ניו-טק מגזין | מרץ 2019

MOTION CONTROL מוסף מיוחד

סינכרון בקרתתנועה בריבוי ציריםעל גבי רשתות בזמן אמת

ג'נס סורנסן, דארה אוסאליבן וכריסטיאן איין

מהווים motor של בקר ה- I / Os ופקודות, ה- בעיה. , כגון motor בבקר ה- I / Os לכל אחד מה- ) PWM טיימרים של מודוליציית רוחב הפולס ( , יש השהייה פנימי וקוונטיזציה של ADCs ו - המפיק PWN זמן. למשל, חשבו על טיימר עבור ממיר המתח, כפי gate drive אותות על gate . הטיימר מייצר אותות 2 שמוצג באיור למונה מלמעלה למטה. Mx ידי השוואת רפרנס משתנה על ידי אלגוריתם הבקרה, Mx כאשר ה- המחזור החדש אינו נכנס לתוקף עד לתקופת zero - order hold הבאה. זה שווה ערך ל- PWM והמשמעות היא שהמחזור מתעדכן רק effect , או פעמיים אם PWM , T פעם אחת לכל משך נעשה שימוש במצב עדכון כפול. לא משנה עד כמה טוב הסנכרון של חילופי הנתונים ברשת בזמן אמת, הקוונטיזציה של הופכת בסופו של דבר PWM הזמן בטיימר ה- להיות הגורם הקובע בסנכרון צירים. כאשר מתקבלת התייחסות חדשה, לא ניתן להגיב עליה עד שלכניסתו לתוקף של מחזור חדש. זה מוביל למשך זמן של חוסר ודאות במהלך של אחד, שהיא בדרך כלל בטווח PWM עד משך . למעשה, יהיו יחסי פאזה μs 100 עד μs 50 של לא מוגדרים ומשתנים בין משך סנכרון הרשת . השוו זאת למשך חוסר PWM לבין משך ה-

בקרת תנועה שולח פקודות והפניות ברחבי הרשת בזמן אמת לשני בקרי סרוו, כאשר כל על גבי slave node אחד מבקרי הסרוו מהווה הרשת. בקר הסרוו עצמו מורכב מבקר רשת, , ממיר מתח ומנוע/מקודד. motor בקר פרוטוקולי רשת בזמן אמת עושים שימוש slave במגוון שיטות כדי לסנכרן את ה- למסטר, אבל גישה שנוקטים בה בדרך nodes כלל עושה שימוש בשעון מסונכרן מקומי לכל צומת. הבנה נפוצה זו בהקשר של הזמן, מבטיחה שההפניות והפקודות לכל צירי הסרוו מסונכרנות היטב. במילים אחרות, כל בקרי הרשת ברשת בזמן אמת מסונכרנים. בדרך כלל, ישנם שני קווי הפסק בין בקר . הראשון מודיע motor הרשת לבקר ה- מתי הגיע הזמן לאסוף קלט motor לבקר ה- motor ולהעלותו לרשת. השני מודיע לבקר ה- מתי לקרוא נתונים מהרשת. בעקבות גישה זו, חילופי הנתונים בין בקר התנועה לבקר ה- מתרחשים באופן מסונכרן ומתאפשר motor תזמון ברמת דיוק גבוהה מאוד. עם זאת, לא די ; motor בקבלת נתונים מסונכרנים לבקרי ה- חייבים בנוסף להיות מסוגלים motor בקרי ה- להגיב על הנתונים באופן מסונכרן. ללא יכולת אינם יכולים לנצל את דיוק motor זו, בקרי ה- התזמון של הרשת. כשמדובר בתגובה להפניות

תקציר פרוטוקולים דטרמיניסטיים של אתרנט , אפשרו EtherCAT ) בזמן אמת, כגון Ethernet ( הפעלה מסונכרנת של מערכות בקרת תנועה ישנם שני היבטים 1 בעלות צירים מרובים. לסנכרון זה. ראשית, מסירת פקודות והפניות בין צמתי הבקרה השונים חייבת להיות מסונכרנת לשעון משותף, ושנית, יש לבצע סנכרון של אלגוריתמי הבקרה ופונקציות המשוב לאותו השעון. סוג הסנכרון הראשון מובן היטב והוא חלק בלתי נפרד של בקר הרשת. עם זאת, סוג הסנכרון השני הוזנח עד כה וכעת הוא מהווה צוואר בקבוק בכל הנוגע לביצועי בקרת תנועה. מאמר זה מציג רעיונות חדשניים לסנכרון לאורך כל הדרך מבקר הרשת ועד motor drives למסופים ולחיישנים. הטכנולוגיות המוצגות מאפשרות יכולות סנכרון משופרות בהרבה שמובילות לשיפור משמעותי בביצועי הבקרה.

הצהרת הבעיה ופתרונות עדכניים

על מנת להגדיר את המגבלות של פתרונות עדכניים, יש לחשוב על מערכת בקרת תנועה . מסטר 1 בעלת שני צירים, כפי שמוצג באיור

New-Tech Magazine l 38