在工業(yè)4.0的浪潮之下，提升工廠的自動化控制能力是重要的關(guān)鍵因素，其中電機的控制，更是工業(yè)自動化能否穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的重要關(guān)鍵。本文將為您介紹由艾睿電子所推出的電機控制解決方案，以了解它在工業(yè)4.0中扮演的重要角色。
　　加快系統(tǒng)的開發(fā)速度 提升工業(yè)自動化的質(zhì)量
　　隨著工業(yè)4.0的發(fā)展，工業(yè)自動化更加專注在將企業(yè)內(nèi)部的信息做及時的連結(jié)與匯整，以便依據(jù)客戶的市場需求對于生產(chǎn)進行優(yōu)化，通過遠(yuǎn)程控制與數(shù)字化工廠，實時掌握機器的運作狀況，確保機器穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)，工廠安全地運作。想要達成此目標(biāo)，便需要結(jié)合I/O控制器、現(xiàn)場儀表與伺服/驅(qū)動/編碼器等裝置，實時掌握所有設(shè)備的運作狀態(tài)。
　　想要順利地推動工業(yè)4.0，必須強化數(shù)據(jù)的分析能力，并建立串連所有不同系統(tǒng)的平臺，并要對系統(tǒng)進行集成，且注意能源效率、安全性等議題。未來的市場需求將會專注在通信技術(shù)的演進，混合數(shù)字總線、無線、以太網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，結(jié)合搭配傳感器陣列與多信道（Sensor Array and Multichannel, SAM）的自動讀表系統(tǒng)（Automatic Meter Reading, AMR）與光纖網(wǎng)絡(luò)，讓信息的傳遞更快速、更方便。
　　為了滿足上述的需求，艾睿電子推出了一套CM408電機控制解決方案，其中包括電源管理與電路板，并可以選配電流回饋與位置回饋等電路，滿足電機控制的多樣需求。
　　CM408F電路板的功能相當(dāng)多，有四種啟動模式可供選擇，包括No Boot、SPI Master Boot、SPI Slave Boot與UART Boot，還提供JTAG接口，以方便進行芯片在線仿真調(diào)試及Flash編程，支持PWM輸出，共有三組共24路的PWM輸出，可以對功率板進行控制，還支持ADC輸入，共有兩組8通道ADC輸入，可進行信號采集，提供多接口通信，具有RS-232、RS-485、CAN、USB和以太網(wǎng)接口，具有SINC濾波器，可以對Σ-Δ ADC輸入信號進行濾波，也有通用計數(shù)器單元，可以采集電機編碼器輸出信號，以及通用32位定時器，可以采集電機霍爾傳感器輸出信號。
　　CM408F電路板采用亞德諾（ADI） CM408F處理器，支持雙通道16位SAR ADC，無失碼，達到14位，電壓輸入范圍可達0~2.5V，轉(zhuǎn)換速率達380ns，適應(yīng)于高閉環(huán)控制應(yīng)用。其內(nèi)置240 MHz ARM Cortex M4內(nèi)核集成浮點運算單元（單浮點32位），可支持編程模型和復(fù)雜算法，具有384KB SRAM和2MB閃存，可從容應(yīng)對大程序，還有PWM和定時器功能，可有效提升轉(zhuǎn)矩波動和電機性能，具備16位PWM發(fā)生單元，可編程PWM脈沖寬度，還可編程死區(qū)和脈沖寬度，專用異步PWM關(guān)斷信號。
　　CM408F處理器還內(nèi)置SINC濾波器，可無縫連接AD74xx隔離式轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)高隔離電流采樣，支持諧波分析引擎，可兼容并網(wǎng)連接（用于太陽能逆變器設(shè)備），支持多樣化的接口，包括以太網(wǎng)和USB接口，還有CAN、UART、SPI、SPORT、32位定時器、雙線接口和正交編碼器接口，還有16位異步存儲器總結(jié)，可連接外置SRAM或FPGA。支持LQFP封裝，搭載GPIO引腳和ADC輸入引腳，專門針對電機控制應(yīng)用而優(yōu)化，支持105℃的環(huán)境工作溫度，適用于工業(yè)應(yīng)用。
　　CM408電機控制解決方案還包含有可與ADI CM408F板進行直接連接，由板控制工作的動態(tài)控制板，其采用ADI高速磁隔離芯片，可隔離與ADI M4控制卡之間的控制和反饋信號，并采用IRAMS10UP60A智能功率模塊，工作電壓600V，工作電流5 A，具有溫度保護功能。
　　這個方案設(shè)計的工作電壓為390V，電流5A，并具有多種相電流采樣方式，通過Σ-Δ ADC和ADSP-CM408內(nèi)置的SINC濾波器采樣，可通過將Σ-Δ ADC作為隔離運放，配合濾波電路及ADSP-CM408內(nèi)置ADC采樣，以及通過霍爾電流傳感器和ADSP-CM408內(nèi)置ADC采樣。
　　動態(tài)控制板還支持多種傳感器接口，包括霍爾傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器，可用來連接傳感器獲取電機的速度和位置信號，而且具有高旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD2S1210，片上集成可編程正弦波振蕩器，為旋轉(zhuǎn)變壓器提供正弦波激勵。
　　除此之外，這個解決方案還具備多種隔離解決方案，包括門驅(qū)動器ADUM1310、16位的∑Δ調(diào)制器和隔離放大器ADC AD7403，具備1-6信道的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)隔離器、支持多種標(biāo)準(zhǔn)的隔離式通信，以及高達500mW隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器isoPower?等，可確保信號傳輸不受干擾，系統(tǒng)運作更為穩(wěn)定。
　　這套由艾睿電子所開發(fā)的電機控制解決方案，將可大幅節(jié)省客戶的系統(tǒng)開發(fā)時間，提升工業(yè)自動化的質(zhì)量，也將會是工業(yè)4.0的重要推手，值得有相關(guān)需求的用戶采用。