工业控制与自动化领域中运动控制指的是什么

导语: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。

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:用以生成轨道点(希望输出)和闭合方位反应环。许多也能够在内部闭合一个速度环。

运动首要分为三类,分别是PC-Based、专用、PLC。其中PC-Based运动在电子、设备机床等职业被广泛使用;专用的代表职业是风电、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,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,高级的运动还能够完成安全控制等。

运动控制之开展趋势

就运动来说,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。

专用在一段时间内仍将是工业机器人职业首要的运动类型。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运动为主,PC-Based运动的使用刚刚起步,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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