工業(yè)控制與自動化領域中運動控制器的作用
導語:工業(yè)控制首要分兩個方向,一個是用于機械行業(yè)的運動控制,另一個是用于化工行業(yè)的過程控制。而運動控制指的是一種起源于早期的伺服系統(tǒng),也就是說,運動控制其實是基于電動機,實現(xiàn)物體對于角位移、速度、轉矩等物理量改變的控制。
作為一個工控人,時常都會提到運動控制。那么,什么是運動控制?在工業(yè)控制與自動化范疇中,運動控制器的作用是什么呢?
什么是運動控制
運動控制,也可叫做電力拖動控制;它是自動化的一個分支,其動力源大部分都基于電動機。
也就是說,運動控制其實是基于電動機,實現(xiàn)物體對于角位移、速度、轉矩等物理量改變的控制。
這里面,又將運動控制進行劃分為兩個方向,一個是用于機械行業(yè)的運動控制,另一個是用于化工行業(yè)的過程控制。
在上面提到,運動控制其實是基于電動機的,這里的電動機指的是伺服電機;
如果一套單機設備上只用了一臺伺服電機,這種情況下是更注重于對電機的一個控制,如位置、速度、轉矩的控制;這個例子,是想單臺電機控制只是運動控制的一個環(huán)節(jié)。
而運動控制主要是針對產(chǎn)品,整體包含機械(電動機只是機械中的零配件)、電氣、軟件等,是對機械運動部件的位置、速度等進行實時的控制管理,使其按照預定的控制方案轉變?yōu)槠谕?/span>機械運動的控制。
運動控制系統(tǒng)多種多樣,但從基本結構上看,一個典型的現(xiàn)代運動控制系統(tǒng)的硬件主要由:上位機、運動控制器、功率驅動裝置、電動機、執(zhí)行機構和傳感器反饋檢測裝置等部分組成。
電機控制與運動控制
電機控制和運動控制是不同的。
從關注點來說,電機控制(這兒指伺服電機)首要關注的是控制單個電機的轉距、速度、方位中的一個或多個參數(shù)到達給定值。而運動控制首要關注點在于和諧多個電機,完結指定的運動(組成軌道、組成速度),比較著重軌道規(guī)劃、速度規(guī)劃、運動學轉化;比方數(shù)控機床里面要和諧XYZ軸電機,完結插補動作。
電機控制常常作為運動控制系統(tǒng)的一個環(huán)節(jié)(一般是電流環(huán),作業(yè)在力矩方式下),更著重于對電機的控制,一般包括方位控制、速度控制、轉矩控制三個控制環(huán),一般沒有規(guī)劃的才能(有部分驅動器有簡單的方位和速度規(guī)劃才能)。
運動控制往往是針對產(chǎn)品而言的,包括機械、軟件、電氣等模塊,例如機器人、無人機、運動渠道等等,是對機械運動部件的方位、速度等進行實時的控制管理,使其依照預期的運動軌道和規(guī)則的運動參數(shù)進行運動的一種控制。
兩者有部分內容是重合的:方位環(huán)/速度環(huán)/轉距環(huán)能夠在電機的驅動器中完成,也能夠在運動控制器中完成,因而兩個屬于簡單混淆。
運動控制器
運動控制器:指以中央邏輯控制單元為核心、以傳感器為信號敏感元件、以電機或動力裝置和執(zhí)行單元為控制對象的一種控制裝置。
運動控制系統(tǒng)圖
由運動控制器發(fā)出命令,給驅動機構進行功率放大,將放大后的信號傳給執(zhí)行機構(伺服電機),伺服電機自帶編碼器,能夠實現(xiàn)半閉環(huán)控制;
伺服電機又傳動機構控制機械,在機械裝置上安裝了光柵尺(也是編碼器),實現(xiàn)全閉環(huán)控制。
操作人員在現(xiàn)場可通過人機界面去進行整個環(huán)節(jié)的調試操作。
根本架構組成
一個運動控制系統(tǒng)的根本架構組成包括:
運動控制器:用以生成軌道點(希望輸出)和閉合方位反應環(huán)。許多控制器也能夠在內部閉合一個速度環(huán)。
運動控制器首要分為三類,分別是PC-Based、專用控制器、PLC。其中PC-Based運動控制器在電子、設備機床等職業(yè)被廣泛使用;專用控制器的代表職業(yè)是風電、光伏、機器人、成型機械等等;PLC則在橡膠、汽車、冶金等職業(yè)備受喜愛。
驅動或放大器:用以將來自運動控制器的控制信號(一般是速度或扭矩信號)轉化為更高功率的電流或電壓信號。更為先進的智能化驅動能夠自身閉合方位環(huán)和速度環(huán),以獲得更準確的控制。
執(zhí)行器:如液壓泵、氣缸、線性執(zhí)行機或電機,用以輸出運動。
反應傳感器:如光電編碼器、旋轉變壓器或霍爾效應設備等,用以反應執(zhí)行器的方位到方位控制器,以完成和方位控制環(huán)的閉合。
很多機械部件用以將執(zhí)行器的運動方式轉化為希望的運動方式,它包括齒輪箱、軸、滾珠絲杠、齒形帶、聯(lián)軸器以及線性和旋轉軸承。
頂控科技MT系列運控一體機
頂控科技MT系列運控一體機,是團隊采用獨創(chuàng)計數(shù),精心打造的高集成度、高可靠性、高性價比、內置TtherCAT主站的運控一體機產(chǎn)品。
MT系列運控一體機產(chǎn)品,支持 EtherCAT 總線控制,通過 RS485、以太網(wǎng)和 EtherCAT 接口可以實現(xiàn)多層次網(wǎng)絡通信??闪戕D換邏輯替換三菱多軸運控項目,總線32軸與脈沖控制于一體,支持插補聯(lián)動。
MT系列運控一體機的主要特點:
1、 頂控科技MT系列運控一體機擁有豐富的運動控制功能,讓您的設備精確運動無誤,配合完整且嚴格的軟件測試過程,使得運控一體機穩(wěn)定可靠,值得信賴。
2、 支持EtherCAT通信總線高性能運控一體機,具備強大的運動控制;運動控制功能符合PLCopen規(guī)范,可實現(xiàn)最大38軸的運動控制。
3、靈活的網(wǎng)絡特性,支持EtherCAT、以太網(wǎng)、WIFI、RS485、RS422、RS232讓信息化與自動化無縫連接。
4、 支持多路高速計數(shù)和高速脈沖功能,高速計數(shù)常規(guī)12路單相20OKHz,高速脈沖特殊定制6路200KHZ輸出。
5、頂控科技運控一體機采用Cortex-A8 CPU,采用7寸真彩TFT1024*600,采用觸控面板4線電阻式,采用4G閃存和采用強大功能的軟件,友好的圖形化界面,簡化您的應用。
6、觸摸屏和PLC可分別加密,觸摸屏可徹底禁止讀取程序,并且不能修改時鐘數(shù)據(jù)。
7、 PLC編程兼容軟件GXWorks2,觸摸屏使用AutoICD編程軟件。
提交
頂控科技PLC一體機在冷彎成型機2沖1切
頂控科技五軸機械手控制系統(tǒng)制造行業(yè)應用
頂控科技機械手控制系統(tǒng)雙Z軸桁架機械手上
頂控科技MT運控一體機在自動經(jīng)編機上應用
頂控科技注塑機械手控制系統(tǒng)上下料應用方案