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A flexibilidade dos chips de controle de movimento

chips de controle de movimento

Os chips de controle de movimento ou os circuitos integrados (ICs) disponíveis no mercado são altamente flexíveis e podem, de fato, ser usados ​​para controlar muitos outros tipos de sistema, como Gerard Bush, do INMOCO, ilustra aqui.

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, isto é, varia constantemente, em vez de passar de um ponto discreto ou "valor" para o seguinte. No entanto, os sistemas de controle de movimento mais modernos são baseados em controladores digitais, não analógicos e curvas aproximadas, movendo-se em pequenos passos entre os valores de ponto de ajuste. Esse arranjo funciona bem e, de fato, é a base da maioria dos sistemas de controle de movimento que seguem a curva atualmente em uso.

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 nas indústrias bioquímicas, de semicondutores e de controle de processos. Os projetistas de máquinas OEM precisam de uma solução pronta para uso e econômica para vasos de câmara única e múltipla que forneça um controle PID (proporcional, integral, derivativo) e perfis de controle de pressão flexíveis. Isto pode ser conseguido usando um controlador IC Magellan® PID, disponível no Reino Unido através do INMOCO.

A família Magellan® de CIs é mais conhecida por fornecer controle de movimento baseado em chip de alto desempenho. Eles estão disponíveis nas versões 1, 2, 3 e 4 e podem ser usados ​​com diferentes tipos de motores (configuráveis ​​pelo software do usuário), incluindo escovado, brushless DC e stepper, e em sistemas tão diversos quanto o seguinte, Escolha e lugar, braços robóticos, laboratório e equipamentos médicos. Eles são projetados para aplicações exigentes e precisas e estão igualmente à vontade em aplicações sem movimento, como controle de válvula 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 produz uma tensão analógica, condicionamento de sinal, um circuito de conversão analógico-digital (A / D), um controlador Magellan® PID, condicionamento de sinal de saída e uma válvula de fluxo controlada por tensão. Um PC hospedeiro ou microprocessador também é necessário para se comunicar com o controlador PID IC e fornecer sequenciamento geral e controle da câmara de reação ou câmaras. O IC, em vez de seu controle usual 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 definir 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 destino depois que um ponto de ajuste de pressão especificado for atingido'.

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 ocuparia dois 'eixos de movimento' do CI de 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 aciona um aquecedor / resfriador. Além disso, em recipientes de reação de câmaras múltiplas, o controle de 'dois eixos' em cada câmara é necessário para fornecer temperatura e pressão para o sistema completo.

A gama Magellan® de CIs oferece soluções para muitos requisitos diferentes. Por exemplo, o MC58113 é um IC de eixo único com um loop de corrente digital integrado e geração de sinal de chave amplificadora. Ele pode fornecer controle de posicionamento, velocidade e torque dos motores, mas é igualmente usado em outras tarefas, como pressão e controle de temperatura.

Assim, vimos que os ICs de controle de movimento são, na verdade, muito flexíveis e podem ser usados ​​em uma ampla gama de outras aplicações de controle. Os sinais de entrada analógicos normalmente relacionados às mudanças de velocidade de aceleração e desaceleração podem, na realidade, ser representativos de muitos outros parâmetros do processo. Essa flexibilidade de uso tem muitas vantagens, como a redução de peças armazenadas e os projetistas que podem usar chips com os quais já estão familiarizados.

Informador de Indústria de Processos

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