電機(jī)控制常常作為運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的一個(gè)環(huán)節(jié)(通常是電流環(huán),工作在力矩模式下),更著重于對(duì)電機(jī)的控制,一般包括位置控制、速度控制、轉(zhuǎn)矩控制三個(gè)控制環(huán),一般沒(méi)有規(guī)劃的能力(有部分驅(qū)動(dòng)器有簡(jiǎn)單的位置和速度規(guī)劃能力)。
運(yùn)動(dòng)控制往往是針對(duì)產(chǎn)品而言的,包含機(jī)械、軟件、電氣等模塊,例如機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)等等,是對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的位置、速度等進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制管理,使其按照預(yù)期的運(yùn)動(dòng)軌跡和規(guī)定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的一種控制。
兩者有部分內(nèi)容是重合的:位置環(huán)/速度環(huán)/轉(zhuǎn)距環(huán)可以在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器中實(shí)現(xiàn),也可以在運(yùn)動(dòng)控制器中實(shí)現(xiàn),因此兩個(gè)屬于容易混淆。
基本架構(gòu)組成
一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的基本架構(gòu)組成包括:
運(yùn)動(dòng)控制器:用以生成軌跡點(diǎn)(期望輸出)和閉合位置反饋環(huán)。許多控制器也可以在內(nèi)部閉合一個(gè)速度環(huán)。
運(yùn)動(dòng)控制器主要分為三類(lèi),分別是PC-based、控制器、PLC。其中PC-based運(yùn)動(dòng)控制器在電子、EMS等行業(yè)被廣泛應(yīng)用;控制器的代表行業(yè)是風(fēng)電、光伏、機(jī)器人、成型機(jī)械等等;PLC則在橡膠、汽車(chē)、冶金等行業(yè)備受青睞。
驅(qū)動(dòng)或放大器:用以將來(lái)自運(yùn)動(dòng)控制器的控制信號(hào)(通常是速度或扭矩信號(hào))轉(zhuǎn)換為更高功率的電流或電壓信號(hào)。更為*的智能化驅(qū)動(dòng)可以自身閉合位置環(huán)和速度環(huán),以獲得更精確的控制。
執(zhí)行器:如液壓泵、氣缸、線性執(zhí)行機(jī)或電機(jī),用以輸出運(yùn)動(dòng)。
反饋傳感器:如光電編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器或霍爾效應(yīng)設(shè)備等,用以反饋執(zhí)行器的位置到位置控制器,以實(shí)現(xiàn)和位置控制環(huán)的閉合。
眾多機(jī)械部件用以將執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)換為期望的運(yùn)動(dòng)形式,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(zhuǎn)軸承。
從運(yùn)動(dòng)控制器看運(yùn)動(dòng)控制
運(yùn)動(dòng)控制的出現(xiàn)更加促進(jìn)機(jī)電控制的解決方案,比如以前凸輪和齒輪都需要機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn),現(xiàn)在可以使用電子凸輪、電子齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn),消除了機(jī)械實(shí)現(xiàn)過(guò)程的回程、摩擦和磨損等。
成熟的運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品不僅僅需要提供路徑規(guī)劃、前瞻控制、運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)、插補(bǔ)、運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的指令輸出等,還需要具備工程配置軟件(如SIMOTION的SCOUT)、語(yǔ)法解釋器(不僅是指自己的語(yǔ)言,而且包括IEC-61131-3的PLC語(yǔ)言支持)、簡(jiǎn)單的PLC功能、PID控制算法實(shí)現(xiàn)、HMI交互接口、故障診斷接口,高級(jí)的運(yùn)動(dòng)控制器還能夠?qū)崿F(xiàn)安全控制等。
SIEMENS 3SE2120-1GW 開(kāi)關(guān)
SIEMENS 6SE7038-6GL84-1BG2 IVI板
SIEMENS 6SE7090-0XX84-0AB0 主板
SIEMENS 440-2UD31-1CA1(帶中文面板) 變頻器
SIEMENS 440-2UD22-2BA1(帶中文面板) 變頻器
SIEMENS 6SN1123-1AA00-0DA2 驅(qū)動(dòng)
SIEMENS 6SN1227-2ED10-0HA0 模塊
SIEMENS 6SN1118-1NH01-0AA1 控制軸卡
品牌 型號(hào) 品名
西門(mén)子 77-16 傳感器
西門(mén)子 6ES7972-0AB01-0XA0 模塊
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西門(mén)子 EXM 438-1 6DD1607-0CA1 模塊
西門(mén)子 6SE6400-0BE00-0AA1 操作面板
西門(mén)子 6ES7 158-0AD01-0XA0 模塊
西門(mén)子 6EP1437-3BA00 電源
西門(mén)子 6SE6430-2UD33-7EBO 變頻器
西門(mén)子 6ES7972-0AA02-0XA0 6ES7972-0AA02-0XA0
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西門(mén)子 6ES7972-0AA02-0XA0 中繼器
西門(mén)子 5SX21-D10 斷路器
西門(mén)子 6ES7972-0CA23-0XA0 編程線纜