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运动控制主要涉及步进电机、伺服电机的控制,控制结构模式一般是:控制装置 驱动器 (步进或伺服)电机。
控制装置可以是PLC系统,也可以是专用的自动化装置(如运动控制器、运动控制卡)。PLC系统作为控制装置时,虽具有PLC系统的灵活性、一定的通用性,但对于精度较高,如-插补控制,反应灵敏的要求时难以做到或编程非常困难,而且成本可能较高。
随着技术进步和技术积累,运动控制器应运而生了,它把一些普遍性的、特殊的运动控制功能固化在其中—如插补指令,用户只需组态、调用这些功能块或指令,这样减轻了编程难度,性能、成本等方面也有优势。
也可以这样理解:PLC的使用是一种普通的运动控制装置。运动控制器是一种特殊的PLC,专职用于运动控制.
控制器的架构组成
一个运动控制器用以生成轨迹点(期望输出)和闭合位置的反馈环。许多控制器也可以在内部闭合一个速度环。比较输出功能指在运动过程中,位置到达设定的坐标点时,运动控制器输出一个或多个开关量,而运动过程不受影响。 一个驱动器或放大器用来将运动控制器的控制信号(通常是速度或扭矩信号)转换为更高功率的电流或电压信号。更为***的智能化驱动可以自身闭合位置环和速度环,以获得更准确的控制。 一个执行器如液压泵、气缸、线性执行机构或电机用以输出运动。一个反馈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馈执行器的位置到位置控制器,以实现和位置控制环的闭合。
众多机械部件用以将执行器的运动形式转换为期望的运动形式,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。 通常,一个运动控制系统的功能包括:速度控制和点位控制(点到点)。有很多方法可以计算出一个运动轨迹,它们通常基于一个运动的速度曲线如三角速度曲线,梯形速度曲线或者S型速度曲线。其中的运动控制器是指以***逻辑控制单元为核心、以传感器为信号敏感元件、以电机或动力装置和执行单元为控制对象的一种控制装置。如 电子齿轮(或电子凸轮)。也就是从动轴的位置在机械上跟随一个主动轴的位置变化。一个简单的例子是,一个系统包含两个转盘,它们按照一个给定的相对角度关系转动。电子凸轮较之电子齿轮更复杂一些,它使得主动轴和从动轴之间的随动关系曲线是一个函数。这个曲线可以是非线性的,但必须是一个函数关系。
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控制器的行业发展
机床,纺织机械,橡塑机械,印刷机械和包装机械行业约占中国运动控制市场销售额的80%以上,现在和将来都会是运动控制器的主要市场。按照使用动力源的不同,运动控制主要可分为以电动机作为动力源的电气运动控制、以气体和流体作为动力源的气液控制和以燃料(煤、油等)作为动力源的热机运动控制等。而食品饮料机械和科研设备行业对运动控制器的需求由于和人民生活紧密相关,这些终端消费一直处于稳定增长中,所以这一类机械行业对运动控制器的需求是稳定增长的。
虽然电子和半导体机械设备行业在2008年底受到了一些冲击,但运动控制器在电子和半导体机械中的应用一直在增长,2009年和2010年由于对电子制造业的庞大资金投入和终端消费的拉动,运动控制器在电子和半导体机械设备中的销售强劲反弹。而大中型PLC,包括某公司的控制器“一条龙”应用计划、自主可控PLC系列产品研发和产业化、安全可控可编程逻辑控制器(PLC)、PLC控制器软件及硬件平台的优化设计与研发等项目进入名单。中国作为全世界重要的电子制造业基地之一,电子制造,电子组装和半导体设备的需求和产量都稳定增长,这些产业在相当长的时间内都不会大规模转移到其他成本更低的***,所以今后几年运动控制器在电子和半导体机械设备行业的销售还会保持较快增长。
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运动控制器的维护
运动控制器正常巡视检查。它包括有人值班场所(如变电站的低配室)的交接班例行检查,高峰负荷期的巡视以及无人值班场所(如供电干线的电气竖井)的夜间无照明巡视和不定时巡视。在一些只需要低速点位运动控制和轨迹要求不高的轮廓运动控制场合应用。其巡视周期可根据具体工作场所和条件而定。但变电站的巡视,除交接班时值班人员的例行检查外,通常还应在每天的10点、15点、20点、22点及凌晨4点各巡视一次。上述巡视时间可根据各饭店情况加以调整,但原则上不得少于上述次数。
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