ION/CME moduly řady N představují nové paradigma pro vytváření ovladačů motoru pro specifické aplikace. Namísto navrhování desek od základu s desítkami nebo stovkami IC komponent, plug & play ION moduly N umožňují realizovat plně funkční zakázkové desky a zařízení v týdnech namísto měsíců.

Tato rozměrově miniaturní a zcela kompaktní zařízení jsou ideální pro vytváření integrovaných řídicích řešení v lékařských, mobilních, vědeckých, polovodičových a dalších automatizačních aplikacích.

Hardware měničů ION/CME řady N

Digitální měniče ION/CME řady N jsou velmi kompaktní zapouzdřené moduly s rozměry 38 x 38 x 17 mm založené na PMD Magellan Motion Control čipu, které poskytují řízení pohybu, síťové připojení i budící výkon pro bezkomutátorové DC, DC kartáčové a krokové motory.

K dispozici jsou tři úrovně výstupního výkonu 75, 350 a 1 000 wattů a komunikační možnosti s nadřazeným řídicím systémem / jednotkou zahrnují Ethernet, CAN, RS232, RS422/RS485 nebo SPI (Serial Peripheral Interconnect), přičemž v případě CAN a SPI jej lze zapojit do sběrnicové komunikace.

Základní blokové uspořádaní modulu ION/CME řady N (obr. vlevo) a vnitřní struktury (obr. vpravo).

ION/CEN N moduly jsou plně programovatelné a současně umožňují snadné nastavení a generování profilu pohybu, PID kompenzaci serva, poskytují přímý vstup pro kodéry, digitální řízení proudu/kroutícího momentu (FOC řízení) a mnoho dalších funkcí. K uložení řídícho programu do modulu slouží NVRAM o velikosti 286 kB. Všichni členové rodiny ION mají integrovaný budící výkonový stupeň pohonu pro přímé napojení motorů, které plně chrání před nadproudem, podpětím, přepětím, přehřátím a zkratem.

Pomocí univerzálních vstupů a výstupů, speciálního vstupu pro enkodér i 16bitového analogového napěťového vstupu tak každý ION/CME N modul může realizovat kompletní 1-osé přímé i zpětnovazební řízení nebo pomocí SPI či CAN sběrnicové komunikace realizovat virtuální víceosý řídicí systém stroje. Příkazy do tohoto virtuálního víceosého stroje jsou zpracovávány hlavním ION/CME N modulem a pohybové sekvence jsou rozděleny dle potřeby k dalším ION N modulům prostřednictvím CAN sběrnice. K tomuto účelu vytvořený ovládací programový kód vytvořený pomocí knihoven C-Motion PMD se nahraje do hlavního ION/CME N.

Ukázky možností I/O a komunikačního propojení modulů ION/CME N do jednoosých i víceosých regulací.

Nastavovací software a programování pohybů

I nejlepší hardware je dnes k ničemu, pokud k němu neexistuje efektivní a dostatečně uživatelsky přívětivý nastavovací a programovací software. Zde k tomu slouží víceúčelový grafický vývojový a nastavovací software PMD Pro-Motion® pro OS Windows. Ten usnadňuje řízení, vytváření křivek pohybu a analýzu chodu motorů i pohybu. V měničích ION/CME N integrovaný firmware C-Motion® Engine pak umožňuje přímo v nich aplikace spouštět a nechat běžet jako v kontroléru.

Pro-Motion GUI je snadno použitelný vývojový a nastavovací program vytvořený pro OS Windows pro použití s integrovanými obvody, moduly a deskami pro řízení pohybu PMD. Pohybový osciloskop graficky zobrazuje parametry procesoru v reálném čase, podpůrné funkce umožňují automatické ladění, má možnost uložit a načíst nastavení, poskytuje průvodce synchronizace os pohybu, umožňuje převod jednotek vzdálenosti a času, poskytuje nastavení parametrů specifických pro motor. Funkce kyvadlové dopravy dokáže nastavit programovatelný pohyb mezi dvěma polohami. Komunikační monitor zobrazuje všechny příkazy odeslané programem Pro-Motion na desku. Pokročilá Bodeova analýza dokáže zobrazovat frekvenční odezvu stroje.

K vytvoření samostatného řídicího programu pohonu pak slouží C-Motion SDK, což je kompletní a snadno použitelný jazyk pro programování pohybu. Zahrnuje knihovnu obsahující veškerý kód potřebný pro komunikaci s PMD motion IC, deskami a jednotkami, rozsáhlou databázi příkazů prakticky pro všechny potřeby návrhu pohybu a i mnoho kompletních hotových a hned funkčních příkladů. Také lze vyvíjet libovolné aplikace v jazyce C/C++.

ION/CME kit pro N moduly.

Základní parametry digitálních řídicích modulů ION/CME řady N:

• Řídicí jednotky pro kartáčové DC, BLDC a krokové motory.
• Pro pohony s jmenovitým příkonem: 75 W, 350 W nebo 1 000 W.
• Plně uživatelsky programovatelné charakteristiky řízení pohonu:
  • S-křivka,
  • lichoběžníková charakteristika,
  • rychlostní profilování,
  • elektronické zpřevodování.
• Řízení napájení pohonu: sinusová komutace, FOC řízení.
• Detekce zablokování pohonu.
• Napájecí zdroj: 12-56 V.
• Trvalé proudové zatížení: až 20 A.
• Frekvence PWM řízení: 20, 40, 80 a 120 kHz.
• Rychlost servo smyčky: 20 kHz.
• Automatické ladění pro snadné nastavení.
• Programovatelné zrychlení a zpomalení.
• Komunikační rozhraní:: Ethernet, CAN, RS232, RS485 nebo SPI
• Řídící vstupy / výstupy:
  • vstup pro kodér (podporuje kvadraturní, sin/cos, BiSS-C kodéry),
  • analogový vstup +/- 10V s rozlišením 16bitovů,
  • 8 univerzálních obousměrných I/O.
• Integrovaný univerzální kontrolér pro realizaci ovládacího programu:
  • spuštění uživatelského kódu rychlostí až 418 MIPS,
  • 256 kB programovatelného prostoru pro uživatelský kód,
  • 256 kB uživatelské aplikace RAM prostoru.
• Rozměry: 38 x 38 x 17mm.
• Patentovaný ultra odolný obal pro montáž na desku spojů i na panel.
• Dodávané jsou i kompletní kity i pro DIN lišty.
• Online řízení pohonů přes PC software Pro-Motion.
• Vytvoření a naprogramování ION/CME N jednotky přes C-Motion.

Seznam nabízených provedení pro různé typy motorů, budící výkony a komunikačních rozhraní.

Závěr

Pro digitální měniče ION/CME řady N pak výrobce nabízí i kompletní kity pro přímou vestavbu do zařízení, například do skříně na DIN lištu, s možností CAN nebo RS-485 napojení na PLC či přes Ethernet na SBC či průmyslový počítač. Moduly tak lze snadno použít nejen pro vestavbu do zařízení, ale také přímo do průmyslových aplikací a strojů.

Odkazy:

• Webové stránky výrobce ION/CME o měničích řady N: https://info.pmdcorp.com/cmp/introducing-ion-n-series-ondemand
• Odkaz na PDF dokumenty na měničích ION/CME řady N: https://www.pmdcorp.com/products/ion-cme-n-series-digital-drives?hsLang=en