Основные компоненты системы управления движением:повышение эффективности производства

Главная » Блог » Взгляд на основные компоненты системы управления движением

Современные производители должны повышать эффективность своей деятельности, чтобы оставаться конкурентоспособными. Системы управления движением, которые точно контролируют скорость, ускорение, положение и крутящий момент в промышленном автоматизированном оборудовании, могут помочь производителям достичь более высокого уровня производительности. Эти сложные системы состоят из четырех основных компонентов:контроллера, привода, двигателя и устройства обратной связи. Понимание того, как они работают вместе, является ключом к оптимизации производительности вашего автоматизированного производственного оборудования.

В этом блоге эти компоненты будут подробно рассмотрены, чтобы дать представление о том, как точность и повторяемость, обеспечиваемые хорошо спроектированной системой управления движением, могут помочь вам достичь ваших производственных целей. Являясь вашим надежным партнером в области автоматизации, компания JHFOSTER готова помочь вам внедрить решения по управлению движением, чтобы вы могли начать работать более эффективно.

Четыре основных компонента систем управления движением

Четыре компонента системы управления движением включают контроллер движения, моторный привод, двигатель и устройства обратной связи. 

Контроллер движений: Контроллер движения, который часто называют мозгом системы управления движением, координирует приводы двигателей; иногда одновременно управляется несколько приводов. На основе запрограммированной целевой позиции и профилей движения контроллер движения создает соответствующие траектории, по которым должны следовать двигатели. Подобно человеческому мозгу, он посылает команду ускориться до определенной скорости и замедлиться до остановки в нужном месте. Количество контроллеров, используемых в приложении, будет варьироваться в зависимости от количества отдельных процессов, требующих управления. Каждый контроллер в системе будет получать инструкции и отправлять обратную связь компьютеру или ПЛК, который управляет машиной или линией.

Моторный привод: Привод служит переводчиком между контроллером движения и двигателем. Его функция — получать командный сигнал от контроллера, интерпретировать команду, а затем подавать на двигатель необходимый уровень мощности для обеспечения точного движения машины. Доступны цифровые, аналоговые, линейные, импульсные, шаговые и сервоприводы. Каждый тип привода имеет разные характеристики. Цифровые приводы содержат возможности дискретного ввода и вывода, тогда как аналоговые приводы содержат возможности регулируемого ввода и вывода. Линейные приводы используются для прямолинейного движения. Импульсные приводы используют метод, называемый широтно-импульсной модуляцией, для быстрого включения и выключения напряжения для создания определенного движения или скорости. Шаговые приводы обеспечивают крутящий момент от низкого до среднего уровня и обеспечивают плавное вращение в широком диапазоне скоростей. Сервоприводы интерпретируют командные сигналы и внутренние контуры обратной связи для точного управления движением в мощных и высокоскоростных приложениях.

Мотор: Двигатель функционирует как мышца. Его роль состоит в том, чтобы получать электрический сигнал от моторного привода и преобразовывать его в движение. Два типа электродвигателей — переменного и постоянного тока, и оба они преобразуют электричество в движение посредством магнитных полей. Двигатели постоянного тока работают на постоянном токе, а двигатели переменного тока — на переменном. Скорость двигателей постоянного тока обычно контролируется путем изменения величины приложенного напряжения. Скорость двигателей переменного тока обычно регулируется путем изменения частоты приложенного напряжения.  Чаще используются двигатели переменного тока. 

Устройства обратной связи: Устройства обратной связи, используемые только в системах управления движением с обратной связью, передают контроллеру движения информацию о положении двигателя, чтобы он мог корректировать свои команды в подходящее время. Энкодеры, которые измеряют и сообщают положение, скорость и направление, являются наиболее популярными устройствами обратной связи. Системы управления движением с замкнутым контуром могут точно выполнять сложные движения, чего не могут сделать системы управления движением с разомкнутым контуром.

Как работает управление движением?

Системы управления движением создают точную последовательность движений, называемую профилем движения, а затем непрерывно корректируют работу двигателя в соответствии с указанной последовательностью. Вот как работает система управления движением:

Шаг 1: Контроллер движений получает целевую команду.

Шаг 2: Контроллер рассчитывает нужную траекторию (профиль движения).

Шаг 3: Контроллер отправляет командный сигнал на моторный привод.

Шаг 4: Привод подает необходимую электроэнергию на двигатель.

Шаг 5: Двигатель выполняет движение.

Шаг 6: В системе с обратной связью устройство обратной связи измеряет фактическое движение и отправляет эту информацию обратно в контроллер.

Шаг 7: Контроллер сравнивает фактическое движение с желаемым и корректирует команды (контур управления) для исправления любых ошибок, обеспечивая точность движения.

Что такое датчики движения

В промышленном управлении движением «датчиком движения» является устройство обратной связи, которым чаще всего является энкодер. Чтобы обеспечить обратную связь, энкодеры измеряют фактические параметры движения, такие как положение, скорость и/или направление, и передают их контроллеру для коррекции системы.

Что вызывает срабатывание датчика движения?

В промышленной системе управления движением с замкнутым контуром датчик движения (обычно энкодер) срабатывает при движении вала двигателя или линейной ступени. Энкодер подключен к двигателю, поэтому, когда двигатель движется, энкодер обнаруживает это движение и отправляет сигнал.

Как узнать, работает ли датчик движения?

Существует три распространенных способа определить, работает ли ваш промышленный датчик движения.

Отслеживать данные отзывов: Самый надежный метод проверки работоспособности вашего энкодера — это проверка данных о положении или скорости, отправленных на контроллер движения через человеко-машинный интерфейс (HMI) или программное обеспечение машины. Если машина движется и данные обновляются правильно, энкодер работает.

Ищите неисправности: Если датчик выйдет из строя в системе управления движением с обратной связью, сработает неисправность или сигнал тревоги, поскольку контроллер не сможет проверить или исправить положение двигателя.

Проверьте точность движения: Такие проблемы, как неспособность машины удерживать положение или чрезмерная вибрация, могут указывать на неисправность или неправильно настроенное устройство обратной связи.

Где используется управление движением?

Чтобы повысить эффективность и снизить эксплуатационные расходы, все больше производителей автоматизируют свои производственные линии, а управление движением играет ключевую роль в эффективной автоматизации. Системы управления движением можно найти в приложениях, где сложные движения должны быть повторяемыми, точными и регулируемыми, в том числе:

• Роботы-перекладчики для паллетирования и упаковки.
• Роботы/коботы используются для сварки, сборки, резки и других задач, требующих точных движений.
• Точная обработка на станке с ЧПУ.
• 3D-принтеры.
• Автоматизированные системы обработки материалов.
• Приложения для сборки автомобилей.

Поскольку интеграция автоматизированного оборудования продолжает расти, системы управления движением необходимы для точного и повторяемого движения, что помогает максимизировать производительность и снизить эксплуатационные расходы.

JHFOSTER, ваш партнер в области автоматизации, готов помочь вам в решении ваших задач по управлению движением. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать повышать точность и эффективность вашего приложения.

<ли>

Старший вице-президент по автоматизации, Таворон

Скотт Войчак, опытный руководитель с глубокими знаниями в области промышленной автоматизации и дистрибуции, занимает должность старшего вице-президента по автоматизации в Tavoron. Ранее он возглавлял подразделение гидроэнергетики, автоматизации и инженерных решений в Singer Industrial и занимал руководящие должности в BW Rogers, включая вице-президента по продажам, директора по продажам и менеджера регионального бизнес-подразделения. Известный своим ориентированным на результат подходом и лидерством, ориентированным на клиента, Скотт всю свою карьеру посвятил развитию коммерческой стратегии и операционной эффективности в секторе автоматизации. Он начал свою карьеру в качестве инженера по продажам и в начале своего пребывания в должности получил награду «Продавец года» от BW Rogers.

Просмотреть все сообщения