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工业控制与自动化领域中,运动控制指的是什么?

2019年03月11日 15:51:46来源:旗众智能 作者:旗众智能 关键词:运动控制
  作为一个工控人,时常都会提到运动控制。那么,在工业控制与自动化范畴中,运动控制究竟指的是什么呢?
 
  电机控制与运动控制有何区别?
 
  根本架构组成是怎样的?
 
  运动控制开展趋势如何?
 
  ......
 
  让我们一起来了解一下!
 
  工业控制首要分两个方向,一个是运动控制,一般用于机械范畴;另一个就是过程控制,一般使用于化工范畴。而运动控制指的是一种起源于早期的伺服系统,基于电动机的控制,以完成物体对角位移、转矩、转速等等物理量改动的控制。
 
  电机控制与运动控制
 
  电机控制和运动控制是不同的。
 
  从关注点来说,电机控制(这儿指伺服电机)首要关注的是控制单个电机的转距、速度、方位中的一个或多个参数到达给定值。而运动控制首要关注点在于和谐多个电机,完结指定的运动(组成轨道、组成速度),比较着重轨道规划、速度规划、运动学转化;比方数控机床里面要和谐XYZ轴电机,完结插补动作。
 
  电机控制常常作为运动控制系统的一个环节(一般是电流环,作业在力矩方式下),更着重于对电机的控制,一般包括方位控制、速度控制、转矩控制三个控制环,一般没有规划的才能(有部分驱动器有简单的方位和速度规划才能)。
 
  运动控制往往是针对产品而言的,包括机械、软件、电气等模块,例如机器人、无人机、运动渠道等等,是对机械运动部件的方位、速度等进行实时的控制管理,使其依照预期的运动轨道和规则的运动参数进行运动的一种控制。
 
  两者有部分内容是重合的:方位环/速度环/转距环能够在电机的驱动器中完成,也能够在运动控制器中完成,因而两个属于简单混淆。
 
  根本架构组成
 
  一个运动控制系统的根本架构组成包括:
 
  运动控制器:用以生成轨道点(希望输出)和闭合方位反应环。许多控制器也能够在内部闭合一个速度环。
 
  运动控制器首要分为三类,分别是PC-Based、专用控制器、PLC。其中PC-Based运动控制器在电子、设备机床等职业被广泛使用;专用控制器的代表职业是风电、光伏、机器人、成型机械等等;PLC则在橡胶、汽车、冶金等职业备受喜爱。
 
  驱动或放大器:用以将来自运动控制器的控制信号(一般是速度或扭矩信号)转化为更高功率的电流或电压信号。更为先进的智能化驱动能够自身闭合方位环和速度环,以获得更准确的控制。
 
  执行器:如液压泵、气缸、线性执行机或电机,用以输出运动。
 
  反应传感器:如光电编码器、旋转变压器或霍尔效应设备等,用以反应执行器的方位到方位控制器,以完成和方位控制环的闭合。
 
  很多机械部件用以将执行器的运动方式转化为希望的运动方式,它包括齿轮箱、轴、滚珠丝杠、齿形带、联轴器以及线性和旋转轴承。
 
  从运动控制器看运动控制
 
  运动控制的呈现愈加促进机电控制的解决方案,比方以前凸轮和齿轮都需求机械结构完成,现在能够使用电子凸轮、电子齿轮来完成,消除了机械完成过程的回程、冲突和磨损等。
 
  老练的运动控制产品不仅仅需求供给途径规划、前瞻控制、运动和谐、插补、运动学正逆解和驱动电机的指令输出等,还需求具有工程配置软件、语法解释器、简单的PLC功用、PID控制算法完成、HMI交互接口、故障诊断接口,高级的运动控制器还能够完成安全控制等。
 
  运动控制之开展趋势
 
  就运动控制器来说,跟着职业使用的扩展,我国运动控制商场逐渐老练,在机床、雕刻机、半导体、工业机器人、EMS、物料转移等大都下游机械职业均获得不错的开展。
 
  由于运动控制的目标,是要完结生产线流程制作产品,在中心的运动控制过程,其实并不是最最重要,反而是如何能正确实时的到达要求,才是最重要的功用;加上现在各种产品精细度要求愈来愈高,对制程要求也愈来愈严苛,而运动控制讲究实时与精准,要到达最佳化,就得整合各种相关技术,这样的整合被视为难度最高的控制技术。
 
  专用控制器在一段时间内仍将是工业机器人职业首要的运动控制器类型。电子职业、半导体职业PC-Based运动控制商场开展稳定,增速在17%左右。物流职业对机器视觉功用的需求添加,导致PC-Based份额也逐渐添加。在传统印刷机械上仍然以PLC运动控制器为主,PC-Based运动控制器的使用刚刚起步,在新兴的数码印刷机械上使用较多,未来将小幅增长。
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