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La flessibilità dei chip di controllo di movimento

Chip di controllo del movimento

I circuiti integrati di controllo del movimento oi circuiti integrati (IC) sono molto flessibili e possono infatti essere usati per controllare molti altri tipi di sistemi, come illustra qui Gerard Bush di INMOCO.

I sistemi di controllo del movimento si basano sul cambiare la velocità di uno o più motori per ottenere un determinato risultato. Ad esempio, la posa di colla e il profilo di seguito usano tipicamente due attuatori lineari motori orientati perpendicolarmente l'uno all'altro.

Se si attiva un solo motore ad una velocità costante, il risultato è un movimento lineare in una direzione. Attivare entrambi i motori alla stessa velocità e si ottiene una linea retta diagonale. Attivare entrambi ma continuare a cambiare la loro velocità relativa e si ottiene una linea curva che può essere necessario per posare la colla intorno alla periferia di una grande lettera vinilica prima di montare su una scheda per fare un segno.

La curva di posa della colla è analogica, vale a dire che varia in modo costante piuttosto che passare da un punto discreto o da "valore" a quello successivo. Tuttavia, i più moderni sistemi di controllo del movimento sono basati su controllori digitali non analogici e curve approssimative muovendo in piccoli passi tra i valori del set point. Questa disposizione funziona bene ed è infatti la base della maggior parte delle curve seguendo i sistemi di controllo del movimento in uso oggi.

Lo stesso principio di curva che segue, utilizzando una serie di piccoli passi discreti, può essere applicato a molti altri sistemi analogici, compresi il controllo della pressione e della temperatura. Per capire come questo possa funzionare possiamo vedere un esempio in cui un IC standard viene utilizzato per controllare la pressione di una camera di reazione.

Il controllo di pressione ad alta precisione è un requisito comune per molti processi fisici nei settori biochimici, semiconduttori e di controllo dei processi. I progettisti di macchine OEM hanno bisogno di una soluzione off-the-shelf e conveniente per entrambi i vasi singoli e multipli che forniscono un preciso controllo PID (proporzionale, integrale, derivato) e profili flessibili di controllo della pressione. Ciò può essere ottenuto utilizzando un controller IC Magellan® PID, disponibile nel Regno Unito tramite INMOCO.

La famiglia di IC di Magellan® è meglio conosciuta per fornire un controllo di movimento basato su chip a elevate prestazioni. Sono disponibili nelle versioni 1, 2, 3 e 4 e possono essere utilizzate con diversi tipi di motori (impostabili dal software dell'utente), inclusi spazzolati, DC senza spazzole e stepper e in sistemi diversi come il seguito del profilo, Pick e place, bracci robotici, laboratori e attrezzature mediche. Sono progettati per applicazioni impegnative e precise e sono ugualmente a casa in applicazioni non di movimento come controllo valvola di pressione e monitoraggio della temperatura.

Il principio di base per il controllo della pressione di una camera di reazione è basato su un sensore di pressione lineare che emette una tensione analogica, un condizionamento del segnale, un circuito di conversione analogico-digitale (A / D), un regolatore PID Magellan® PID, E una valvola di flusso controllata dalla tensione. Un PC host o un microprocessore è anche necessario per comunicare con il controller PID IC e fornire sequenza e controllo complessivo della camera o delle camere di reazione. L'IC, piuttosto che il suo normale compito di comando del motore, fornisce la generazione del profilo di controllo della pressione e il controllo della pressione PID.

In un sistema di controllo della pressione, l'IC riceve un ingresso a parola parallela dalla tensione analogica dopo che viene convertito in un segnale digitale. La sua modalità di uscita viene utilizzata per creare una tensione di comando alla valvola usando un chip di unità di ingresso SPI. (Il bus SPI o Serial Peripheral Interface è un'interfaccia di comunicazione seriale sincrona utilizzata per la comunicazione a breve distanza, principalmente nei sistemi embedded.)

È possibile utilizzare diversi tipi di segnali di controllo della valvola, come segnali 4-20mA e +/- 10V DC, la cui scelta presuppone l'utilizzo del chip drive SPI.

L'architettura flessibile di Magellan® IC può essere utilizzata per impostare la pressione desiderata, creare profili di pressione con rampe lineari o paraboliche e / o impostare condizioni di breakpoint come 'cambia automaticamente in un nuovo profilo di destinazione dopo che è stato raggiunto un setpoint di pressione specificato'.

Il campione / uscita PID è regolabile e deve essere sintonizzato per soddisfare le esigenze dei singoli sistemi. Per i regolatori di pressione tipici, questo significa impostare il tempo di campionamento del ciclo PID tra 10msec e 1sec.

Magellan® IC può anche essere usato per controllare la temperatura. Infatti, è comune controllare sia la pressione che la temperatura in una singola camera di reazione. Ciò richiederebbe due "assi di movimento" del controllo IC Magellan®. Il principio di controllo è lo stesso; il sensore di ingresso fornisce una lettura della temperatura in tempo reale e l'uscita dal PID aziona un riscaldatore / raffreddatore. Inoltre, in recipienti di reazione a camere multiple, è necessario il controllo "a due assi" in ciascuna camera per fornire la temperatura e la pressione per l'intero sistema.

La gamma Magnetan® di IC offre soluzioni a molteplici esigenze. Ad esempio, il MC58113 è un IC singolo asse con un circuito integrato di corrente digitale e un generatore di segnale dell'interruttore di amplificatore. Può fornire il posizionamento, la velocità e il controllo della coppia dei motori, ma è altrettanto a casa per altre funzioni come la pressione e la regolazione della temperatura.

Così abbiamo visto che i circuiti di controllo del movimento sono infatti molto flessibili e possono essere utilizzati in un'ampia gamma di altre applicazioni di controllo. I segnali di ingresso analogico normalmente relativi a cambi di velocità di accelerazione e decelerazione possono in realtà essere rappresentativi di molti altri parametri di processo. Questa flessibilità di utilizzo presenta molti vantaggi, come ad esempio ridurre le parti in possesso e che i progettisti possano utilizzare i chip con i quali sono già noti.

Process Industry Informer

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