#工業控制 #嵌入式系統 #電路設計 #演算法
【行前周延評估,是確保性能及安全的第一步】
工業馬達應用甚廣,哪怕農業灌溉、林業機械、漁塭養殖、畜牧風扇等都隨處可見它的踪跡;為優化能源效率和可靠性,控制系統必須以最高性能水準運行。如果電路或控制演算法在獨立運行時明明毫無瑕疵,卻在整合到高雜訊控制系統時成效不如預期,不免令人扼腕,甚至因此付出昂貴代價,例如:後續保固維修、停工損失,或傷及人身安全。
亞德諾半導體 (ADI) 一款協助評估電路及系統性能的馬達控制平台,可降低風險、縮短上市時間。該平台由硬體、軟體和工具構成,包括控制板和功率板兩塊電路板;控制板採用ADSP-CM408混合訊號處理器,並整合240 MHZ浮點ARM Cortex – M4核心和ADI高壓功率板。功率板採用通用交流線路輸入。
ADSP-CM40X處理器在執行速度和類比性能表現不俗,包括:兩個16位元ADC、具有13個有效位元數,轉換時間僅為375ns,內建四個SINC濾波器,可對「增量累加轉換器」 (ΔΣ ADC) 的資料流程進行解調處理,無需使用任何外部電路。系統為相電流的測量提供兩種技術,所有霍爾效應感應器和分流電阻都與ΔΣ ADC相結合,會將訊號回饋至處理器,支援位置回授、編碼器和解角器。
功率板則搭載一個數控型升壓轉換器,用於功率因數校正;另有一個三相IGBT模組,所有閘極驅動訊號和狀態訊號均採用數位隔離。系統採用磁場定向控制演算法,以基於模型的設計和MATLAB Simulink自動代碼生成驅動、控制三相永磁馬達。透過模型化功率狀態、馬達、感應器介面和裝置驅動程式以及控制演算法本身,可實現對整個設計的模擬。
經由自動代碼生成方式,可將演算法部署到嵌入式目標中。當啟動馬達、設定參考速度後,運行時,目標會捕捉變數資訊並將其傳回電腦,讓工作週期、馬達電流和轉子位置一覽無遺,且可透過圖形化使用者介面進行控制、更改參數配置並發送命令,同時將即時資料傳回電腦。
延伸閱讀:《Analog Devices----高壓馬達控制平臺展示》
http://www.compotechasia.com/a/CTOV/2015/0308/28529.html…
#亞德諾半導體ADI #ADSP-CM408 #混合訊號處理器 #ARM #Cortex-M4
混合訊號處理器 在 Analog Devices台灣亞德諾半導體股份有限公司 Facebook 的最讚貼文
[媒體報導]擁抱工業4.0 ADI佈局先進伺服控制市場
為了提高馬達控制系統的節能效率,迎接即將到來的工業4.0,美商亞德諾(ADI)正積極佈局中高階馬達控制市場,期望藉由先進的伺服控制系統解決方案,在快速成長中的市場搶佔先機。
根據ADI亞太區馬達與電源控制產業市場部經理于常濤表示,全球約有40%以上的電力消耗都來自馬達,而隨著馬達系統革新,業界正持續更新整體控制與電力系統架構以提升節能效率,加上工業4.0正邁向智慧連網系統發展,預計即時乙太網路與更先進控制方案將成為未來五年的市場成長方向,而這也正是ADI 的投資重點。ADI目前正致力於規劃相關產品,預計將在2017-2018年就會有更成熟的方案釋出。
以中國製造2025計劃為例,于常濤表示,在中國政府大力推動的這項計劃中,包括CNC與機器人等系統級產品都需要馬達控制器。這一類先進製造系統的馬達控制器中所採用的就是伺服控制系統——一種閉環的電流控制系統。馬達控制系統一般可分為逆變器、驅動器與伺服(Servo)馬達,而伺服系統又涵蓋許多細分領域,ADI著眼的是更強調速度、位置的中高階交流伺服控制系統。
ADI針對伺服控制的系統解決方案包括高性能的ADSP-CM408F混合訊號處理器、iCoupler差動閘極驅動器與磁隔離技術、瞄準電流檢測的AD740x調變器以及整合諸多保護功能的AduM4135 IGBT閘極驅動器,這些都是ADI核心競力的一部份,瞄準設備健康監測、機器視覺、工業無線網路與AMR技術等新技術應用領域。
針對伺服控制最核心的處理器,ADI的ADSP-CM408F基於ARM Cortex M4F核心,帶來最快240GHz的M4F核心主頻、高精密度整合SAR ADC(14位元精確度)以及整合多通道SNIC濾波器等優勢。
儘管MCU、DSP與FPGA等平台之爭由來已久,于常濤指出,目前伺服控制供應商更傾向於選擇通用型或標準化核心的處理器平台與工具,例如在中國約有90%的伺服業者已經切換或正評估ARM做為伺服控制器的主平台。這是因為,「在同一性能水平的情況下,ARM的性價比更高。而且,在同樣的核心下,可整合各種週邊以及取得相容的編程語言與開發工具」
中高階伺服領域目前可說是一個發展中的市場,儘管不同地區由於產業轉型腳步不同,這一領域的市場比重也不一樣,例如歐洲和北美市場就比中國更高。以中國市場而言,于常濤坦承「中高階領域目前的確只佔一小部份的通用伺服市場,不過,隨著產業轉型、工業自動化以及政府政策的推動,預計很快就可以看到這一市場的顯著成長。」(EETIMES, Susan Hong)
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[精選影片]馬達與電力控制專用: ADSP-CM40x 產品影片
ADI在工控設計的核心處理器效能再上一層樓,這顆ADSP-CM40x混合訊號處理器具有整合型240MHz浮點ARM Cortex-M4核心以極頂級雙重ADC效能.看影片,就知道有多大威力了!
http://www.analog.com/CM40xProductVideo
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