¿Cuál es la diferencia entre un servoaccionamiento y un controlador de movimiento?

Por el personal de The Robot Report | 11 de julio de 2022

En el mundo de la automatización, puede haber una delgada línea entre lo que se considera un controlador de movimiento y lo que representa un servoaccionamiento básico. Es fundamental comprender la funcionalidad y la inteligencia de cada dispositivo ya que, en muchas aplicaciones, se requieren tanto un controlador de movimiento como un servoaccionamiento para completar el sistema.

Un servomotor funciona mediante un servoaccionamiento que suministra voltaje y corriente a las bobinas del motor y luego monitorea la retroalimentación para cerrar el circuito del servo. En la mayoría de los casos, el servoaccionamiento consta de tres servobucles integrados (el bucle de corriente (o par), el bucle de velocidad y el bucle de posición) que interactúan entre sí para crear un movimiento de precisión. La operación esperada del motor determinará qué bucles se requieren.

En una aplicación de control de par de un servomotor de CC sin escobillas, un "dispositivo" suministra corriente y voltaje a un motor basándose en una entrada comandada medida contra la retroalimentación de corriente. El aparato que proporciona potencia al motor se denomina, en términos propios, servoamplificador o servoaccionamiento. Un accionamiento de corriente o de par es inútil a menos que reciba un comando específico que le indique qué par producir. El comando puede provenir de una variedad de fuentes que esencialmente actúan como el "controlador". El comando puede ser tan simple como que una persona, funcionando como un controlador, ajuste manualmente un potenciómetro para aplicar una señal de +/- 10 V CC al variador en función del par de salida deseado.

En un servosistema de CC sin escobillas típico, están presentes tres bucles integrados con varios elementos de compensación y filtrado. El bucle interno (el bucle de corriente) está controlado por el bucle de velocidad, que a su vez está controlado por el bucle de posición. El bucle de corriente siempre reside en el variador, mientras que los bucles de velocidad y posición residen en el variador o en el controlador. El bucle de corriente utiliza un sensor de corriente del motor para medir la corriente en los devanados del motor, mientras que el bucle de velocidad utiliza un sensor de velocidad (normalmente un codificador) para medir la velocidad del motor, que también proporciona información de posición para cerrar el bucle de posición.

Los controladores de movimiento son dispositivos basados ​​en microprocesadores con algoritmos complejos que generan formas de onda moduladas por ancho de pulso (PWM). Los transistores de potencia dentro del servoaccionamiento transfieren las formas de onda de corriente y voltaje para energizar el motor. El controlador de movimiento normalmente procesa la información de retroalimentación de los distintos servobucles. Los controladores utilizan información de retroalimentación para conmutar el motor para que se comporte exactamente según lo ordenado por el microprocesador. En esencia, la inteligencia proporcionada por el microprocesador actúa como controlador, mientras que la electrónica asociada con los dispositivos de potencia actúa como impulsor. Básicamente, un controlador es el elemento que aplica un comando específico a un bucle de posición, velocidad o corriente, mientras que un variador proporciona el voltaje y la corriente a los motores según lo demanda el controlador.

El controlador suele ser un dispositivo programable que almacena y ejecuta código proporcionado por el programador. La programación se desarrolla en una variedad de lenguajes, como BASIC, C+/C++, VB y lenguajes especificados en los estándares IEC 61131-3. Los controladores cuentan con numerosos elementos de seguridad para evitar sobrecargas o detener el movimiento en caso de falla de los componentes. Los variadores, por otro lado, tienden a centrarse en recibir los comandos de entrada del controlador y en encender y apagar los transistores de potencia. Esto crea la corriente y el voltaje necesarios para alcanzar el par y la velocidad ordenados.

Con los avances en microprocesadores y nuevos dispositivos de conmutación, los controladores y los variadores están cada vez más entrelazados, principalmente en sistemas centralizados donde todos los componentes electrónicos están ubicados en un solo gabinete de control. En soluciones descentralizadas, el controlador de movimiento reside en el gabinete mientras que las unidades se ubican cerca de los motores y se comunican con el controlador de movimiento centralizado a través de un bus de campo de movimiento.

Nota del editor:Este artículo fue escrito por un equipo de expertos en movimiento y automatización de Kollmorgen, incluidos ingenieros, expertos en servicio al cliente y diseño.