1 智能運(yùn)動(dòng)控制解決方案的發(fā)展和演進(jìn)

　　運(yùn)動(dòng)控制隨著時(shí)間推移不斷演變，從簡單的并網(wǎng)電機(jī)發(fā)展到適用于機(jī)床和工業(yè)機(jī)器人的復(fù)雜的多軸伺服驅(qū)動(dòng)解決方案。為了在智能制造中實(shí)現(xiàn)更高水平的生產(chǎn)力、靈活性和自動(dòng)化，自動(dòng)化技術(shù)日益復(fù)雜，這也促進(jìn)了相關(guān)技術(shù)發(fā)展和演進(jìn)(參見圖1)。

圖 1 智能互連運(yùn)動(dòng)應(yīng)用的發(fā)展和演進(jìn)

　　并網(wǎng)電機(jī)

　　最基本的運(yùn)動(dòng)解決方案是基于并網(wǎng)或交流3相定速電機(jī)，它們使用開關(guān)設(shè)備來提供開關(guān)控制和保護(hù)電路。這些基本的運(yùn)動(dòng)控制解決方案以相對固定的速度運(yùn)行，不受負(fù)載變化影響。使用機(jī)械控制裝置來降低輸出，例如節(jié)流閥、阻尼器、齒輪或閥門、泵以及風(fēng)扇等都屬于此類裝置。

　　逆變器驅(qū)動(dòng)電機(jī)

　　增加整流器、直流母線和3相逆變器級實(shí)際上會(huì)生成可變頻率和可變電壓源，現(xiàn)在被應(yīng)用到電機(jī)中，以實(shí)現(xiàn)變速控制。這種逆變器驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以使電機(jī)在負(fù)載和應(yīng)用中以優(yōu)化的速度運(yùn)行，從而大幅降低能耗。例如高效率的泵和風(fēng)扇。

　　變速驅(qū)動(dòng)

　　對于更高性能的運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用，變速驅(qū)動(dòng)(V SD)可以助力實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的扭矩、速度和位置控制。為了實(shí)現(xiàn)上述控制，我們在基本的開環(huán)逆變器驅(qū)動(dòng)中增加了電流和位置測量。這樣可以更準(zhǔn)確地控制電機(jī)速度、位置和扭矩。例如輸送機(jī)、繞組、打印和沖壓機(jī)器就是這些應(yīng)用的典型示例。

　　伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

　　同步多軸伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用于更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)應(yīng)用中。機(jī)床和數(shù)控機(jī)床要求多軸同步操作，因此需要極為準(zhǔn)確的位置反饋。在CNC加工中，5軸協(xié)調(diào)很常見，但是有些應(yīng)用會(huì)用到多達(dá)1 2 個(gè)軸，其中工具和工件在特定空間內(nèi)相對移動(dòng)。

　　工業(yè)機(jī)器人/協(xié)作機(jī)器人/移動(dòng)機(jī)器人

　　工業(yè)機(jī)器人需要將多軸伺服驅(qū)動(dòng)、機(jī)械集成和先進(jìn)的機(jī)器控制算法組合使用，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的3D空間定位。機(jī)器人一般有6個(gè)軸，這些軸必須協(xié)調(diào)有序，如果有時(shí)候機(jī)器人沿軌道移動(dòng)，則會(huì)有7個(gè)軸。協(xié)作機(jī)器人基于工業(yè)機(jī)器人解決方案構(gòu)建，但增加了功率和力限制(PFL)，以提供安全的多軸機(jī)器控制，讓操作人員能夠在協(xié)作機(jī)器人旁安全工作。最后，移動(dòng)機(jī)器人采用了自導(dǎo)航功能安全機(jī)器控制，支持定位傳感和避撞。　　

　　2 推動(dòng)智能運(yùn)動(dòng)控制發(fā)展的驅(qū)動(dòng)因素

　　智能運(yùn)動(dòng)控制在四個(gè)關(guān)鍵增長驅(qū)動(dòng)因素推動(dòng)下加速發(fā)展：能耗降低、敏捷生產(chǎn)、數(shù)字化轉(zhuǎn)型，同時(shí)向智能制造中基于減少停機(jī)時(shí)間和增加資產(chǎn)利用率、以服務(wù)為基礎(chǔ)的新商業(yè)模式轉(zhuǎn)變也有一定的促進(jìn)作用。讓我們詳細(xì)看看這四個(gè)關(guān)鍵的增長驅(qū)動(dòng)因素。

　　降低能耗

　　電機(jī)系統(tǒng)消耗的電力占到整個(gè)行業(yè)消耗電力的近70%。智能運(yùn)動(dòng)解決方案通過讓越來越多的應(yīng)用從定速電機(jī)轉(zhuǎn)向高效率電機(jī)和變速驅(qū)動(dòng)，正在并將繼續(xù)大幅降低能耗，這在一定程度上是受到能效法規(guī)推動(dòng)。這種能耗降低可以助力實(shí)現(xiàn)更具可持續(xù)性的制造。獲取與優(yōu)化制造流程有關(guān)的運(yùn)動(dòng)見解，將有助于進(jìn)一步降低智能制造的能源消耗。

　　敏捷生產(chǎn)

　　隨著行業(yè)不斷根據(jù)消費(fèi)者需求和不斷改變的購買者行為做出調(diào)整，需要通過基于可重新配置生產(chǎn)線的敏捷生產(chǎn)來提供更多定制，實(shí)現(xiàn)更快的周轉(zhuǎn)時(shí)間。消費(fèi)者需求正在推動(dòng)從低組合、大批量制造向高組合、小批量制造轉(zhuǎn)變，這就需要工廠車間具有更高的靈活性。復(fù)雜、重復(fù)且通常較危險(xiǎn)的任務(wù)現(xiàn)在可由工業(yè)機(jī)器人完成，以實(shí)現(xiàn)更高的產(chǎn)出和生產(chǎn)力。敏捷生產(chǎn)提高了發(fā)生中斷時(shí)的彈性，可以更快應(yīng)對不斷變化的客戶需求。

　　數(shù)字轉(zhuǎn)型

　　到2023年， 全球在數(shù)字轉(zhuǎn)型方面的支出將達(dá)到6.8萬億美元。2變速驅(qū)動(dòng)器和伺服驅(qū)動(dòng)器使用來自電壓、電流、位置、溫度、功率、能耗的數(shù)據(jù)，結(jié)合使用外部傳感器來監(jiān)測振動(dòng)和其他過程變量。利用融合了信息技術(shù)/操作技術(shù)(IT/OT)的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)， 運(yùn)動(dòng)應(yīng)用彼此互聯(lián)，并傳輸數(shù)據(jù)和見解。運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和見解現(xiàn)在更易訪問，可由強(qiáng)大的云計(jì)算和AI(算法)進(jìn)行分析，以優(yōu)化制造流程和監(jiān)控整個(gè)裝置中資產(chǎn)當(dāng)前的健康狀況(參見圖2)。

圖 2 由無縫工業(yè)以太網(wǎng)連接助力實(shí)現(xiàn)的數(shù)字轉(zhuǎn)型

　　適用于部署資產(chǎn)的新商業(yè)模式

　　資產(chǎn)制造商希望出售的不僅僅是資產(chǎn)，他們想要擴(kuò)展其商業(yè)模式，包括基于生產(chǎn)力和資產(chǎn)利用率的售后服務(wù)合同。例如，泵制造商希望使用新的預(yù)測性維護(hù)服務(wù)產(chǎn)品，根據(jù)泵送的液體(例如，水或油)體積來銷售，并按泵送的每立方米(m3)來收費(fèi)，而不只是銷售泵。預(yù)計(jì)在未來5 年，泵OEM 50%至60%的收入將來自與服務(wù)相關(guān)的活動(dòng)。3系統(tǒng)集成商希望根據(jù)他們安裝的制造資產(chǎn)的運(yùn)行時(shí)間來收費(fèi)，而不僅僅是收取資產(chǎn)的初始安裝費(fèi)。新智能運(yùn)動(dòng)解決方案集成了狀態(tài)監(jiān)控功能，以實(shí)時(shí)監(jiān)控資產(chǎn)的健康狀況，并據(jù)此安排維護(hù)計(jì)劃。這種監(jiān)控可以消除計(jì)劃外的資產(chǎn)停機(jī)，提供更高水平的生產(chǎn)力和資產(chǎn)利用率，成為基于服務(wù)的新合同的基礎(chǔ)�！�

　　3 智能運(yùn)動(dòng)控制要求

　　為了提高智能制造的生產(chǎn)力和可持續(xù)性，需要采用新的先進(jìn)運(yùn)動(dòng)控制解決方案來發(fā)揮上述四個(gè)發(fā)展推動(dòng)因素的作用。智能運(yùn)動(dòng)控制的關(guān)鍵要求如圖3所示。

　圖 3 智能運(yùn)動(dòng)控制要求

　　出色的運(yùn)動(dòng)控制

　　出色的運(yùn)動(dòng)控制會(huì)縮短制造步驟完成的時(shí)間，從而增加產(chǎn)出和制造生產(chǎn)力，同時(shí)降低能耗。例如：通過精準(zhǔn)的位置和扭矩控制，實(shí)現(xiàn)更高的質(zhì)量和更快的加工速度，例如以更少的工序步驟和更短的時(shí)間加工一個(gè)復(fù)雜的部件。提供出色的運(yùn)動(dòng)控制的關(guān)鍵要求包括：提高控制環(huán)路的性能、可用于嚴(yán)苛的工業(yè)部署的可靠解決方案，以及高水平集成， 以實(shí)現(xiàn)高度可靠但小巧的解決方案。這些由低延遲、低漂移、多相電流、位置檢測，以及具有高瞬態(tài)可靠性和高度集成組件的信號(hào)鏈共同實(shí)現(xiàn)。

       耐用、安全且可靠

　　耐用、可靠的解決方案可以延長資產(chǎn)的可用壽命，是實(shí)現(xiàn)更可持續(xù)的智能制造的關(guān)鍵。通過延長資產(chǎn)的使用壽命，可以大幅減少用于制造替換資產(chǎn)所耗費(fèi)的原材料和能源。用于電源調(diào)節(jié)和電源保護(hù)的電源管理解決方案是提供更耐用、更可靠的資產(chǎn)的關(guān)鍵部件。電源管理要求包括：適用于絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的高端電源、適用于FPGA和處理器的高功率密度解決方案、電源管理遙測的數(shù)字負(fù)載點(diǎn)(PoL)、EMC堅(jiān)固性、高環(huán)境溫度運(yùn)行，以及保護(hù)用戶免受高電壓影響的數(shù)據(jù)和電源隔離。新型寬帶隙電源開關(guān)(由碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)制成)的可靠使用為提供快速過流保護(hù)系統(tǒng)和可靠運(yùn)行帶來了新的挑戰(zhàn)和要求。

　　實(shí)時(shí)連接

　　在高性能多軸同步運(yùn)動(dòng)應(yīng)用中，需滿足精準(zhǔn)、確定性、時(shí)間先決這些控制時(shí)序要求，且需要最小化端到端延遲，尤其是在控制周期時(shí)間變短、控制算法復(fù)雜性增加的情況下。這些高性能應(yīng)用要求實(shí)時(shí)連接和亞毫秒網(wǎng)絡(luò)周期時(shí)間，以控制復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)應(yīng)用。智能制造使用視覺系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)應(yīng)用來監(jiān)控制造質(zhì)量和提高生產(chǎn)安全性。工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)必須支持實(shí)時(shí)確定性運(yùn)動(dòng)控制流量和最大視覺流量在同一網(wǎng)絡(luò)(帶寬可達(dá)Gb)上共存。連接到網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備和控制器必須能夠互操作，以在整個(gè)制造設(shè)備中提供無縫的數(shù)據(jù)流，并確保對更高等級的管理系統(tǒng)保持?jǐn)?shù)據(jù)透明，同時(shí)，通過縮短調(diào)試時(shí)間，讓這些網(wǎng)絡(luò)更靈活且可擴(kuò)展。融合(IT/OT)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)確保能夠無縫訪問更高等級的管理軟件系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)信息，進(jìn)行分析，以優(yōu)化制造流程和加速數(shù)字轉(zhuǎn)型。

　　高級檢測

　　高級檢測解決方案創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)信息，可用于優(yōu)化制造流程和及早檢測故障跡象。檢測模塊包括位置、電流、電壓、磁場、溫度、振動(dòng)和沖擊。目前，正通過使用高級檢測來部署對資產(chǎn)健康狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控來創(chuàng)建新商業(yè)模型，以提供預(yù)測性維護(hù)服務(wù)合同(基于不斷增加的資產(chǎn)正常運(yùn)行時(shí)間)。高級檢測要求包括：在嚴(yán)苛工業(yè)環(huán)境(例如，多塵環(huán)境)下的堅(jiān)固性、準(zhǔn)確的位置檢測、非接觸式高電流檢測、高帶寬電流和振動(dòng)檢測、減少校準(zhǔn)以確保解決方案的準(zhǔn)確性，以及解決方案尺寸小巧，以適用于編碼器類應(yīng)用。

　　4 加快實(shí)現(xiàn)更高價(jià)值的運(yùn)動(dòng)控制解決方案的關(guān)鍵技術(shù)

　　要實(shí)現(xiàn)用于智能制造的下一代智能運(yùn)動(dòng)控制解決方案，需要組合使用多種技術(shù)。這些技術(shù)組合使用時(shí)可以對嚴(yán)苛的工業(yè)部署提供可靠、精準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)控制，且可訪問來自高級檢測的系統(tǒng)信息(參見圖4)。

　圖 4 加快實(shí)現(xiàn)更高價(jià)值的運(yùn)動(dòng)控制解決方案的關(guān)鍵技術(shù)，且可訪問系統(tǒng)信息

　　精準(zhǔn)測量

　　復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制需要精確的轉(zhuǎn)換器技術(shù)，以提供高質(zhì)量的電流反饋，利用隔離和非隔離解決方案，提供既高度精確，又具有快速瞬態(tài)響應(yīng)的控制回路性能。電流反饋是提高驅(qū)動(dòng)性能的基本構(gòu)建模塊，決定了總體控制帶寬和響應(yīng)時(shí)間。電流反饋的關(guān)鍵要求包括： PWM周期同步測量、隔離或高共模測量、低失調(diào)漂移以最小化扭矩紋波，以及14 至18 位分辨率的低延遲同步采樣，以測量相位電流。還需要采用精確轉(zhuǎn)換器技術(shù)，以在編碼器和線性跟蹤應(yīng)用中提供準(zhǔn)確的位置測量，以提供更高的產(chǎn)出和提高生產(chǎn)力。

　　隔離和接口

　　支持實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制的下一代驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)需要采用數(shù)字隔離技術(shù)，以提供隔離數(shù)據(jù)和隔離通信接口， 例如RS-485 、USB和LVDS。還需要使用絕緣柵驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)高端和低端功率半導(dǎo)體， 以提供可靠、安全且高度可靠的資產(chǎn)。柵驅(qū)動(dòng)器將邏輯電平PWM信號(hào)轉(zhuǎn)化為控制功率晶體管的高端參考信號(hào)。高壓逆變器應(yīng)用通常使用IGBT，未來則傾向于使用SiC和GaN來提高開關(guān)頻率和/或降低開關(guān)損耗。低壓應(yīng)用一般使用基于MOSFET的開關(guān)。柵驅(qū)動(dòng)器的關(guān)鍵要求包括： 高速、低傳輸延遲、低延遲偏差、堅(jiān)固性和共模瞬變抑制、開關(guān)保護(hù)功能(DESAT、米勒箝位、軟關(guān)斷、UVLO)，以及可控開關(guān)(轉(zhuǎn)換速度可變的開關(guān))。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字隔離器在許多驅(qū)動(dòng)器中，起著在高壓電源電子領(lǐng)域和安全特低電壓(SELV)領(lǐng)域( PWM和其他信號(hào)) 之間傳輸信號(hào)的重要作用。示例包括集成電源模塊(IPM)的隔離信號(hào)。全集成隔離電源解決方案也可以和數(shù)字隔離器或其他隔離功能組合使用， 以大幅減小解決方案的尺寸( 與分立式變壓器解決方案相比)。

　　工業(yè)以太網(wǎng)

　　要在運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用(伺服器和驅(qū)動(dòng)器)中進(jìn)行確定性實(shí)時(shí)通信， 需要采用工業(yè)以太網(wǎng)連接和亞毫秒周期時(shí)間網(wǎng)絡(luò)性能�？煽康奈锢韺悠骷�(100 Mb和Gb速度) 與2層工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議(例如EtherCAT、PROFINET、EtherNET/IP和IEEE時(shí)間敏感性網(wǎng)絡(luò)(TSN))組合，確保提供確定性以太網(wǎng)連接。下一代設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)而采用融合網(wǎng)絡(luò)上的Gb TSN，采用多種流量類型，使用循環(huán)通信進(jìn)行控制，使用非循環(huán)通信來提供最大流量(例如，視覺和監(jiān)控流量)。需要使用低延遲工業(yè)以太網(wǎng)解決方案在多軸應(yīng)用中縮短周期時(shí)間。這些確定性運(yùn)動(dòng)控制解決方案支持實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用，以推動(dòng)實(shí)現(xiàn)更高水平的制造生產(chǎn)力和靈活性。

　　磁傳感

　　磁傳感以異向性磁電阻(AMR)位置傳感器解決方案為基礎(chǔ)，為編碼器應(yīng)用提供可靠且精準(zhǔn)的位置檢測。位置反饋用于執(zhí)行直接位置控制，或推斷伺服驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)速和執(zhí)行機(jī)器速度控制。與光學(xué)編碼器相比，磁傳感提供更低成本的解決方案，且在易受灰塵和振動(dòng)影響的工業(yè)環(huán)境中提供更為可靠的解決方案。

　　電源管理

　　智能運(yùn)動(dòng)應(yīng)用通常部署在嚴(yán)苛的工業(yè)環(huán)境中，這些環(huán)境要求能夠在高環(huán)境溫度下運(yùn)行，且能夠抵御傳導(dǎo)噪聲和高壓瞬變。在一些分散應(yīng)用中，驅(qū)動(dòng)器更靠近采用更小封裝的電機(jī)，在其他應(yīng)用中，驅(qū)動(dòng)器則與電機(jī)集成在一起。需要使用能在高環(huán)境溫度下運(yùn)行的更高功率密度的電源管理解決方案，以支持實(shí)現(xiàn)這些尺寸更小巧的智能運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用。

　　機(jī)器健康

　　機(jī)器健康使用振動(dòng)和沖擊傳感器來對機(jī)器健康執(zhí)行實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控，以消除計(jì)劃外的停機(jī)，延長資產(chǎn)的使用壽命，同時(shí)降低維護(hù)成本。通過將機(jī)器健康監(jiān)控集成到運(yùn)動(dòng)應(yīng)用中，可以通過數(shù)字化策略產(chǎn)生新的收入流，這些策略基于確保的正常運(yùn)行時(shí)間來創(chuàng)建基于服務(wù)的新商業(yè)模式， 以實(shí)現(xiàn)更高級別的制造生產(chǎn)力。基于振動(dòng)、沖擊和溫度的資產(chǎn)健康數(shù)據(jù)被終端AI轉(zhuǎn)化為資產(chǎn)健康洞察，然后通過有線或無線解決方案傳輸至管理控制軟件，提供重要資產(chǎn)的實(shí)時(shí)健康狀態(tài)。

　　5 結(jié)論

　　為了快速響應(yīng)不斷變化的消費(fèi)者需求和支持高效生產(chǎn)(批量大小低至1)，需要施行敏捷生產(chǎn)。敏捷生產(chǎn)由可快速重構(gòu)的智能連接資產(chǎn)助力實(shí)現(xiàn)。這些互連資產(chǎn)實(shí)時(shí)共享數(shù)據(jù);這些數(shù)據(jù)可用于識(shí)別生產(chǎn)瓶頸，以及通過監(jiān)測資產(chǎn)的健康狀況來消除計(jì)劃外的停機(jī)，從而改善運(yùn)營效率�；谥悄苓\(yùn)動(dòng)控制解決方案構(gòu)建的智能制造消耗的能源更少，且支持更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，以推動(dòng)實(shí)現(xiàn)更高的靈活性、生產(chǎn)力和可持續(xù)性。

　　智能運(yùn)動(dòng)控制解決方案

　　ADI公司用于智能運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用的技術(shù)和系統(tǒng)級解決方案支持實(shí)現(xiàn)更高級別的性能，同時(shí)降低能耗和減少停機(jī)時(shí)間。圖5概要介紹典型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器信號(hào)鏈，該信號(hào)鏈由6個(gè)主要模塊構(gòu)成，每個(gè)模塊代表一種ADI解決方案。

　　圖 5 ADI 公司用于智能運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用的解決方案

　　功率電子器件

　　功率電子器件在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)中提供功率轉(zhuǎn)換。高壓系統(tǒng)(>100 V)使用絕緣柵驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體。ADuM4122是單柵絕緣柵驅(qū)動(dòng)器，提供3 A短路(<3 Ω)，支持功能性或增強(qiáng)絕緣(高達(dá)~800 V直流母線)，提供擺率控制，以實(shí)現(xiàn)EMI/功率損耗優(yōu)化;還支持高共模瞬變抑制(CMTI)和低傳播延遲，以配合SiC和GaN功率半導(dǎo)體使用。ADuM160N多通道數(shù)字隔離器可用于隔離PWM信號(hào)，與集成了柵驅(qū)動(dòng)器和功率半導(dǎo)體的集成功率模塊(IPM)配合使用。ADuM6028隔離功率器件可與數(shù)字隔離器、隔離型收發(fā)器和隔離型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器一起使用，提供完全通過安全認(rèn)證、可即時(shí)使用的非常小巧的8引腳解決方案。

　　對于低壓系統(tǒng)(<100 V)，可使用提供浮動(dòng)接地和可編程死區(qū)時(shí)間的100 V半橋驅(qū)動(dòng)器LTC7060，或采用PassThru?技術(shù)和自適應(yīng)擊穿保護(hù)的150 V受保護(hù)高端NMOS靜態(tài)開關(guān)驅(qū)動(dòng)器LTC 7000來驅(qū)動(dòng)低壓半導(dǎo)體。LTC 7000還支持可編程死區(qū)時(shí)間(用于優(yōu)化效率)、增強(qiáng)型電流控制和擺率控制(用于降低EMI)。

　　電流檢測

　　ADuM7701是一款高性能、二階Σ-Δ調(diào)制器，片上的數(shù)字隔離采用ADI公司的iCoupler?技術(shù)，能將模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為高速單位數(shù)據(jù)流，以進(jìn)行隔離電流檢測測量。ADuM7703提供低失調(diào)漂移(最大0.6 μV/°C)，可降低扭矩紋波， 采用緊湊型8引腳封裝，集成LDO，以簡化電源設(shè)計(jì)和減小板面積。提供150 V/ns CMTI(最小額定值)，可配合GaN和SiC功率電子器件使用。

　　A D8410高壓電流檢測放大器提供高增益(20 V/V、50 V/V、100 V/V)、低失調(diào)漂移(~1 μV/°C)和高帶寬(2 MHz)，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化電流控制。AD8410還包括雙向電流測量輸入(高達(dá)100 V共模輸入)。LTC6102精密零漂移電流檢測放大器確保在廣泛的工作條件下提供精度， 在電流分流檢測應(yīng)用中可由高端電壓(高達(dá)100 V)供電。

　　位置檢測

　　位置反饋用于執(zhí)行直接位置控制，或推斷轉(zhuǎn)速和執(zhí)行機(jī)器速度控制。ADA4570和ADA4571 將A MR 角度傳感器和集成式信號(hào)調(diào)節(jié)器集成在一起，為電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和伺服器應(yīng)用提供更高精度的絕對位置檢測(誤差<0 .1 °，使用壽命/ 溫度<0 .5 °)。它們能在嚴(yán)苛的磁性環(huán)境中可靠運(yùn)行，支持寬氣隙公差且不降低角誤差精度(與霍爾/ GMR/ T MR不同)，并簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)考量。與工業(yè)應(yīng)用中的光學(xué)傳感器相比，ADA4 5 7 0 和ADA4571不受灰塵或污垢影響，與市場上內(nèi)置校準(zhǔn)引擎的數(shù)字輸出解決方案相比，它們的延遲非常低。ADA4571生成兩個(gè)單端模擬輸出(正弦和余弦)，用于表示周圍磁場的角位置，ADA4570則生成兩個(gè)差分模擬輸出對。ADA4571的雙版本(ADA4571-2)也可用于安全關(guān)鍵應(yīng)用中需要完全冗余的地方。

　　AD7380是一款4 MSPS雙通道同步采樣16位SAR ADC，提供精度、吞吐量和最小尺寸，適用于編碼器應(yīng)用。AD7380采用小封裝(3 mm × 3 mm)，用于使編碼器小型化，提供4 MSPS吞吐量，以實(shí)現(xiàn)最低延遲和控制環(huán)路快速瞬態(tài)響應(yīng)。AD7380過采樣引擎可以在較慢的工作條件下實(shí)現(xiàn)更高的精度。

　　機(jī)器健康

　　振動(dòng)和沖擊傳感器正被集成到編碼器或電機(jī)中，以提供資產(chǎn)健康狀況信息。ADXL1002超低噪聲(±50 g范圍內(nèi)為25 μg/√Hz)、高頻率±50 g MEMS加速度計(jì)提供高達(dá)11 kHz(3 dB點(diǎn))的高數(shù)據(jù)帶寬振動(dòng)檢測，諧振頻率為21 kHz。ADXL1002是替代壓電傳感器的低成本、低功率方案。與壓電傳感器相比，ADXL1002可以監(jiān)測低至直流的低轉(zhuǎn)速設(shè)備，同時(shí)降低校準(zhǔn)要求。ADXL354 是一款低噪聲、低功率3軸MEMS加速度計(jì)，采用小型封裝(3 mm × 5 mm)，具有數(shù)字接口、SPI(3線和4線)和I2C，為編碼器提供緊湊型振動(dòng)檢測集成解決方案。

　　ADI OtoSense?智能電機(jī)傳感器是基于AI的全套硬件和軟件解決方案，將一流的檢測技術(shù)和領(lǐng)先的數(shù)據(jù)分析結(jié)合起來， 對電機(jī)實(shí)施狀態(tài)監(jiān)控。無論是哪種類型的電機(jī)，ADI OtoSense SMS都提供最關(guān)鍵的診斷，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行的信息，幫助用戶預(yù)測維護(hù)周期和規(guī)避計(jì)劃外的停機(jī)。

　　網(wǎng)絡(luò)接口

　　智能制造基于智能運(yùn)動(dòng)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，在資產(chǎn)和更高級別的控制和管理網(wǎng)絡(luò)之間共享數(shù)據(jù)。ADI提供的可靠、低功耗和低延遲PHY包括ADIN1200(10 /100) PHY和ADIN1300 (10/100/1000) PHY。這兩種工業(yè)以太網(wǎng)PHY都是為要求工作環(huán)境溫度高達(dá)105°C的工業(yè)應(yīng)用而開發(fā)的， 已根據(jù)EMC和可靠性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行廣泛測試， 以在嚴(yán)苛的工業(yè)應(yīng)用中運(yùn)行。低延遲PHY支持更低的周期時(shí)間網(wǎng)絡(luò)，支持將更多設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)，并滿足復(fù)雜、高性能確定性運(yùn)動(dòng)應(yīng)用的時(shí)序要求。為了實(shí)現(xiàn)確定性工業(yè)以太網(wǎng)連接，ADI的2層工業(yè)以太網(wǎng)嵌入了2端口開關(guān)。fido5100 和fido5200支持PROFINET、以太網(wǎng)/IP、EtherCAT、Modbus TCP和Ethernet POWERLINK工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，以及任何處理器、協(xié)議和堆棧。

　　運(yùn)動(dòng)控制器

　　運(yùn)動(dòng)控制器提供處理引擎，生成PWM信號(hào)來驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體， 并接收電流和位置反饋信號(hào)來控制電機(jī)的速度和扭矩。需要使用可靠、高環(huán)境溫度、高功率密度電源管理解決方案來為控制器供電，該控制器通常是FPGA 或處理器，提供可選的上電順序和電源遙測功能。ADI 公司的Power by Linear?電源管理IC和電源模塊為推動(dòng)當(dāng)今和未來的智能運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。運(yùn)動(dòng)控制器通常位于中央機(jī)架，需要與編碼器進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。此時(shí)可以使用ADI的隔離和非隔離RS- 485收發(fā)器， 以串行通信的方式將編碼器位置反饋信息傳輸給運(yùn)動(dòng)控制器。ADM3066E是一款±12 kV IEC ESD保護(hù)全雙工50 Mbps RS-485收發(fā)器，提供高帶寬、高環(huán)境溫度(125°C)、可靠的通信解決方案，采用3 mm × 3 mm小封裝，適用于編碼器應(yīng)用。