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La flexibilité des chips de contrôle de mouvement

Chips de contrôle de mouvement

Les puces de contrôle de mouvement ou les circuits intégrés (CI) sont très flexibles et peuvent en fait être utilisés pour contrôler de nombreux autres types de systèmes, comme l'illustre Gérard Bush d'INMOCO ici.

Les systèmes de commande de mouvement dépendent de la modification de la vitesse d'un ou de plusieurs moteurs afin d'obtenir un résultat donné. Par exemple, la pose de la colle et le profil suivant utilisent généralement deux actionneurs linéaires entraînés par moteur définis perpendiculairement les uns aux autres.

Si vous activez un seul moteur à une vitesse constante, le résultat est un mouvement de ligne droite dans un sens. Activez les deux moteurs à la même vitesse et vous obtenez une ligne droite en diagonale. Activez-les tous les deux, mais modifiez leur vitesse relative et vous obtenez une ligne courbe qui peut être nécessaire pour déposer de la colle autour de la périphérie d'une grande lettre en vinyle avant de monter sur une carte pour faire un signe.

La courbe de pose de colle est analogue, c'est-à-dire qu'elle varie de manière constante plutôt que de passer d'un point discret ou d'une «valeur» à l'autre. Cependant, la plupart des systèmes modernes de contrôle de mouvement sont basés sur des contrôleurs numériques non analogiques et des courbes approximatives en se déplaçant en petites étapes entre les valeurs de consigne. Cet arrangement fonctionne bien, et est en effet le fondement de la plupart des systèmes de contrôle de mouvement suivant la courbe utilisés aujourd'hui.

Le même principe de suivi de la courbe, en utilisant une série de petites étapes discrètes, peut être appliqué à de nombreux autres systèmes analogiques, y compris le contrôle de la pression et de la température. Pour comprendre comment cela fonctionne, nous pouvons regarder un exemple dans lequel un CI standard est utilisé pour contrôler la pression d'une chambre de réaction.

Le contrôle de la pression de haute précision est une exigence commune pour de nombreux procédés physiques dans les industries biochimiques, semi-conductrices et de contrôle des procédés. Les concepteurs de machines OEM ont besoin d'une solution rentable et rentable pour les navires à une ou plusieurs chambres qui fournissent des contrôles PID (proportionnels, intégrés, dérivés) précis et des profils de contrôle de pression flexibles. Cela peut être réalisé en utilisant un IC de contrôleur PID Magellan®, tel qu'il est disponible au Royaume-Uni via INMOCO.

La famille de circuits intégrés Magellan® est mieux connue pour fournir un contrôle de mouvement à haute performance basé sur les puce. Ils sont disponibles dans les versions 1, 2, 3 et 4 et peuvent être utilisés avec différents types de moteurs (configurables par le logiciel de l'utilisateur), y compris les DC sans brosses, brushless et stepper, et dans des systèmes aussi divers que le suivi du profil, Choisir et placer, bras robotisés, équipement de laboratoire et médical. Ils sont conçus pour des applications exigeantes et précises et sont également à la maison sur les applications sans mouvement telles que le contrôle des soupapes de pression et la surveillance de la température.

Le principe de base pour le contrôle de la pression d'une chambre de réaction est basé sur un capteur de pression linéaire qui émet une tension analogique, un conditionnement du signal, un circuit de conversion analogique-numérique (A / D), un contrôleur PID Magellan®, un signal de sortie Et une soupape de débit à commande de tension. Un PC hôte ou un microprocesseur est également nécessaire pour communiquer avec le circuit intégré du contrôleur PID et fournir un séquençage et un contrôle globaux de la ou des chambres de réaction. L'IC, plutôt que son devoir habituel de contrôle du moteur, fournit la génération de profil de contrôle de pression et le contrôle de la pression PID.

Dans un système de contrôle de pression, l'IC reçoit une entrée de mot parallèle depuis la tension analogique après son conversion en un signal numérique. Son mode de sortie est utilisé pour créer une tension de commande de la vanne à l'aide d'une puce de commande d'entrée SPI. (SPI ou Serial Peripheral Interface bus est une interface de communication série synchrone utilisée pour la communication à courte distance, principalement dans les systèmes embarqués.)

Il est possible d'utiliser plusieurs types différents de signaux de commande de soupape, tels que les signaux 4-20mA et +/- 10V DC, dont le choix dictera la puce de commande SPI à utiliser.

L'architecture flexible du Magellan® IC peut être utilisée pour définir la pression souhaitée, créer des profils de pression avec des rampes linéaires ou paraboliques et / ou définir des conditions de rupture telles que «changer automatiquement de nouveau profil cible après atteinte d'un point de consigne».

Le taux d'échantillonnage / sortie PID est réglable et doit être réglé pour répondre aux besoins des systèmes individuels. Pour les contrôleurs de pression typiques, cela signifie que le temps d'échantillonnage de la boucle PID entre 10msec et 1sec est possible.

Le Magellan® IC peut également être utilisé pour contrôler la température. En fait, il est courant de contrôler à la fois la pression et la température dans une seule chambre de réaction. Cela prendrait deux «axes de mouvement» du CI de contrôle Magellan®. Le principe de contrôle est le même; le capteur d'entrée fournit une lecture de température en temps réel et la sortie du PID entraîne un réchauffeur / refroidisseur. En outre, dans les cuves de réaction à chambres multiples, un contrôle «deux axes» dans chaque chambre est nécessaire pour fournir la température et la pression pour le système complet.

La gamme de circuits intégrés Magellan® offre des solutions à de nombreuses exigences différentes. Par exemple, le MC58113 est un IC à axe unique avec une génération de signal numérique et de commutation d'amplificateur intégré. Il peut assurer le positionnement, la vitesse et le contrôle du couple des moteurs, mais est également à la maison sur d'autres fonctions telles que la pression et la régulation de la température.

Ainsi, nous avons vu que les circuits intégrés de contrôle de mouvement sont en fait très flexibles et peuvent être utilisés dans une large gamme d'autres applications de contrôle. Les signaux analogiques d'entrée normalement liés aux changements de vitesse d'accélération et de décélération peuvent en réalité être représentatifs de nombreux autres paramètres de processus. Cette flexibilité d'utilisation présente de nombreux avantages tels que la réduction de la possession de pièces et les concepteurs pouvant utiliser des puces avec lesquels elles sont déjà familières.

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