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运动控制芯片的灵活性

运动控制芯片

现在的运动控制芯片或集成电路(IC)高度灵活,实际上可以用于控制许多其他类型的系统,如INMOCO的Gerard Bush在这里所说明的。

运动控制系统依靠改变一个或多个电机的速度来达到给定的结果。 例如,胶合铺设和轮廓跟随通常使用两个垂直于彼此设置的电动机驱动的线性致动器。

如果您以恒定速度激活一台电机,则结果是在一个方向上直线运动。 以相同的速度激活两个电机,并获得对角直线。 激活它们,但不断改变其相对速度,并且在安装到板上以形成标志之前,您可能需要在大型乙烯基字母的周围铺设胶水所需的弯曲线。

胶合曲线是模拟的,也就是说它稳定地变化,而不是从一个离散点或“值”到下一个离散点。 然而,大多数现代运动控制系统基于数字控制器而不是模拟控制系统,并且通过在设定点值之间的小步进移动来近似曲线。 这种安排工作良好,而且确实是目前使用的运动控制系统中大多数曲线的基础。

使用一系列小的离散步骤的相同的曲线原理可以应用于许多其他模拟系统,包括压力和温度控制。 为了理解这可能如何工作,我们可以看一个使用标准IC来控制反应室压力的例子。

高精度压力控制是生物化学,半导体和过程控制行业许多物理过程的常见要求。 OEM机器设计人员需要为单腔和多腔容器提供现成的高性价比解决方案,可提供精确的PID(比例,积分,微分)控制和灵活的压力控制配置。 这可以通过INMOCO在英国提供的Magellan®PID控制器IC来实现。

Magellan®系列IC最为人所知,可提供高性能的基于芯片的运动控制。 它们可用于1,2,3和4轴版本,可用于不同类型的电机(可由用户的软件设置),包括有刷,无刷直流和步进电机,以及与以下功能一样多样化的系统,拾取和放置,机器人手臂,实验室和医疗设备。 它们设计用于苛刻和精确的应用,同样适用于非运动应用,如压力阀控制和温度监控。

反应室的压力控制的基本原理是基于线性压力传感器,其输出模拟电压,信号调理,模数转换(A / D)电路,麦哲伦PID控制器IC,输出信号调理和电压控制流量阀。 还需要主机PC或微处理器来与PID控制器IC进行通信,并提供对反应室或室的整体排序和控制。 IC,而不是通常的电机控制功能,提供压力控制曲线生成和PID压力控制。

在压力控制系统中,IC在将其转换为数字信号之后从模拟电压接收并行字输入。 其输出模式用于使用SPI输入驱动芯片为阀门创建一个指令电压。 (SPI或串行外设接口总线是用于短距离通信的同步串行通信接口,主要用于嵌入式系统。)

可以使用几种不同类型的阀门控制信号,例如4-20mA和+/- 10V直流信号,其选择将决定要使用的SPI驱动芯片。

Magellan®IC的灵活架构可用于设定所需压力,使用线性或抛物线斜坡和/或设定的断点条件创建压力曲线,例如“在达到指定的压力设定点后自动更改为新的目标曲线”。

PID采样/输出速率可调,需要调整以满足各个系统的需要。 对于典型的压力控制器,这意味着将PID回路采样时间设置在10msec和1sec之间。

麦哲伦IC也可以用来控制温度。 事实上,在单个反应室中控制压力和温度是常见的。 这将占用麦哲伦控制集成电路的两个“运动轴”。 控制的原则是一样的; 输入传感器提供实时温度读数,PID输出驱动加热器/冷却器。 此外,在多室反应容器中,需要在每个室中进行“双轴”控制来为整个系统提供温度和压力。

Magellan®系列IC提供了许多不同要求的解决方案。 例如,MC58113是具有集成数字电流环路和放大器开关信号产生的单轴IC。 它可以提供电机的定位,速度和转矩控制,但在其他职责,如压力和温度控制方面也是同样的。

因此,我们已经看到,运动控制IC实际上非常灵活,并且可以用于广泛的其他控制应用。 通常与加速和减速速度变化相关的模拟输入信号实际上可以代表许多其他过程参数。 这种使用的灵活性具有许多优点,例如减少部件保持和设计者能够使用他们已经熟悉的芯片。

流程工业线人

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