控制器的介绍(什么是运动控制工业控制与自动化领域运动控制器的作用-顶控科技)

Posted 2023-05-27

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控制器的介绍(什么是运动控制工业控制与自动化领域运动控制器的作用-顶控科技)

导语：工业控制首要分两个方向，一个是用于机械行业的运动控制，另一个是用于化工行业的过程控制。而运动控制指的是一种起源于早期的伺服系统，也就是说，运动控制其实是基于电动机，实现物体对于角位移、速度、转矩等物理量改变的控制。

作为一个工控人，时常都会提到运动控制。那么，什么是运动控制？在工业控制与自动化范畴中，运动控制器的作用是什么呢?下面顶控科技大家了解一下。

顶控科技运动控制器

什么是运动控制

运动控制，也可叫做电力拖动控制；它是自动化的一个分支，其动力源大部分都基于电动机。

也就是说，运动控制其实是基于电动机，实现物体对于角位移、速度、转矩等物理量改变的控制。

这里面，又将运动控制进行划分为两个方向，一个是用于机械行业的运动控制，另一个是用于化工行业的过程控制。

在上面提到，运动控制其实是基于电动机的，这里的电动机指的是伺服电机；

如果一套电机设备上只用了一台伺服电机，这种情况下是更注重于对电机的一个控制，如位置、速度、转矩的控制；这个例子，是想单台电机控制只是运动控制的一个环节。

而运动控制主要是针对产品，整体包含机械（电动机只是机械中的零配件）、电气、软件等，是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理，使其按照预定的控制方案转变为期望的机械运动的控制。

运动控制系统多种多样，但从基本结构上看，一个典型的现代运动控制系统的硬件主要由:上位机、运动控制器、功率驱动装置、电动机、执行机构和传感器反馈检测装置等部分组成。

电机控制与运动控制

电机控制和运动控制是不同的。

从关注点来说，电机控制(这儿指伺服电机)首要关注的是控制单个电机的转距、速度、方位中的一个或多个参数到达给定值。而运动控制首要关注点在于和谐多个电机，完结指定的运动(组成轨道、组成速度)，比较着重轨道规划、速度规划、运动学转化;比方数控机床里面要和谐XYZ轴电机，完结插补动作。

电机控制常常作为运动控制系统的一个环节(一般是电流环，作业在力矩方式下)，更着重于对电机的控制，一般包括方位控制、速度控制、转矩控制三个控制环，一般没有规划的才能(有部分驱动器有简单的方位和速度规划才能)。

运动控制往往是针对产品而言的，包括机械、软件、电气等模块，例如机器人、无人机、运动渠道等等，是对机械运动部件的方位、速度等进行实时的控制管理，使其依照预期的运动轨道和规则的运动参数进行运动的一种控制。

两者有部分内容是重合的：方位环/速度环/转距环能够在电机的驱动器中完成，也能够在运动控制器中完成，因而两个属于简单混淆。

运动控制器

运动控制器：指以中央逻辑控制单元为核心、以传感器为信号敏感元件、以电机或动力装置和执行单元为控制对象的一种控制装置。

运动控制系统图

由运动控制器发出命令，给驱动机构进行功率放大，将放大后的信号传给执行机构（伺服电机），伺服电机自带编码器，能够实现半闭环控制；

伺服电机由传动机构控制机械，在机械装置上安装了光栅尺（也是编码器），实现全闭环控制。

操作人员在现场可通过人机界面去进行整个环节的调试操作。

根本架构组成

一个运动控制系统的根本架构组成包括：

运动控制器：用以生成轨道点(希望输出)和闭合方位反应环。许多控制器也能够在内部闭合一个速度环。

运动控制器首要分为三类，分别是PC-Based、专用控制器、PLC。其中PC-Based运动控制器在电子、设备机床等职业被广泛使用;专用控制器的代表职业是风电、光伏、机器人、成型机械等等;PLC则在橡胶、汽车、冶金等职业备受喜爱。

驱动或放大器：用以将来自运动控制器的控制信号(一般是速度或扭矩信号)转化为更高功率的电流或电压信号。更为先进的智能化驱动能够自身闭合方位环和速度环，以获得更准确的控制。

执行器：如液压泵、气缸、线性执行机或电机，用以输出运动。

反应传感器：如光电编码器、旋转变压器或霍尔效应设备等，用以反应执行器的方位到方位控制器，以完成和方位控制环的闭合。

很多机械部件用以将执行器的运动方式转化为希望的运动方式，它包括齿轮箱、轴、滚珠丝杠、齿形带、联轴器以及线性和旋转轴承。

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