓變化和電磁干擾。

并非所有執(zhí)行器都必須防護(hù)全部環(huán)境沖擊，每個(gè)OEM制造商都需要自己的標(biāo)準(zhǔn)。同樣，供應(yīng)商已經(jīng)開發(fā)了自己的一套程序來滿足這些標(biāo)準(zhǔn)。嵌入先前外部裝置的執(zhí)行器的主要優(yōu)點(diǎn)是出廠時(shí)已經(jīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)一旦安裝就無需重復(fù)。

并非每個(gè)電動(dòng)推桿都必須受到保護(hù)，免受所有環(huán)境破壞，每個(gè)OEM都需要自己的標(biāo)準(zhǔn)配置文件。同樣，供應(yīng)商也開發(fā)了自己的一套程序來滿足這些標(biāo)準(zhǔn)。嵌入以前外部設(shè)備的執(zhí)行器的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是，符合適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)是在工廠完成的，并且在安裝系統(tǒng)后無需重復(fù)執(zhí)行。

下一代智能電動(dòng)推桿

鑒于其計(jì)算和通信能力，不難想象擴(kuò)大智能電動(dòng)推桿的通訊范圍，以實(shí)現(xiàn)與其他類似增強(qiáng)型傳感器、數(shù)據(jù)采集裝置和生產(chǎn)設(shè)備、以及其他電動(dòng)推桿的集成。因此，如今智能電動(dòng)推桿已經(jīng)準(zhǔn)備好加入新興的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IToT），在該網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)設(shè)備不僅具有智能和組網(wǎng)能力，而且還帶有互聯(lián)網(wǎng)地址以及共享和訂閱信息源的能力。