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A flexibilidade dos chips de controle de movimento

chips de controle de movimento

Off-the-shelf motion control chips or integrated circuits (ICs) are highly flexible and can in fact be used to control many other types of system, as Gerard Bush of INMOCO illustrates here.

Os sistemas de controle de movimento dependem de mudar a velocidade de um ou mais motores para alcançar um determinado resultado. Por exemplo, a colocação de cola e o perfil a seguir usam tipicamente dois atuadores lineares accionados por motor, configurados perpendicularmente uns aos outros.

Se você ativar apenas um motor a uma velocidade constante, o resultado é um movimento de linha reta em uma direção. Ative ambos os motores na mesma velocidade e você obtém uma linha diagonal reta. Ative os dois, mas continue alterando sua velocidade relativa e você obtém uma linha curva que pode ser necessária para colocar cola em torno da periferia de uma grande letra de vinil antes de montar em uma placa para fazer um sinal.

A curva de colocação de cola é analógica, ou seja, ela varia de forma constante em vez de passar de um ponto discreto ou "valor" para o próximo. No entanto, a maioria dos sistemas de controle de movimento modernos são baseados em controladores digitais não analógicos e curvas aproximadas, movendo-se em pequenos passos entre os valores do ponto de ajuste. Este arranjo funciona bem e, de fato, é o fundamento da maioria dos sistemas de controle de movimento da curva em uso hoje.

O mesmo princípio de seguimento da curva, usando uma série de pequenas etapas discretas, pode ser aplicado a muitos outros sistemas analógicos, incluindo controle de pressão e temperatura. Para entender como isso pode funcionar, podemos observar um exemplo no qual um IC padrão é usado para controlar a pressão de uma câmara de reação.

O controle de pressão de alta precisão é um requisito comum para muitos processos físicos em indústrias bioquímicas, semicondutoras e de controle de processo. Os designers de máquinas OEM precisam de uma solução prateada e econômica para recipientes de câmara única e múltipla que fornecem controle de PID (proporcional, integral, derivado) preciso e perfis de controle de pressão flexíveis. Isso pode ser alcançado usando um IC do controlador PID Magellan®, conforme disponível no Reino Unido através do INMOCO.

A família de CI Magellan® é mais conhecida por fornecer controle de movimento baseado em chip de alto desempenho. Eles estão disponíveis nas versões 1, 2, 3 e eixo 4 e podem ser usados ​​com diferentes tipos de motores (configuráveis ​​pelo software do usuário), incluindo DC escovado, brushless e stepper, e em sistemas tão diversos quanto o perfil seguinte, escolher e colocar, braços robóticos, laboratório e equipamentos médicos. Eles são projetados para aplicações exigentes e precisas e estão igualmente em casa em aplicações não movidas, tais controle de válvulas de pressão e monitoramento de temperatura.

O princípio básico para o controle de pressão de uma câmara de reação é baseado em um sensor de pressão linear que emite uma tensão analógica, condicionamento de sinal, um circuito de conversão analógico-digital (A / D), um IC de controle Magellan® PID, um condicionamento de sinal de saída e uma válvula de fluxo controlada por tensão. Um PC host ou um microprocessador também são necessários para se comunicar com o IC do controlador PID e fornecer o seqüenciamento e controle geral da câmara de reação ou câmaras. O IC, em vez do seu dever habitual de controle do motor, fornece a geração de perfil de controle de pressão e controle de pressão PID.

Em um sistema de controle de pressão, o IC recebe uma entrada de palavra paralela da voltagem analógica depois de ser convertida em um sinal digital. O modo de saída é usado para criar uma tensão de comando para a válvula usando um chip de entrada de entrada SPI. (SPI ou barramento de interface periférica serial é uma interface de comunicação serial síncrona usada para comunicação de curta distância, principalmente em sistemas embarcados).

É possível usar vários tipos diferentes de sinais de controle de válvula, como os sinais 4-20mA e +/- 10V DC, cuja escolha ditará o chip de transmissão SPI a ser usado.

A arquitetura flexível do Magellan® IC pode ser usada para ajustar a pressão desejada, criar perfis de pressão com rampas lineares ou parabólicas e / ou definir condições de ponto de interrupção, como "mudar automaticamente para um novo perfil de alvo após o ponto de ajuste de pressão especificado ser alcançado".

A taxa de saída / saída PID é ajustável e precisa ser ajustada para atender às necessidades de sistemas individuais. Para controladores de pressão típicos, isso significa configurar o tempo de amostra do loop PID entre 10msec e 1sec.

O Magellan® IC também pode ser usado para controlar a temperatura. De fato, é comum controlar a pressão e a temperatura em uma única câmara de reação. Isso levaria dois "eixos de movimento" do IC do controle Magellan®. O princípio do controle é o mesmo; o sensor de entrada fornece uma leitura de temperatura em tempo real e a saída do PID conduz um aquecedor / refrigerador. Além disso, em vasos de reação de várias câmaras, o controle de "dois eixos" em cada câmara é necessário para fornecer temperatura e pressão para o sistema completo.

A gama de circuitos integrados Magellan® oferece soluções para muitos requisitos diferentes. Por exemplo, o MC58113 é um IC de eixo único com um ciclo de corrente digital integral e geração do sinal do interruptor do amplificador. Ele pode fornecer controle de posicionamento, velocidade e torque de motores, mas está igualmente em casa em outras funções, como pressão e controle de temperatura.

Thus we have seen that motion control ICs are in fact very flexible and can be used in a wide range of other control applications. The analogue input signals normally relating to acceleration and deceleration speed changes can in reality be representative of many other process parameters. This flexibility of use has many advantages such as reduced parts holding and designers being able to use chips with which they are already familiar.

Informador de Indústria de Processos

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