Liftis sõites soovite kindlasti ühest korrusest teisele sujuvalt ja ohutult saada. Lifti ajamis võimaldab keerukas liikumiskontroll liftil peatuda kindlaksmääratud asendis ja aeglustuda sujuvalt, kuni see jõuab täieliku peatuseni. Keeruka liikumise kontrolli puudumine võib lifti ekslikult peatuda põrandate vahel, mis võib muuta liftiratturi peapöörituseks ja ebamugavaks või ohtlikuks.
Robotid, arvutinumbrilise juhtimise (CNC) masinad ja tehase automatiseerimisseadmed vajavad kõik servo -draivide kaudu täpset positsiooni juhtimist ja paljudel juhtudel täpset kiiruse juhtimist toodete nõuetekohaseks tootmiseks ja töövoo säilitamiseks.
Paljud tööstuslike draivide aspektid on olulised täpsuse liikumise kontrolli saavutamisel, mis hõlmab reaalajas juhtimise kujundamisel kolme põhisüsteemi, nimelt tundmist, töötlemist ja juhtimist. Selles artiklis käsitletakse näiteid iga alamsüsteemi toetavate tehnoloogiate kohta.
Tajumine
Täpse liikumise juhtimist ei saa realiseerida ilma täpsuse asendi ja kiiruse tuvastamiseta. Sensing võib hõlmata motoorset võlli nurgaasendit ja kiiruse tuvastamist või konveierilindi lineaarset asendit ja kiiruse tuvastamist. Disainerid kasutavad positsiooni ja kiiruse mõistmiseks sageli sadu kuni tuhat pesa, et tajuda sadu kuni tuhat pesa. Need kooderid on tavaliselt ühendatud mikrokontrolleritega (MCUS) kvadratuuriga kodeeritud impulsside (QEP) kaudu ja vajavad seetõttu QEP -liidese võimalust.
Seevastu absoluutsete kooderitel on oluliselt täpsem, tavaliselt on revolutsiooni kohta rohkem pesasid ja need on täpsed, et tagada absoluutne nurgapositsioon. Tundlik positsioon teisendatakse digitaalseks esituseks ja kodeeritakse vastavalt standardprotokollile. Selliste protokollide näideteks on Tamagawa T-vormingus ja IC-Haus GmbH kahesuunaline seeriasünkroonimine (Biss) C. Varem oleks teil vaja ka sellise kooderiga liidestamiseks ka välja programmeeritavat väravamassiivi (FPGA) Nüüd on see võime (nagu näidatud joonisel 1 allpool). Kuna T-vormingus ja Biss C-protokollid erinevad sageli populaarsetest kommunikatsioonipordidest või liidestest, näiteks seeriaperifeerse liides (SPI), universaalne asünkroonne vastuvõtja saatja (UART) või kontrolleri piirkonna võrk (CAN), mis on tavalised Enamik MCU -sid vajavad nad sageli kohandatavaid loogikaplokke või patenteeritud töötlemisüksusi.
Absoluutsed kooderid võivad põhineda ka elektromagnetilistel või eraldusvõimelistel vooluahelatel, mis nõuavad sinusoidsete elektriliste signaalide täpset mõõtmist. Seetõttu on olulised ka täppisoperatiivsed võimendid ja pinge viited. Mootori ja liikumise juhtimine nõuab alati täpset mootori voolu ja pinge tuvastamist, eriti kui kasutatakse anduriteta juhtimist. Ühised lahendused on sisemised ja muunduri silla käe madala külje tuvastamine, kasutades isoleeritud/isoleeritud võimendeid ja integreeritud madala küljega voolutuvastusega draivereid.
Töötlemine
Liikumisjuhtimisprofiilide ja algoritmide täitmine täpsetes liikumisjuhtimissüsteemides nõuab kõrge arvutusvõimsusega MCU -sid, mis on tavaliselt 32- bitti sõna pikkused loodusliku 64- biti ujukoma tugi, et tagada vajalik täpsus ja täpsus . Paljudel MCU -del on riistvaragaasipedaalid, kuna algoritmid tuginevad suuresti trigonomeetrilisele, logaritmilisele ja eksponentsiaalsele matemaatikale.
Arvestades kontrolli all olevate liikumistelgede arvu või juhtimissilmuste arvu, kasutavad disainerid sageli mitme tsentraalse protsessori (CPU) arhitektuuri või CPU-sarnaseid paralleelseid gaasipedaale. Täiendavate järelevalve- ja kommunikatsiooniülesannete täitmiseks võib kaaluda ka mitut protsessorit.
Reaalajas juhtimisrakendusena on kogu signaaliahela kogu latentsus (st aegvoolu, pinge, asendi ja kiiruse mõõtmiste kogumisest kuni juhtnuppude värskendamiseni) otsene mõju juhtimisoperatsioonile ja seetõttu täpsuse osas. Mõnel MCU-l on kiibiga analoogvõrdlejad, mis võivad otsekontrolli toiminguid genereerida, vähendades märkimisväärselt latentsusaja ja protsessori koormust. Samuti on olulised kiire katkestuse reageerimine ning väljade kokkuhoid ja taastumine.
Suure töötlemisvõimsusest ei piisa. Liikumise juhtimise MCU-del peavad olema ka üldotstarbelised juhtimisohtlikud lisaseadmed nagu 12- ja 16- bitti analoog-digitaalmuundurid, QEP-liidesed, kõrge eraldusvõimega serv ja impulsi jääd ) väljundid. Samuti on vaja rakendada kohandatud loogikat ja ajastust.
Aidates disaineritel kiiremini oma disainilahendusi käivitada ja häälestada, pakuvad MCU ja mootorraiveri tarnijad mootori- ja liikumisteenuse algoritme, sealhulgas põhialgoritme, näiteks andurivabad vaatlejad ja tarkvarakogu, samuti täieliku juhtimiskoodi GUI konfigureeritavusega.
MCU -d tööstusakeste jaoks
Autojuhid
Toiteseadmed ja autojuhid peavad esitama soovitud juhtimismeetmed, tavaliselt PWM -i kujul, kus töötsükkel tähistab toimingut. PWMi impulsside täpne juhtimine on oluline, mis tähendab, et juht peab tagama vajaliku ajami intensiivsuse koos väikseima võimaliku ajastushälbega; Toiteseade peab täpselt kavandatud ajal sisse ja välja lülitama. Sellised draiverid on tänapäeval hõlpsasti saadaval, lisafunktsioonide nagu ülevoolu ja termiline kaitse. Uued laia ribalaiuse toiteseadmed tagavad kiire ja täpse sisse- ja väljalülitamise ajastuse. Laia ribalaiuse seadmete kiire lülituskiirus ja madal lülituskaod võimaldavad kiiret stabiilsust ja jõudlust kiireks juhtimissilmusteks.
Lisaks täpsusele nõuavad paljud rakendused mootori juhtimise kujundust, mis on piisavalt kompaktsed, et kasutada integreeritud voolu ja toiteallika moodulitega draivereid.
Järeldus
Täppis liikumise juhtimine on tööstuslike draivide jaoks kriitilise tähtsusega. Tehnilised lahendused käsitlevad kõiki kolme alamsüsteemi, mis on aluseks reaalajas kontrollkujundus, sensor, töötlemine ja aktiveerimine, ja need on loodud täpse liikumise juhtimise võimaldamiseks.