Control de Movimiento con CompactRIO: El Mejor Controlador Multipropósito

 

Esta nota técnica es parte de una serie que describe las características de la plataforma CompactRIO. Lea los documentos adicionales en esta serie para aprender cómo usar CompactRIO para simplificar el diseño de sistemas de control avanzado.


 

 

Las aplicaciones sofisticadas como temporización y disparo complejos, sincronización y movimiento guiado por visón se están volviendo cada vez más comunes, al mismo tiempo que continua la presión por reducir los tiempos de diseño y por crear sistemas más pequeños y más rentables.  Las soluciones de control de movimiento tradicionales basadas en PCI comúnmente dependen de un subsistema independiente para control de movimiento que añade costo y tamaño y que incrementa la complejidad del sistema.  Conforme la tecnología evoluciona, su enfoque también debe hacerlo - simplifique el diseño de sistemas con CompactRIO: el mejor controlador multipropósito.   

 

Figura 1.  La plataforma CompactRIO le permite innovar con una plataforma y desarrollar rápidamente sistemas de control de alto rendimiento.

 

Control de Movimiento con CompactRIO

Usar CompactRIO como su controlador de movimiento le brinda la flexibilidad de conectarlo con hardware de control de movimiento tanto de NI como de terceros.  Con soporte para buses digitales como EtherCAT, drives y módulos de interfaz de drive de la Serie C o incluso sus propios protocolos personalizados, usted puede comunicarse, sincronizar y controlar una creciente variedad de motores y drives desde un solo sistema.  CompactRIO mejora la integración al usar comandos de alto nivel para cumplir con requerimientos avanzados de control de movimiento y también para brindarle la flexibilidad de personalizar algoritmos, IP, retroalimentación y el comportamiento hasta los pines de E/S con herramientas de configuración y funciones integradas específicas para control de movimiento.  Esta flexibilidad es posible por la potencia de un FPGA interno programable, el cual puede ser usado para más que solo el control de movimiento - utilice LabVIEW FPGA para co-procesamiento de datos de imágenes desde cámaras conectadas al sistema o para realizar análisis adicional de señales desde sensores conectados al controlador sin tener conocimiento previo de herramientas tradicionales de diseño de FPGA como VHDL o Verilog.  Con las características incomparables de rendimiento e integración de CompactRIO, los subsistemas de visión artificial y control de movimiento pueden ser combinados en el mismo controlador, lo cual disminuye la latencia, mejora el rendimiento y simplifica la complejidad del sistema.  Simplemente elija las cámaras, hardware de movimiento y módulos de E/S que cumplen con sus necesidades y utilice una sola herramienta de software para desarrollar y personalizar su aplicación.
Aprenda más sobre los productos de control de movimiento de NI
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Figura 2.   La plataforma CompactRIO brinda conectividad directa a motores y drives, permitiéndole combinar control de movimiento con otras tareas de medidas y control.

 

Mejore la Productividad e Innovación con el Eje Virtual

El Módulo LabVIEW SoftMotion contiene una amplia variedad de funciones integradas para control de movimiento, herramientas de configuración y sintonización y ejemplos que pueden ser implementados en muchas plataformas de hardware de NI, incluyendo CompactRIO.  Una característica clave de SoftMotion es el Eje Virtual, el cual acelera el desarrollo de aplicaciones complejas de movimiento.  La referencia del eje virtual puede ser vinculada con el hardware simulado o físico y los diseñadores del sistema pueden enviar comandos de control de movimiento de alto nivel directamente al eje virtual.  El eje puede volver a ser vinculado fácilmente a otro hardware y rara vez existe la necesidad de modificar el código de operación.  El código de SoftMotion es independiente del proveedor y del hardware, lo que permite la reutilización del código al actualizar el hardware o al prepararse para aplicaciones futuras.  El código de SoftMotion es generado en LabVIEW, proporcionando perfecta integración con código escrito para otras partes del sistema como adquisición y procesamiento de visión, E/S analógicas y digitales o visualización de datos.  Esto significa que el código de control de movimiento escrito con SoftMotion puede ser sincronizado, disparado o alimentar datos a cualquier otro proceso - simplificando el diseño de aplicaciones avanzadas de control.  
Aprenda más sobre cómo SoftMotion puede mejorar su aplicación de control de movimiento
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Figura 3.  Con el Módulo LabVIEW SoftMotion usted puede desarrollar su aplicación de control de movimiento usando ejes virtuales e integrarla perfectamente con otros procesos.

 

Hardware de Control de Movimiento para CompactRIO

NI ofrece una variedad de opciones de hardware de control de movimiento para CompactRIO que pueden controlar y conectarse con casi cualquier drive y motor.  Uno de los buses de campo más usados para control de movimiento es EtherCAT.  CompactRIO puede ser configurado como un maestro EtherCAT en tiempo real para controlar y sincronizar de manera confiable redes enteras de motores y drives.  Al usar EtherCAT, se eliminan los tradicionales retos de cableado asociados a la conexión de un motor o drive a una red, conforme los comandos son enviados a dispositivos usando cableado Ethernet convencional. 

NI tiene una fuerte relación con Kollmorgen, un líder en la industria en control y automatización con más de 40 años de experiencia en desarrollo de motores y drives, y ofrece soporte nativo para sus series drives para servomotores AKD EtherCAT y analógicos.  NI vende, soporta y le ayuda a comenzar a trabajar con drives de servomotores sin escobillas, motores, actuadores y accesorios de movimiento de alta calidad fabricados por Kollmorgen. 

 

Figura 4.  CompactRIO puede ser configurado como un maestro EtherCAT de tiempo real para controlar y sincronizar de manera confiable redes enteras de motores y drives.

 

Usted también puede conectar su motor o drive a través de los módulos de E/S de la Serie C.  NI ofrece dos diferentes tipos de módulos para conectar su hardware – módulos de drive y módulos de interfaz de drive.  Los módulos de drive son drives de control de movimiento que alimentan y controlan motores directamente desde el controlador CompactRIO.  Todos los ciclos de control del drive que residen normalmente en el firmware de un drive externo son implementados en el Módulo LabVIEW FPGA, permitiendo personalización y sincronización de bajo nivel con E/S sin la necesidad de tener conocimiento de enfoques tradicionales de diseño de FPGA como VHDL o Verilog.  Los módulos de interfaz de drive contienen todas las E/S que usted necesita para controlar un eje de movimiento con E/S de movimiento asociadas (límites, comunicación, E/S de uso general, capturar y comparar, retroalimentación del encoder incremental, etc.).  Estos módulos se conectan a drives de movimiento externos.

Además de los módulos de la Serie C específicos para control de movimiento, varios módulos de E/S generales de la Serie C pueden ser usados para control de movimiento. 
Aprenda más sobre cómo conectar motores y drives a CompactRIO a través de módulos de drive y módulos de interfaz de drive de la Serie C.  

 

Figura 5.  NI ofrece una variedad de módulos específicos para control de movimiento, así como módulos de E/S genéricos que usted puede usar para su aplicación de control de movimiento.

 

NI también tiene su propio catálogo de motores a pasos con motores integrados y drives de motores a pasos analógicos y con conexión a Ethernet, motores a pasos híbridos de 2 fases y accesorios de conectividad.  Combine estos productos con módulos de interfaz de drive de la Serie C o controle varios de ellos usando comandos TCP/IP desde un controlador CompactRIO. 
Aprenda más sobre el catálogo de motores a pasos de NI

 

Figura 6.   Conecte drives y motores a pasos de NI con cableado tradicional o por Ethernet

 

Siguientes Pasos

Mejore la integración y el rendimiento de su próxima aplicación de control de movimiento con CompactRIO: El Mejor Controlador Multipropósito. Aprenda más sobre la plataforma CompactRIO o lea artículos adicionales en esta serie.