基于CAN总线的分布式运动控制
2017-04-28 热度:

           CAN总线的分布式运动控制

---基于TRINAMIC智能步进电机

一:当今的自动化应用中,智能型技术发展方兴未艾,例如分布式运动控制,其中所有信息与控制均由中央服务器推送至自动化系统的边缘装置,这种设计大量节约了时间与金钱,俨然形成一种趋势。之前分布式控制并不普及人们使用传统的集中式运动控制,由主机(如PLC)管理马达的运动,但是这种控制方式的缺点是需要大量的步线,建置如此复杂的系统相当困难,常出现线缆束过粗不易维修或无法提供可靠服务的情况。

相较之下,分布式运动控制系统可减少甚至解决这些问题。由于控制功能就位在驱动器内部或周围,从中心点至各运动轴的布线需求大幅减少,除使布线作业更轻松外,并可有效降低安装成本。而分布式系统可有效串联短程控制以达到较远距离,使整体控制范围扩大,则是另一项额外的效益。


二: TRIANMIC是德国一家从事运动控制的研发型公司,致力于步进电机,直流电机,压电陶瓷电机的驱动器,控制器,通讯工具,运动控制芯片的开发,此外还为客户提供专业定做方案。其几乎所有产品都是基于分布式控制理念。现在就介绍基于TRINAMIC产品的嵌入式运动控制方案。整个方案系统图



上图为控制1100个步进电机的例子,下图为结构简图。


整个网路结构十分清晰,主要有EthernetCANNET-2-XPD-140-42-SE-CAN(支持 CAN总线的控制+驱动+电机+反馈)现分别介绍PD-140-42NET-2-X

三:PD-140-42-SE-CAN集成控制+驱动+电机+反馈




TRINAMIC产品的一个主要的特点就是集成度非常高,比如其PANdrive系列的产品,举其中一款产品PD-140-42为例。电气参数:

■平时的供电电压为24 V,电流2A

■低功耗设计,内部集成完整的保护功能 

■可以在运动过程中即时改变电机参数

■最大细分为64 MixDecay专利技术保证电机运行平稳

■集成磁编码器(40 96个脉冲/圈)

■除带有正负限位外,还具有2个输入,两个输出

■多种通讯方式USBRS232 RS485CAN


另外还具有不同尺寸,力矩,通讯方式的PANDrive系列产品,可供客户选择如下图所式



60mm系列 57mm系列 28mm系列此外TRINAMIC还提供具支持 CANBLDC直流无刷驱动控制+编码器



四:NET-2-X:多用途通讯转换器

Net-2-X是一款具有高度集成和多功能接口的转化器/网关。Net-2-X提供多种通讯接口,这种高集成的产品是在普通标准的产品中所不具有的,如Net-2-X具有 RS485CANIICSPIUSBEthernet多种通讯接口,此外还具有与24V电压兼容的I/O接口。Net-2-XPC远距离通讯中除了选择 USB用做连接外,Ethernet更增加其接口允许两者之间远距离通讯。Net-2-X外部有一铝制的外壳。



应 用:

 

●多种通讯方式集于一体

 

●接口的网关,如以太网EthernetCANRS485接口:

 

●以太网Ethernet10M/100Mbit/s接口(RJ45),支持自动MDI/MID-X极性变换

 

USB 2.0全速设备接口(典型的B型接口)

 

RS4852线和4线制)+RS422接口(光电隔离,可高达1Mbit/s

 

CAN 2.0b接口(光电隔离,可高达1Mbit/s

 

RS232(高达115200Kbit/s

 

IICSPI接口

 

2个输出口,集电集开路输出;2个输入口



TRINAMIC提供完整的网络服务器用于配置信息,如设置IP地址,网关地址和域名.只需要通过PC发送控制指令就可以,详细资料欢迎客户来电索取,同时我们可以为客户提供项目开发和嵌入式设计。

 


-          源自德国,集成当今步进电机驱动控制和直流无刷电机驱动控制领域最先进技术,产品具有高集成度(多轴,驱动控制一体)支持多种通讯方式,功率体积比高,低功耗等诸多先进技术

专利技术之—StallGuard步进电机堵转检测技术

1.  可实现在无传感器下检测电机堵转

2.  可实现无需外部传感器检测电机的负载

3.  可检测步进电机在机械系统中的共振区域,避开共振。实现平稳运行

该功能是用在雷达,注射泵,移液工作站最佳选择

专利技术之—Coolstep电流随负载动态调节

Coolstep技术可实现如果电机的电流可以根据电机的负载动态调节,类似伺服的电流环,在节省电能的同时可以实现电机的大力矩输出和高速运行,避免由于力矩不够而引起的丢步。

专利技术之—Mixed Decay

混合衰减功能和基于256的硬件微步细分,可保证电机即使在很低的转速下也能实现非常平滑的运动,不会产生振动。配合TMC特有的正弦加速控制可以达到市场上最高细分1024运行最平稳。该功能特别适用光学领域

专利技术之—Steathchop 低噪音,使步进电机运行更安静.




产品型号

SMCM1021

适合28步进

SMCM1140

适合42步进

SMCM1141

适合42步进

SMCM1160

适合57,60步进

SMCM1161

适合57,60步进

轴数

1

1

1

1

1

最大电流[A]

0.7

2

1.7

2.8

2.8

典型输入DC[V]

24

24

24

48

24

供电范围 DC [V]

9-28

9-28

9-28

9-51

9-30

最大细数

256

256

256

256

256

SMCL 指令控制功能

SMCL 程序存储量(行数)

876

2048

2048

2048

2048

硬件运动控制功能

-

加速度曲线

直线

直线

直线

直线

直线

通讯接口: RS-232

-

-

-

-

通讯接口: RS-485

通讯接口: CAN

-

-

-

通讯接口: USB

-

通讯接口 CANopen

-

-

-

脉冲/方向输入

-

编码器输入

-

ABN

-

ABN

-

磁编码器线[ppr]

1024

1024

-

1024

1024

限位输入

(3x 24V)

(3x 24V)

(3x 24V)

2x (5/24V)

(3x 24V)

使能输入

-

-

-

-

通用数字量输入

(2x 5/24V)

(3x 5/24V)

(3x 5/24V)

(5x 5/24V)

(3x 5/24V)

通用数量输出

2x  OD, 100mA

1x 5V,  1x OD, 1A

1x  OD, 100mA

2x  OD, 1A

2x  OD, 100mA

模拟量输入

1x 0-6.6V 12  bit

1x  0-10V  12bit

1x  0-10V  12bit

2x  0-10V  12bit

1x  0-10V  12bit

尺寸[mm2]

28 x 28

37 x 37

37 x 37

60 x 60

60 x 60

堵转检stallGuard2?

电流动态调coolStep?

静音技spreadCycle? Chopper

精密微步microPlyer?[μSteps]

16  to 256

16  to 256

16  to 256

16  to 256

16  to 256

可直接安装电机尾部

28系列步进

42系列步进

42系列步进

57系列步进

57系列步进

产品型号

SMCM1180

适合86步进

SMCM1181

适合86步进

SMCM1110

适合57步进

SMCM6110

适合42步进

SMCM351-1

适合57,60步进

轴数

1

1

3

6

3

最大电流[A]

5.5

6.4

2.8

1.7

2.8

典型输入DC[V]

48

24

24

24

48

供电范围 DC [V]

18-55

10-28.5

10-30

9-28

9-52

最大细数

256

256

256

256

256

SMCL 指令控制功能

SMCL 程序存储量(行数)

2048

2048

2048

2048

2048

硬件运动控制功能

加速度曲线

直线

直线

直线

直线

直线

通讯接口: RS-232

-

-

-

通讯接口: RS-485

通讯接口: CAN

-

-

通讯接口: USB

通讯接口 CANopen

-

-

-

脉冲/方向输入

-

编码器输入

ABN

-

ABN

ABN

ABN

磁编码器线[ppr]

256

1024

-

-

-

限位输入

(3x 24V)

(3x 24V)

6x TTL

12x 5/24V

6x 5/24V

使能输入

-

-

-

-

通用数字量输入

(5x 5/24V)

 

(3x TTL)

6x 5/24V

6x 5/24V

通用数量输出

2x  OD, 1A

2x  OC, 100mA

2x  OD, 100mA

6x OD, 100mA+ 2xOD, 1A

6x  OD, 100mA

+ 2x OD, 1A

模拟量输入

2x  0-10V  12bit

2x 0-10V

1x 0-10V, 12 bit

2x 0-10V, 12 bit

2x 0-10V, 12 bit

尺寸[mm2]

86 x 86

86 x 86

55 x 85

100 x 130

100 x 130

堵转检stallGuard2?

电流动态调coolStep?

静音技spreadCycle? Chopper

精密微步microPlyer?[μSteps]

16  to 256

16  to 256

16  to 256

16  to 256

16  to 256

可直接安装电机尾部

86系列步进

86系列步进

 

 

 

全闭环步进伺服模块


产品型号

SMCM3212

SMCM3213

SMCM6210

SMCM6211

轴数

1

1

3

3

最大电流[A]

3

3

6.4

6.4

典型输入DC[V]

48

48

48

48

供电范围 DC [V]

9-51

9-51

10-53

10-53

最大细数

256

256

256

256

SMCL 指令控制功能

SMCL 程序存储量(行数)

2048

2048

2048

2048

硬件运动控制功能

加速度曲线

直线

直线

正弦

正弦

通讯接口: RS-485

-

-

通讯接口: CAN

-

-

通讯接口: USB

通讯EtherCAT

-

-

通讯接口 CANopen

-

-

编码器输入

ABN/SSI

ABN

ABN

ABN

限位输入

2x 5…24V

2x 5…24V

3x 5V

3x 5V

使能输入

-

-

通用数字量输入

6x5-24V

6x5-24V

(4x 5-24V)

(4x 5-24V)

通用数量输出

6x OD,100mA+2xOD, 1A

6x OD, 100mA + 2x OD,  1A

4x OD/1A

4x OD/1A

模拟量输入

2x 0-10V

2x 0-10V

4x 0-10V (opt)

4x 0-10V (opt)

尺寸[mm2]

110 x 110

110 x 110

275 x 100

275 x 100

堵转检stallGuard2?

电流动态调coolStep?

静音技spreadCycle? Chopper








































一体式智能电机(控制+驱动+电机+编码器)


产品型号

SPD28-1021

SPD42-1140

SPD42-1141

SPD57-1160

电机法兰尺寸[mm]

28*28

42*42

42*42

57*57

典型输入DC[V]

24

24

24

48

供电范围 DC [V]

9-28

9-28

9-28

9-51

最大细数

256

256

256

256

SMCL 指令控制功能

SMCL 程序存储量(行数)

2048

2048

2048

2048

硬件运动控制功能

-

加速度曲线

直线

直线

直线

直线

通讯接口: RS-485

通讯接口: CAN

-

-

通讯接口: USB

-

通讯接口 CANopen

-

-

脉冲/方向输入

-

编码器输入

-

ABN

-

ABN

磁编码器线数[ppr]

1024

1024

-

1024

限位输入

(3x 24V)

(3x 24V)

(3x 24V)

2x (5/24V)

使能输入

-

-

-

通用数字量输入

(2x 5/24V)

(3x 5/24V)

(3x 5/24V)

(5x 5/24V)

通用数量输出

-

1x  5V, 1x  OD, Vdd

(2x OD, Vdd)

(2x OD, 24V)

模拟量输入

(1x 0-6.6V)

1x 0-10V

1x 0-10V

(2x 0-10V)

堵转检stallGuard2?

电流动态调coolStep?

静音技spreadCycle? Chopper






































直流无刷伺服电机驱控模块


产品型号

SMCM1613

SMCM1630

SMCM1640

SMCM1650

轴数

1

1

1

1

持续输出功率[W]

500

500

 

500

额定输出电流[A]

30

10

5

40

典型输入DC[V]

24

24

24

24

供电范围 DC [V]

 

14-48

14-28.5

 

电流控制

速度控制

位置控制

速度曲线

梯形

梯形

梯形

梯形

SMCL 指令控制功能

SMCL 程序存储量(行数)

2048

2048

2048

2048

通讯接口: RS-232

-

-

-

通讯接口: RS-485

-

-

通讯接口: CAN

-

-

-

通讯接口: USB

-

EtherCAT

-

-

-

脉冲/方向输入

-

-

-

编码器输入

-

ABN

ABN

ABN

霍尔编码器输入

限位输入

-

-

使能输入

-

通用输入

2 d (24V) + 1 a  (10V)

2 d (24V) + 2 a  (10V)

2 d (24V) + 1a  (10V)

2d (24V), 1 a (10V)

通用输出

1

3

1

4

尺寸[mm2]

75 x 70

50 x 92

42 x 42

(2x 0-10V)

2/4-相限

4Q

4Q

4Q

4Q

矢量控制

-








































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