Bir Servo Sürücü ile bir Hareket Kontrol Birimi Arasındaki Fark Nedir?

Otomasyon dünyasında hareket kontrol birimi olarak düşünülen şey ile temel bir servo sürücünün temsil ettiği şey arasında ince bir çizgi olabilir.  Her bir cihazın işlevini ve zekasını anlamak kritik önem taşır çünkü çoğu uygulamada sistemi tamamlamak için hem bir hareket kontrol birimi hem de bir servo sürücü gereklidir.

Servo sistem

Bir servo motor, motor bobinlerine voltaj ve akım besleyen ve ardından servo devreyi tamamlamak için geri beslemeleri izleten bir servo sürücüden güç alır.  Çoğu durumda servo sürücü, akım (ya da tork) devresi, hız devresi ve konum devresi olmak üzere üç gömülü servo devreden oluşur ve bunlar hassas hareketi oluşturmak için birbirleriyle etkileşim halindedir.  Beklenen motor çalışması, hangi devrenin gerekli olduğunu belirleyecektir.

• Belirli bir tork gerektiren bir tork kontrolü uygulamasında yalnızca bir akım devresi gereklidir.  Tork, akım ile doğru orantılı olduğundan, servo sürücüye akım geri beslemesi sağlayan bir sensör tarafından düzenlenir.
• Hız kontrolü uygulamalarında hem akım hem de hız devrelerinin bulunması yaygındır. Hız devresi, servo sürücüye hız bilgisini sağlayan bir sensörü izler, ardından bu bilgiyi kullanarak torku artırmak ya da azaltmak için akım devresini ayarlar.
• Son olarak bir konum devresi uygulamasında, motora bağlanan ve konum bilgisini servo sürücüye ya da hareket kontrol birimine gönderen bir geri besleme sensörü kullanılır, bunun sonucunda hız devresine hızı artırması ya da azaltması sinyali gönderilir ve ardından, torku düzenlemek için akım devresine ilgili bilgi aktarılır.

Sürücünün ve Kontrol Biriminin Rollerinin Tanımlanması

Bir fırçasız DC servo motorun tork kontrolü uygulamasında, bir "cihaz", bir motora, akım geri beslemesine göre ölçülen komut girişine dayanarak bir akım ve voltaj sağlar.  Motora güç sağlayan aparata, doğru tabirle, servo amplifikatör ya da servo sürücü adı verilir.  Bir akım ya da tork sürücüsü, hangi torkun üretileceğine ilişkin kendisine verilen belirli bir komut olmadıkça kullanışsızdır.  Komut, temelde "kontrol birimi" olarak çalışan çeşitli kaynaklardan gelebilir.  Komut, istenen çıkış torkuna göre sürücüye +/- 10 Vdc'lik bir sinyal uygulamak için bir potansiyometreyi elle ayarlayarak bir kontrol birimi gibi çalışan tek bir kişi gibi basit olabilir.

Tipik bir fırçasız DC servo sistemde, çeşitli dengeleme ve filtreleme elemanları ile birlikte üç gömülü devre vardır.  İç devre (akım devresi) hız devresi tarafından kontrol edilir, hız devresi ise konum devresi tarafından kontrol edilir.  Akım devresi her zaman sürücünün yanında yer alır, hız ve konum devreleri ise sürücü ya da kontrol biriminin yanında yer alır.  Akım devresi, motor sarımlarındaki akımı ölçmek için bir motor akım sensörü kullanır, hız devresi ise motorun hızını ölçmek için bir hız sensörü (tipik olarak bir kodlayıcı) kullanır, ayrıca konum devresini tamamlamak için konum bilgisini de sağlar.

Hareket kontrol birimleri mikro işlemci tabanlı cihazlardır ve Darbe Genişlik Modülasyonlu (PWM) dalga formları oluşturmak için karmaşık algoritmalar kullanırlar. Servo sürücü içindeki güç transistörleri, motora enerji vermek için akım ve voltaj dalga formlarını aktarır. Hareket kontrol birimi tipik olarak çeşitli servo devrelerinden gelen geri besleme bilgisini işler.  Kontrol birimleri, motora, mikro işlemci tarafından verilen komuta hassas şekilde uymasını sağlayacak komutları vermek için geri besleme bilgisini kullanır.  Özünde, mikro işlemci tarafından sağlanan zeka kontrol birimi gibi davranır, güç cihazları ile bağlantılı elektronik bileşenler ise sürücü gibi davranır. Temelde, bir kontrol birimi, bir konum, hız ya da akım devresine belirli bir komut uygulayan elemandır, diğer taraftan bir sürücü, kontrol biriminin talep ettiği voltajı ve akımı motorlara sağlar.

Kontrol birimi tipik olarak, programcı tarafından sağlanan kodu saklayan ve çalıştıran programlanabilir bir cihazdır.  Programlama, BASIC, C+/C++, VB ve IEC 61131-3 standartlarında belirtilen diller gibi çeşitli dillerde geliştirilmiştir.  Kontrol birimlerinin, bileşen arızası olması halinde aşırı yükleri ya da atlamalı hareketleri önlemek için sayısız güvenlik elemanı vardır.  Diğer taraftan sürücüler, kontrol biriminden gelen giriş komutlarını almayan ve güç transistörlerini açıp kapatmaya odaklanma eğilimindedir. Bu, komut verilen torku ve hızı sağlamak için gereken akımı ve voltajı oluşturur.

Mikro işlemci teknolojisindeki gelişmeler ve yeni anahtarlama cihazları ile birlikte kontrol birimleri ve sürücüler her geçen gün daha girift bir hale geliyor, öyle ki çoğu merkezi sistemde tüm elektronik bileşenler tek bir kontrol kabini içinde yan yana yerleştiriliyor.  Merkezi olmayan çözümlerde, hareket kontrol birimi kabin içinde yer alırken sürücüler motorlara yakın yerleştiriliyor ve merkezi hareket kontrol birimi ile bir hareket veri yolu üzerinden haberleşiyor.