隨著更多的處理和判決的實現脫離本地,以及客戶服務器中央控制模型變成一個類似“對等”的分布式模型,這就需要向更先進的混合信號SoC發展。像PLC和I/O模塊、溫度/工藝控制器、CNC機床這樣的設備類型,以及例如流量/高度測量、編碼器/解析器、測量儀/指示器/極限報警、電機保護以及斷路器等其它應用,將成為進一步改進本地智能的主要應用,這些將以單芯片的形式實現,這些單芯片中將集成多通道、混合信號A/D轉換以及專用的h/w處理和輔助的MCU系統管理。
利用PLC和I/O模塊、電機驅動控制器和多軸控制器的一個實例是典型的包裝應用,這種應用包括一個用于卷繞材料的退繞輥子、一個用于傳送需要包裝物品的進料裝置,以及一些封口位置和一個完成包裝后移走物品的傳送裝置。
當被包裝材料的注冊信息比較差、包裝材料的張力不一致以及封裝較差時,這種系統的開環控制通常導致低的吞吐量(效率)和較差的質量。最終的結果就是因為額外的QA檢查、監控以及產品損壞而增加了單位成本,且不說連續監控所增加的額外人力成本。
相同系統的閉環作業將增加參數的監控和反饋功能,例如輥子的扭矩、速度和輥子上剩余材料的數量(長度)、進料和出料傳送裝置的速度/張力、封口輥子的溫度和壓力、待包裝產品的注冊/定位以及任何一個關鍵單元的震動。上面例子中主電機驅動函數(速度、張力和位置)的控制可以看成是一個伺服系統,可以通過增加像溫度和振動這類的二次測量來實現。
在伺服系統中,通過位置、速度/角速度和電流環實現閉環操作。
位置環路通過輸出一個帶有由編碼器或解析器提供的旋轉角度反饋信息的速度/角速度命令,使電機的旋轉角度能達到所要求的位置。速度環路通過環路中的這一部分來控制由位置環路所設定的電機旋轉速度,環路由來自編碼器或解析器的反饋數據來關閉。速度環路輸出是電流環路的輸入,它為電機提供實現指定位置和速度的電流。電機電流值被反饋到電流環路,將命令和響應值之間的差值盡可能地減小到零。Teridian公司獲得專*的單轉換器技術架構和應用在其用于測量單相或多相功率測量的能量測量器件71M651x系列中的技術非常適用于這些類應用要求的高精度電流測量。
一種用作斷路器和繼電器保護的漏電跳閘器的新器件――71M6-03也非常適合上面談到的包裝應用中的電機保護。利用Teridian公司的專*的單轉換器技術,71M6?03集成了22位的Δ-∑ADC、6主1次的電流傳感器輸入、數字溫度補償、精確的電壓基準、32位的可編程計算引擎、定時器、實時時鐘(RTC)、兩個UART和一個單周期執行8位MCU。