运动控制器的基本概念

来源:未知日期:2018/04/16 22:03 浏览:

运动控制器是一些电子器件(越来越多的集成方案)运行软件来控制自动化机械部件的运动。这意味着这些控制器具有智能,可以指挥电动执行器(基于电动马达)或液压或气动执行器。

尽管运动控制器通常是针对移动设备,但它们与其他控制系统在过程应用中与自动化控制器有一些共同点。这些工艺设置主要用于批量加工材料、环境控制以及食品和饮料、石油和天然气、造纸和泵、化学制造等不同行业的类似任务。大部分处理器和计算机硬件都是类似的,所用软件在历史和形式上都很常见。

当集成到一台机器中时,运动控制器会触发轴在开环(如大多数步进电机设计)或闭环(借助反馈)时遵循设定值。然后这些信号进入轴驱动器,最终促使执行器做出动作。

另外,运动控制器与电动机的配对越来越普遍采用工业界称之为智能驱动器的形式 - 我们之前提到的电器单元包括了控制电子装置和电机供电的电路。这些相对较新的产品强化了放大器的适用性- 它们将低功率控制信号放大作为电源的驱动信号。

更具体地说,一些制造商的驱动集成控制在一个开放的自动化平台上集成了驱动功能、运动控制和流程逻辑。这种基于IEC 61131-3标准的运动控制可以执行复杂的运动任务,甚至可以在需要实时协调运动轴的机器中充当主机或从机。

一些运动控制器迭代更进一步包含应用程序特定的功能。这些让设计工程师能够访问核心控制器软件,并以高级语言创建自己的IIoT功能和其他机器功能。

其他运动控制器应用包括机器人、包装、印刷、半导体制造、材料处理、装配、仓库自动化以及许多其他使用机器的行业。

简单应用中的运动控制器可以运行速度控制方案或位置控制。这里,运动轨迹可以遵循三角形,梯形或S形速度曲线上的点对点轨迹。另一种常用的运动控制器操作模式是压力或力控制。相反,使用电子凸轮,运动控制器使用软件将从轴的行为与主轴的行为联系起来。

例如,当运动控制器运行阻抗控制 - 一种20世纪80年代开创的控制形式,以通过软件从气动驱动轴和电机驱动轴获得有意识的行为时,它可以帮助机器轴灵巧地操纵物体或在工厂人员附近进行安全操作。这对拾取和放置以及其他软机器人,康复或机器人任务特别有用。实际上,一些带有可变阻抗执行器的电动执行器需要运动控制器,这些运动控制器以串联方式提供功率输入,以实时调整刚度。

今天的运动控制器网络已经变得至关重要 - 特别是对精度和同步要求比以往更严格。通过专有协议和串行网络硬件能够实现PROFIBUS等现场总线网络连接。IEC现场总线也适用于当今许多运动控制器。值得注意的是,虽然有些现场总线仍然提供比非确定性法人以太网设置更高的可靠性,但以太网速度现在已经成为业界的主流。五种实时协议提供确定性网络,这对许多运动控制器功能非常重要,包括EtherNet / IP,EtherCAT,CC-Link,PROFINET和SERCOS III的通用工业协议或CIP产品。