Новое поколение цифровых высокоэффективных контроллеров положения EPOS4 от maxon motor

Компания maxon motor представляет новое поколение цифровых высокоэффективных контроллеров положения EPOS4 и выводит на рынок две версии контроллеров этого семейства — EPOS4 50/8 и EPOS4 50/15. Оба контроллера выпускаются в версии Module и представляют собой компактные ведомые устройства для сетей CANOpen и EtherCAT. Контроллеры предоставляют пользователю беспрецедентные возможности по точности, динамике и синхронизации, а также обеспечивают высокую надежность и конструкционную гибкость. Эти устройства вобрали в себя весь опыт, накопленный компанией более чем за 20 лет разработок в области управлении двигателями.

Благодаря продуманной модульной системе и самым современным технологиям, примененным в новом семействе контроллеров положения, достигнута беспрецедентная гибкость конструкции. Фактически контроллеры EPOS4 50/8 и EPOS4 50/15 представляют собой одно и то же устройство в модульном исполнении. Единственное различие между обеими версиями — использование пассивного радиатора в системе, поддерживающей больший уровень тока.

Кроме того, габариты и конструкция нового модуля позволяют использовать и другие пассивные и активные радиаторы общеиндустриального типа, что существенно расширяет как общий диапазон рабочих температур контроллера, так и диапазон рабочих температур, при котором не наблюдается падения характеристик контроллера.

Для упрощения процедуры настройки и работы с контроллером компания maxon motor создала интерфейсную плату, единую для обоих контроллеров и, по сути, превращающую контроллер из устройства в модульном исполнении в полнофункциональный компактный бескорпусной контроллер.

Новинки, являясь устройствами сети CANOpen (с возможностью перехода к сетям EtherCAT, сменой прошивки и установкой дополнительного модуля расширения), обеспечивают высокие скорости управления и вместе с тем минимальное время цикла в контурах управления. Сложнейшие задачи управления движением могут быть решены на данных контроллерах, с частотами контуров управления порядка 50 кГц при эффективном времени цикла коммуникации около 40 мкс, при условии использования для расчета траектории движения подходящего ведущего устройства сети CANOpen или EterCAT (что требует смены прошивки и установки дополнительного модуля расширения). Подобные скорости найдут применение, например, в робототехнике, медицине, производстве специальных машин, где необходима высокая динамика, высокая жесткость или точная синхронизация многоосевых систем. Для решения этих задач отлично подходят следующие режимы работы: «Циклическое синхронное положение» (CSP), «Циклическая синхронная скорость» (CSV) и «Циклический синхронный момент» (CST), реализуемые через сеть CANOpen и EtherCAT. Дополнительно поддерживаются и режимы, основанные на наличии профилей «Режим профиля положения» и «Режим профиля скорости». Высокий уровень вычислительных мощностей обеспечивает, кроме того, синусоидальную коммутацию бесколлекторных двигателей на скоростях вплоть до 50 000 об/мин.

Широкие возможности обратной связи позволяют применять контроллер для работы с большим ассортиментом коллекторных двигателей с энкодерами и бесколлекторных двигателей с датчиками Холла и энкодерами, мощностью до 400 Вт для EPOS4 50/8 и 750 Вт для EPOS4 50/15. Одновременно может использоваться два энкодера, что разрешает, например, организовать управление с двойной обратной связью, для компенсации механического люфта и нежесткости двигательной системы. Такое решение оптимально для систем с высокими требованиями по точности. С контроллером может быть использован целый спектр датчиков — начиная от цифровых инкрементальных энкодеров до аналоговых синус-косинус инкрементальных энкодеров и далее, вплоть до абсолютных энкодеров с интерфейсами SSI, EnDat 2.2 и BiSS-C.

Дополнительно все входы/выходы контроллера обеспечены гальванической развязкой, что способствует интеграции разнообразных периферийных устройств, например, концевые и опорные выключатели. Завершают список возможностей контроллера такие функции, как STO (безопасное отключение момента), интегрированная в систему управления ошибками, и включения удерживающего тормоза.

Контроллеры семейства EPOS4 обеспечивают все необходимые ограничения по уровням рабочих сигналов, токов и напряжений, предусмотренные стандартами безопасности.
Управление контроллерами обеспечивается новой, версией программной оболочки EPOS Studio. Поддержка новых контроллеров включена в версии оболочки 3.0 и старше. Настройка системы и выгрузка текущей конфигурации может выполняться с помощью высокоскоростного протокола USB 3.0.

Параметры контроллера:

• Напряжение питания от 10 до 50 В.
• Длительный выходной ток 8 А (50/8) и 15 А (50/15).
• Кратковременный выходной ток до 30 А (менее 60 с).
• Тактовая частота ПИ-регулятора тока: 25 кГц (40 мкс).
• Тактовая частота ПИД-регулятора скорости: 2,5 кГц (400 мкс).
• Тактовая частота ПИД-регулятора положения: 2,5 кГц (400 мкс).
• Цифровых входов: 4 (с гальванической развязкой).
• Цифровых выходов: 2 (с гальванической развязкой).
• Интерфейсы: USB 3.0, SSI, BiSS, EnDat, CANOpen, EterCAT (требуется доп. Модуль).

Авитон