我们看看现有的控制器选项,并介绍指挥官核心,一个混合IC,提供了最好的两个世界
Jerame Chamberlain,制造工程师经理
任何运动控制器的主要工作是控制机电一体化组件的运动,包括电机和机械部件。选择正确的运动控制器会对最终产品产生持久的影响。控制器的复杂性和性能各不相同;本文关注的是从头开始设计自己的控制器,还是购买现成的控制器。
从零开始设计单位
这是原始设备制造商(OEMs)最受欢迎的选择,他们通常大批量生产控制器。由分立元件和定制印刷电路板(PCB)制成,整车厂可以根据其设备使用的特定功能定制控制器,从而降低组件数量(并最终降低成本)。
主要组成部分分为两类:
- 专用ASIC (Application Specific)设备用于控制电机,处理型材生成、多轴协调和其他先进功能中涉及的密集计算,以及处理操作中涉及的安全装置。
- 通用可编程设备(CPU,微处理器,FPGA)不仅用于电机控制,而且可以通过编程实现。它们还可以用于其他活动,如操作人机界面设备(HID)。
这两种选择的成本非常相似,但ASIC设备是一个更安全的设计选择,因为电机控制的设计和算法是经过时间考验的。由于ASIC器件的算法被完全编码到半导体器件本身中,而不使用单独的程序,因此该算法能够比一般用途的编程器件运行得更快。
另一方面,通用可编程设备被认为更灵活,因为它们可以被编程来做更多的事情,而不仅仅是生成配置文件。一些通用设备甚至为有限的运动控制能力提供“代码块”,开发者必须调整这些代码块以添加任何必要的高级功能。一般用途的设备会运行较慢,容易受到其他进程的中断,这对ASIC设备来说不是问题。
ASIC和通用设备都需要支持固件和电路设计,这也需要有经验的程序员和电子工程师。通用设备需要具有设置和设计被编程设备经验的程序员。此外,先进的运动控制需要专业的工程经验。即使有一个完整的工程团队,从头设计一个运动控制器可能会非常缓慢。使用ASIC运动控制设备将允许您更快地进入市场,因为运动的算法已经完全测试并准备就绪。
由于通用设备的性能是由总是寻求更快性能的市场驱动的,它们通常比ASIC运动控制设备的生命周期短得多,而ASIC的生命周期通常更长。无论哪种方式,ASIC或通用器件的寿命结束都需要完全重新设计。
准备建造/现成的单位
现成的或现成的单元是已经经历了上面描述的从头设计过程的系统,完整的包作为成品单元出售,其中固件和电路设计经过审查并准备使用。这些系统通常作为独立的盒子、PLC或PC板级设计出售。
这些运动控制器的主要优点包括:
- 控制器易于编程,通常由工业标准编程语言支持。
- 它们通常具有一个或多个标准通信接口。
- 独立的程序可以在不需要主设备(如PC机)的情况下存储和执行。
- 现成的设备设计时考虑到应用或市场,并可能包含标准连接、输入/输出和轴控制,这些都是为其设计的市场常见的。
现成单位的缺点:
- 单位将有一定数量的功能,不容易适应。这使得它们很难在设计的市场之外使用,或者随着技术的进步而超出原来控制系统的范围而继续使用。
- 具有更大灵活性的全功能包非常昂贵,限制了它们对较大容量应用程序的吸引力。此外,并不是所有的标准特性对每个应用程序都是必需的,因此OEM可能会为他们永远不会使用的特性支付额外的费用。
我们已经看到越来越多的OEM制造商使用现成的运动控制器来验证设计,因为它们很容易编程、安装和运行。然而,一旦设备已经围绕一个现成的运动控制器设计,系统必须继续使用现成的系统,即使它的成本更高,或完全重新设计为一个定制的,从头开始的系统。
弥合的差距
到目前为止,还没有一种产品能够弥合从头设计和现成的运动控制器之间的鸿沟。Nippon Pulse很高兴地介绍它的新产品指挥官核心混合集成电路,它结合了现有设计的所有优点和从头设计控制器的定制。指挥官是一种全新的工具来填补巨大的需求。
指挥官是一个非常强大和灵活的运动控制器,提供易于使用的工程师跨越各种细分市场。因为指挥官核心是一个混合集成电路,它可以减少从头开始的运动控制器段的开发时间。它是围绕日本脉冲电机有限公司的PCL6045BL ASIC,市场上最先进的ASIC控制器之一。
的指挥官对于OEM来说,core具有成本效益,可以在最小的设计时间和支持下实现更高的批量生产。一旦设计被证实,OEM可以纳入指挥官核心融入到最终的定制PCB设计中。
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