运动系统提供精确的电机控制

控制电机是自动化制造的重要组成部分。

一种控制方法是使用传统的“当当”马达启动器，它本质上是大电流的开关。对于需要精确的电机位置和速度控制的应用，包括在零速度下保持全转矩的能力，运动控制，或伺服控制系统被采用。

运动控制系统通常是闭环的。该系统包括控制器(计算机)、放大器、电机和编码器。控制器包含运动剖面，并向放大器发送指令。放大器也被称为驱动器，接收低压控制信号，并在足够的电流中输出剖面来驱动电机。编码器是附在电机上的反馈装置，它告诉控制器电机的速度、方向，有时还告诉控制器电机转子的位置。

选择一个控制器

Delta Computer Systems (www.deltamotion.com)的区域应用专家布拉德•史密斯(Brad Smith)定义了三种类型的控制器:针对特定应用(如注塑机)设计的专用运动控制器;通用、“可自由编程”的运动控制计算机;以及具有预编程功能和灵活总线接口的通用运动控制器。

专用的运动控制器通常为特定操作提供完整的独立解决方案，使其易于实现基本的运动功能。然而，这些系统是非常限制性的，通常只能由制造商修改或扩展。

“自由可编程”运动控制器(本质上是非编程计算机)提供了较低的硬件成本，但需要更多的初始开发和长期支持成本。尽管自由可编程的通用控制器具有高度灵活性的优点——实际上任何类型的控制方案都可以实现——但缺点是机器设计者必须承担所有设计维护的责任。

预编程的通用控制器提供了良好的灵活性和易用性的混合，可以成为液压系统设计者的理想折衷。控制器制造商开发和维护功能，允许机器设计者专注于机器控制问题。

瑞德利(Chris Radley)是伊利诺伊州罗克福德(Rockford)的高级产品线经理。Danaher Motion (www.danaher.com)提供了一些选择正确运动控制系统的技巧。

“就像一根链条的强度取决于它最薄弱的环节一样，”他说，“机器或系统的组成部分也是如此。”电机和驱动器的选择将对机器的整体成本、尺寸、可靠性和吞吐量产生重大影响。设计师可以采取许多措施来确保他们指定的组件将带来最大的可靠性和生产力。”

Radley说，首先要根据质量、力和运动轮廓来定义机器的结构和运动性能需求。重要的是要考虑到现有的设计可能无法处理由新技术提供的更高性能级别。

他的下一个建议是在设计过程的早期与有信誉的供应商合作。选择一个拥有广泛的专业知识、工程资源和可用产品的人。

第三，设计工程师应该利用制造商现有的资源，例如可以帮助解决运动系统需求的软件，并确定满足这些需求的组件。他们还可以与制造商的应用程序工程师密切合作，后者可以帮助解决软件包中不一定包含的无形问题。

根据Radley的说法，匹配组件是下一个重要的设计步骤。不匹配的电机和驱动器将导致性能低下和/或过热。对于每个运动轴，驱动器应与电机同时指定。如果这是不可能的，或者在电机选择过程中忽略了它，那么至关重要的是要确保稍后指定的驱动器补充电机和应用需求。

加里•Mintchell gmintchell@automationworld.com