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电机控解决制方案为工业4.0提供助力

文章出处:捷配电子市场网 发布时间: 2017/09/29 | 219 次阅读

  在工业4.0的浪潮之下,提升工厂的自动化控制能力是重要的关键因素,其中电机的控制,更是工业自动化能否稳定运转的重要关键。本文将为您介绍由艾睿电子所推出的电机控制解决方案,以了解它在工业4.0中扮演的重要角色。
  加快系统的开发速度 提升工业自动化的质量
  随着工业4.0的发展,工业自动化更加专注在将企业内部的信息做及时的连结与汇整,以便依据客户的市场需求对于生产进行优化,通过远程控制与数字化工厂,实时掌握机器的运作状况,确保机器稳定的运转,工厂安全地运作。想要达成此目标,便需要结合I/O控制器、现场仪表与伺服/驱动/编码器等装置,实时掌握所有设备的运作状态。
  想要顺利地推动工业4.0,必须强化数据的分析能力,并建立串连所有不同系统的平台,并要对系统进行集成,且注意能源效率、安全性等议题。未来的市场需求将会专注在通信技术的演进,混合数字总线、无线、以太网络等技术,结合搭配传感器阵列与多信道(Sensor Array and Multichannel, SAM)的自动读表系统(Automatic Meter Reading, AMR)与光纤网络,让信息的传递更快速、更方便。
  为了满足上述的需求,艾睿电子推出了一套CM408电机控制解决方案,其中包括电源管理与核心电路板,并可以选配电流回馈与位置回馈等电路,满足电机控制的多样需求。
  CM408F核心电路板的功能相当多,有四种启动模式可供选择,包括No Boot、SPI Master Boot、SPI Slave Boot与UART Boot,还提供JTAG接口,以方便进行芯片在线仿真调试及Flash编程,支持PWM输出,共有三组共24路的PWM输出,可以对功率板进行控制,还支持ADC输入,共有两组8通道ADC输入,可进行信号采集,提供多接口通信,具有RS-232RS-485、CAN、USB和以太网接口,具有SINC滤波器,可以对Σ-Δ ADC输入信号进行滤波,也有通用计数器单元,可以采集电机编码器输出信号,以及通用32位定时器,可以采集电机霍尔传感器输出信号。
  CM408F核心电路板采用亚德诺(ADI) CM408F处理器,支持双通道16位SAR ADC,无失码,精度达到14位,电压输入范围可达0~2.5V,转换速率达380ns,适应于高精度闭环控制应用。其内置240 MHz ARM Cortex M4内核集成浮点运算单元(单精度浮点32位),可支持高级编程模型和复杂算法,具有384KB SRAM和2MB闪存,可从容应对大程序,还有高级PWM和定时器功能,可有效提升转矩波动和电机性能,具备16位PWM发生单元,可编程PWM脉冲宽度,还可编程死区和脉冲宽度,专用异步PWM关断信号。
  CM408F处理器还内置SINC滤波器,可无缝连接AD74xx隔离式转换器,实现高精度隔离电流采样,支持谐波分析引擎,可兼容并网连接(用于太阳能逆变器设备),支持多样化的接口,包括以太网和USB接口,还有CAN、UART、SPI、SPORT、32位定时器、双线接口和正交编码器接口,还有16位异步存储器总结,可连接外置SRAM或FPGA。支持LQFP封装,搭载GPIO引脚和ADC输入引脚,专门针对电机控制应用而优化,最高支持105℃的环境工作温度,适用于工业应用。
  CM408电机控制解决方案还包含有可与ADI CM408F核心板进行直接连接,由核心板控制工作的动态控制板,其采用ADI高速磁隔离芯片,可隔离与ADI M4控制卡之间的控制和反馈信号,并采用IRAMS10UP60A智能功率模块,最大工作电压600V,最大工作电流5 A,具有温度保护功能。
  这个方案设计的工作电压为390V,最大电流5A,并具有多种相电流采样方式,通过Σ-Δ ADC和ADSP-CM408内置的SINC滤波器采样,可通过将Σ-Δ ADC作为隔离运放,配合滤波电路及ADSP-CM408内置ADC采样,以及通过霍尔电流传感器和ADSP-CM408内置ADC采样。
  动态控制板还支持多种传感器接口,包括霍尔传感器、旋转编码器、旋转变压器,可用来连接传感器获取电机的速度和位置信号,而且具有高精度旋转变压器数字转换器AD2S1210,片上集成可编程正弦波振荡器,为旋转变压器提供正弦波激励。
  除此之外,这个解决方案还具备多种隔离解决方案,包括门驱动器ADUM1310、16位的∑Δ调制器和隔离放大器ADC AD7403,具备1-6信道的标准数据隔离器、支持多种标准的隔离式通信,以及高达500mW隔离式DC/DC转换器isoPower?等,可确保信号传输不受干扰,系统运作更为稳定。
  这套由艾睿电子所开发的电机控制解决方案,将可大幅节省客户的系统开发时间,提升工业自动化的质量,也将会是工业4.0的重要推手,值得有相关需求的用户采用。

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