Vantagens da arquitetura LabVIEW RIO para aplicações de controle de movimento
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3 Vantagens da arquitetura LabVIEW RIO para aplicações de controle de movimento Rodrigo Schneiater Engenheiro de Vendas National Instruments Telles Soares Engenheiro de Sistemas National Instruments
4 O que é o SoftMotion? 4
5 O que é o SoftMotion? Código do Usuário Interface SoftMotion Mecanismo Extensão Hardware LabVIEW LabVIEW RT LabVIEW RT LabVIEW FPGA 5
6 Sistemas embarcados da NI E/S analógicas/digitais Comunicação Movimento Visão NI LabVIEW RIO E/S de outros fornecedores Sistemas sem fio Displays Linux 6
7 A arquitetura LabVIEW RIO PC Controladora de Tempo Real FPGA programável pelo usuário 7
8 SoftMotion e a arquitetura LabVIEW RIO Movimento Programado pelo usuário Controle de supervisão Gerador de trajetória Interpolação Posição do loop Velocidade do loop Torque do loop E/S de movimento khz khz khz PC Controladora de Tempo Real FPGA programável pelo usuário Drive de movimento Outros Recursos e Subsistemas de Máquina IHM Visão de máquina Aquisição de dados Controle de processo Projeto e simulação de controle Filtro e processamento de sinais 8
9 Demonstração do SoftMotion SoftMotion 9
10 Configurações comuns do hardware NI SoftMotion TCP/IP EtherCAT Analógica de ±10V Step/Dir Barramento digital crio interno Motor de passo Ethernet AKD Drive de outros fornecedores Extensão customizada Módulos de drive 10
11 Drives de motor de passo ethernet da NI Tensão AC, tensão DC e integrada Conecta-se ao TCP/IP padrão de qualquer porta Ethernet Movimentos descoordenados em linha reta para quaisquer aplicações Suporte a enconder. Compatíveis com motores de passo da NI 11
12 Drives de motor de passo ethernet da NI Movimento simples" Hardware consolidado Econômico Host Drive Motor 12
13 Drives de motor de passo ethernet da NI Host Target de Movimento simples" Hardware consolidado Econômico Tempo Real Drive Drive + Motor Motor 13
14 Drives de motor de passo ethernet da NI Tensão AC, Tensão DC e Integrada Configuração com o NI Stepper Configuration Utility Programação com o SoftMotion do sistema operacional Windows ou de Tempo Real Funções suportadas Movimento em linha reta Movimentos de referência E/S digitais 14
15 Drives de motor de passo ethernet da NI Tensão AC, Tensão DC e Integrada 15
16 Configurações comuns de hardware NI SoftMotion TCP/IP EtherCAT Analógica de ±10V Barramento digital crio interno Step/Dir Motor de passo Ethernet AKD Drive de outros fornecedores Extensão customizada Módulos de drive 16
17 EtherCAT AKD Distribuído e sincronizado Simples e flexível Fácil expansão Host Target de Tempo Real Drive Motor 17
18 Configurações comuns de hardware NI SoftMotion TCP/IP EtherCAT Analógica de ±10V Step/Dir Barramento digital crio interno Motor de passo Ethernet AKD Drive de outros fornecedores Extensão customizada Módulos de drive 18
19 Módulo de Interface de Drive Host Target de Tempo Real + Módulo de interface de drive Conecta-se a qualquer drive analógico Cabeamento customizado para drives comuns Retrofit do sistema mecânico existente Drive Motor 19
20 Configurações comuns de hardware NI SoftMotion TCP/IP EtherCAT Analógico de ±10V Step/Dir Barramento digital crio interno Motor de passo Ethernet AKD Drive de outros fornecedores Extensão customizada Módulos de drive 20
21 Interface customizada Flexível Qualquer hardware existente Qualquer barramento de tempo real Host Target de Tempo Real Drive Motor 21
22 Configurações comuns de hardware NI SoftMotion TCP/IP EtherCAT Analógico de ±10V Step/Dir Barramento digital crio interno Motor de passo Ethernet AKD Drive de outros fornecedores Extensão customizada Módulos de drive 22
23 Módulo de drive Máxima flexibilidade Acesso direto ao drive lógico Blocos IP prontos Host Target de Tempo Real + Módulo de Disco Motor 23
24 Módulo de drive de motor de passo NI 9503 da Série C Drive de motor de passo embarcado líder da indústria para CompactRIO Controle e Firmware do drive acessível no LabVIEW FPGA 1 eixo (3 A RMS, 4,24 A de pico) Motores de passo da NI compatíveis (bifásico híbrido, NEMA 8-23, 2,4 para 269 Oz-in) NI 9502 NI 9505 NI
25 Módulo de drive de motor de passo NI 9503 da Série C Cancelamento do ripple de torque: Movimento de baixa velocidade mais suave. Anti-ressonância: Preserva o torque em altas velocidades. Software aberto: Máxima flexibilidade. 25
26 Demonstração: controle de velocidade NI 9503 *137 km/h e 105 km/h 26
27 Como expandir o SoftMotion Para aplicações incríveis
28 Por que expandir o SoftMotion? O drive não funciona com os módulos de interface de drive da NI Triggering de alta velocidade Controle customizado Barramento digital que não suportamos 28
29 Você trás o conhecimento Oferecemos os componentes 29
30 Como lidar com o hardware instável Single-BoardRIO (sbrio) Drive de motor de passo Motor 30
31 Como lidar com o hardware instável 31
32 Hardware customizado sbrio Placa filha 32
33 Drive de motor de passo analisada Eletrônica de potência customizada Fonte de alimentação Terra A + A - B + B Fonte de alimentação Terra A + A - B + B - 33
34 E se? Motores de passo Torque de retenção Custo Servo motores Torque em velocidade Malha fechada 34
35 Motor de passo típico Obtém posição de um setpoint Gera um setpoint intermediário Calcula o setpoint atual 35
36 FPGA modificado Posição do loop Obtém posição de um setpoint. Lê o feedback de posição do encoder Usando o feedback de posição e VI de PI, calcula a velocidade do setpoint Velocidade do loop Obtém velocidade do setpoint Filtra a velocidade do feedback Usando o feedback de velocidade e VI de PI, calcula o setpoint atual 36
37 Motor de passo típico 37
38 FPGA modificado 38
39 FPGA modificado 39
40 FPGA modificado 40
41 Motor de passo típico Obtém o setpoint atual Filtra o feedback atual Usando o feedback atual e VI de PI, calcula os ciclos de trabalho PWM para as duas fases do motor 41
42 Motor de passo típico Adiciona 5π radianos ao ângulo elétrico Calcula o setpoint atual Filtra o feedback atual Usando o feedback atual e VI de PI, calcula os ciclos de trabalho PWM para as duas fases do motor 42
43 Motor de passo típico 43
44 Motor de passo como servo motor - Resultado Tempo Total: 1 semana, 2 desenvolvedores Funcionamento do protótipo Pode reutilizar muitos IPs do SoftMotion já disponíveis Um experimento muito interessante possibilitado por um FPGA aberto 44
45 SoftMotion e a arquitetura LabVIEW RIO Movimento Programa do usuário Controle de supervisão Gerador de trajetória Interpolação Posição do loop Velocidade do loop Torque do loop E/S de movimento khz khz khz PC Controladora de Tempo Real FPGA programável pelo usuário Drive de movimento Outros Recursos e Subsistemas de Máquina IHM Visão de máquina Aquisição de dados Controle de processo Projeto e simulação de controle Filtro e processamento de sinais 45
46 Perguntas? 46
47 Fique Conectado Durante e Após o NIDays facebook.com/nationalinstruments twitter.com/niglobal youtube.com/niglobal 47
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