Controle de movimento com o CompactRIO: O controlador multipropósito definitivo

 

Esse artigo é parte de uma série que descreve os recursos da plataforma CompactRIO Leia os outros artigos desta série para saber como você pode usar o CompactRIO para simplificar o projeto de sistemas avançados de controle.


 

 

Aplicações sofisticadas, como funções complexas de temporização e trigger, sincronização e movimento guiado por visão, estão cada vez mais disseminadas. Mas é também cada vez maior a pressão por reduzir os prazos de projeto e criar sistemas de menores dimensões e melhor custo-benefício.  As soluções tradicionais de movimento, baseadas em PCI, normalmente utilizam um subsistema de controle de movimento separado, o que aumenta as dimensões, custo e complexidade do sistema.  A tecnologia evolui, seus métodos também precisam evoluir – simplifique o projeto de seus sistemas com o CompactRIO: o controlador multipropósito definitivo.   

 

Figura 1.  Com a plataforma CompactRIO, você inova e desenvolve sistemas de controle de alto desempenho com maior rapidez.

 

Controle de movimento com o CompactRIO

Usando o CompactRIO como seu controlador de movimento, você tem flexibilidade de conexão com hardware de movimento da NI e outros fornecedores.  Com suporte a barramentos digitais como o EtherCAT, módulos de drive e interface de drive da Série C ou até mesmo seus próprios protocolos customizados, você pode implementar comunicação, sincronismo e controle para uma variedade cada vez maior de motores e drives, a partir de um único sistema.  O CompactRIO aumenta a integração, usando comandos de alto nível para atender requisitos avançados de movimento, além de dar a você flexibilidade para customizar algoritmos, IP, feedback e comportamentos "até os pinos" das E/S, com ferramentas de configuração nativas e funções específicas para motores prontas para o uso.  Essa flexibilidade é possível pelo poder do FPGA programável pelo usuário, que pode ser usado para muito mais que apenas o controle de movimento – você pode usar o LabVIEW FPGA para o coprocessamento de imagens das câmeras conectadas ao sistema ou realizar análises adicionais de sinais dos sensores conectados ao controlador, sem precisar conhecer as ferramentas tradicionais de projeto de FPGA, como o VHDL ou Verilog.  Com os recursos sem igual de desempenho e integração do CompactRIO, os subsistemas de visão de máquina e controle de movimento podem ser combinados em um mesmo controlador, o que minimiza a latência, aumenta o desempenho e simplifica a complexidade do sistema.  Você só precisa escolher as melhores câmeras, hardware de movimento e módulos de E/S para as suas necessidades e utilizar uma única ferramenta de software para desenvolver e customizar a sua aplicação.
Saiba mais sobre as soluções da NI para o controle de movimento
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Figura 2.  A plataforma CompactRIO oferece conectividade direta a motores e drives, permitindo que você combine o controle de movimento com outras tarefas de medição e controle.

 

Maior produtividade e inovação com o eixo virtual

O módulo LabVIEW SoftMotion possui uma ampla variedade de ferramentas de controle de movimento, configuração e sintonia, além de exemplos que podem ser implementados em muitas das plataformas de hardware da NI, como o CompactRIO.  Um recurso importante do SoftMotion é o eixo virtual (Virtual Axis), que acelera o desenvolvimento de aplicações complexas de movimento.  A referência do eixo virtual pode ser vinculada a um hardware físico ou simulado, e os projetistas de sistema podem enviar comandos de controle de movimento de alto nível diretamente ao eixo virtual.  Esse eixo pode facilmente ser vinculado a outro hardware e raramente será necessário modificar o código de operação.  O código do SoftMotion é independente de fornecedor e hardware, permitindo a reutilização de código em um upgrade de hardware ou preparação para aplicações futuras.  O código do SoftMotion é gerado no LabVIEW, o que oferece integração total com código escritos para outras partes do sistema, como aquisição e processamento de imagens, E/S analógicas e digitais ou telas e visualização dos dados.  Isso significa que o código de controle de movimento escrito com o SoftMotion pode ser sincronizado, controlado por trigger ou enviar dados a qualquer outro processo - o que simplifica o projeto de aplicações avançadas de controle.  
Saiba mais sobre as vantagens do SoftMotion para a sua aplicação de controle de movimento
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Figura 3.  Com o módulo LabVIEW SoftMotion, você pode desenvolver sua aplicação de controle de movimento utilizando eixos virtuais e a integração completa com outros processos.

 

Hardware de movimento para o CompactRIO

A NI oferece uma ampla variedade de opções de hardware de controle de movimento para o CompactRIO, que podem controlar e ser conectadas com quase qualquer drive e motor. 

A NI tem uma forte parceria global com a Kollmorgen, uma líder da indústria de controle e automação com mais de 40 anos de experiência no desenvolvimento de motores e drives, que oferece suporte nativo à sua série AKD de drivers analógicos e EtherCAT para servomotores.  A NI tem o orgulho de vender, prestar suporte e ajudar você em seus primeiros passos com os drivers de servomotor sem escova, motores, atuadores e acessórios de movimento de alta qualidade fabricados pela Kollmorgen. 

 

Figura 4.  O CompactRIO pode ser configurado como mestre EtherCAT de tempo real para controlar e sincronizar redes inteiras de motores e drives com confiabilidade.

 

Você pode também fazer a conexão ao seu motor ou drive através de módulos de E/S da Série C.  A NI oferece dois tipos diferentes de módulos para fazer essa interface com o seu hardware – módulos de drive e módulos de interface de drive.  Os módulos de drive são drives de movimento que alimentam e controlam motores diretamente a partir do controlador CompactRIO.  Todas as malhas de controle de driver que normalmente residem no firmware de um driver externo são implementadas no módulo LabVIEW FPGA, proporcionando a customização em baixo nível e a sincronização com E/S sem exigir conhecimento nas abordagens tradicionais de projeto de FPGA, como VHDL ou Verilog   Os módulos de interface de drive contêm todas as E/S de que você precisa para controlar um eixo de movimento com a E/S de movimento associada (limites, comunicação com o drive, E/S de uso geral, captura e comparação, feedback de encoder incremental, etc.).  Esses módulos fazem conexão ou interface com drives de movimento externos.

Além dos módulos da Série C específicos para aplicações de movimento, muitos dos módulos de E/S de uso geral da Série C podem também ser usados para essa finalidade. 
Saiba mais sobre a conexão de motores e drives ao CompactIRO por meio de módulos de drive e interface de drive da Série C.  

 

Figura 5.  A NI oferece diversos módulos, tanto específicos para aplicações de movimento quanto E/S de uso geral, que você pode usar em sua aplicação de controle de movimento.

 

A NI tem também o seu próprio portfólio de movimento com motores de passo. Esse portfólio possui motores de passo e drives para motores de passo, analógicos e com conexão Ethernet, motores de passo híbridos bifásicos e acessórios de conectividade.  Você pode combinar esses produtos com módulos de interface de drive da Série C ou controlar muitos deles usando comandos TCP/IP a partir de um controlador CompactRIO. 
Saiba mais sobre o portfólio de motores de passo da NI

 

Figura 6.  Conecte motores de passo e drives da NI usando cabeamento tradicional ou pela Ethernet

 

Próximos passos

Aumente a integração e desempenho de sua próxima aplicação de controle de movimento com o CompactRIO: O controlador multipropósito definitivo. Saiba mais sobre a plataforma CompactRIO ou leia mais artigos dessa série.