智能工业的分布式控制解决方案

在之前的一篇文章中，我们介绍了智能工业背后的基本概念——让制造更高效、更智能、更智能、更互联。为了实现这些概念，该行业的不同领域正在进行大量的开发工作。在这种情况下，最苛刻的应用之一是工业机器人的运动控制，其中寻找新的方法来集成电子设备以实现这一功能可以带来巨大的好处。

从集中式到分布式控制解决方案

传统上，工业机器人中用于运动控制的电子设备安装在机器人附近的机架和机柜中。这意味着有许多电缆和连接器将控制功能连接到它们驱动的电机、开关和执行器。这也意味着工厂中有专家能够安装、操作和维护这个复杂的元素集合。

想象一下，现在将所有这些控制电子设备直接集成到机器人驱动的部件附近——所以当机器人交付到工厂时，它们已经安装好了。这会带来很多好处：

节省材料和空间——机柜、机架、电缆等。

安装和操作节省人工成本

更高的效率——比电缆更低的能量损失

而且，通过集成正确的电子元件，我们可以拥有更高的灵活性来使机器适应制造任务的需求。

当然，这说起来容易做起来难。为了完成这项任务，ST 多年来一直与 Robox spa 合作，Robox spa 是一家为机器人和运动控制系统设计和制造电子控制器、编程语言和开发环境的公司。

高度集成的智能安全运动控制模块

这种合作的一个产品体现了这种方法的好处——SPIMD20运动驱动模块，它被设计成直接集成到无刷电机中。

SPIMD20 是一种创新的机电一体化运动控制解决方案，它结合了一系列集成电路（芯片）、机械部件和专用软件。该模块专为需要控制多个运动轴并希望减小布线系统和机架尺寸的应用而设计。典型用例包括包装机、加工机和工业机器人。该模块具有高度可配置性，因此可以适应不同类型的电机和工作配置文件。

SPIMD20 包括一个全桥 IGBT 逆变器、一个使用两个STM32微控制器和一个通信接口的控制单元，可与任何高达 2kW 的无刷三相电机集成。该模块的工作电压高达 800 VDC，并执行所有电机驱动功能，包括调整速度、位置（连接旋转变压器和 EnDAT 2.2 位置传感器）和电流回路执行，此外它还执行连接任务。通过工业以太网 （Ethercat®） 和 CANOpen® 连接到主站。SPIMD20 还提供了根据需要轻松实施不同工业以太网协议的灵活性。

用一体化模块改装电机是一个机械限制问题：SPIMD20 的整体尺寸为 165 x 60 x 26 mm，重量不到 0.5 kg。这种紧凑性允许集成到不同尺寸的电机中。

SPIMD20 也是安全智能工业的关键推动力。它嵌入了 STO（安全扭矩关闭）功能，其架构符合所有最常见的工业安全标准。

审核编辑：郭婷