运动控制系统收集数据，帮助创建更快、更精确和更有弹性的制造过程。大量传感器的应用有助于工厂运营的更高智能化。

运动控制是将制造过程中的元素包含在一个精确和受控制的运动系统中。这些系统必须符合制造部件的标准，使制造设施更高效、快速响应和足够稳健。

为制造设施设计更智能的运动控制系统，首先要实现更高精度的电流和位置测量。使得浪费最小，同时最大限度地提高响应性和产量。任何运动控制系统的精度都取决于其传感器。

运动控制的应用指导着生产线的各个方面。(图像来源：Analog Devices)

位置传感器有许多选择，磁性传感器能提供高分辨率，成本比光学编码器更低。它们在受灰尘和振动影响的应用中更坚固，其非接触方式使得磨损最小化。

然而，磁性传感器可能容易受到外部磁场的干扰和周围材料的影响。磁性传感器的精度也可能受到温度波动的影响，因此，在经历条件变化的应用中，可能需要校准，从而保持它们的准确性。这些维护可以降低成本和保证可靠性。此外，许多磁性传感器只能在近距离内表现良好，这限制了磁性传感器设计应用。

平衡这些考虑的另一个传感器选择是多方向异性磁电阻(AMR)传感器。AMR传感器与霍尔效应传感器、巨磁电阻(GMR)传感器和通道磁电阻(TMR)传感器不同，AMR传感器在恶劣的磁环境下表现出鲁棒性，AMR传感器在较宽的空隙容差下保持精度。由于AMR传感器在这些条件下不会经历退化和角度误差，因此AMR传感器大大减少校准和维护。

ADA4571系列角度传感器

来自Analog Devices公司的ADA4571系列角度传感器，集成了信号调节器，为电机驱动和伺服应用提供了更高的绝对精度的位置传感。ADA4571具有内置校准引擎，温度范围误差控制在0.5°以内。

传感器监控机器运行状况

虽然执行力在智能工厂中至关重要，但效率和快速回复能力也很重要。通过监测电机振动和冲击，工厂机器中的传感器(如振动传感器)可以减少计划外停机时间，延长设备可使用寿命，同时降低维护成本。传感器有许多，微机电系统(MEMS)传感器可以平衡工厂能力，提供高带宽和低噪声，降低系统功耗和成本。

ADXL1001/ADXL1002系列的MEMS传感器

MEMS传感器能够深入探知工厂运行状况。MEMS传感器从各种运动控制系统中收集到电压、电流、位置和温度等数据，自动化系统可以分析这些数据，优化实时制造流程。

确定性数据收集目前涉及现场总线协议，如EtherCAT和PROFINET。然而，该行业正在迅速采用TSN作为下一代网络的标准。MEMS传感器融合信息技术/运营技术(IT/OT)的基础因素，将企业和工厂的制造系统整合在一个单一网络上。

这些网络需要亚毫秒的网络传输时间，确保确定性和高达千兆位的带宽，适应新的高速流量源，如来自视觉系统的视频传输。现代运动控制系统需要PHY(Ethernet physical layers )，如ADIN1200/1300系列来满足这些要求。这些鲁棒级、低功耗和低延迟的PHYs支持工业环境中的GbE。它们可以在高达105摄氏度的环境温度下运行，已经经过了广泛的电磁兼容性(EMC)测试，并提供其他强大的性能，如停电保护。

智能和精确的运动控制是现代生产线的关键元素，使工厂运作走向更大的灵活性和能力。传感器的选择是设计高效系统的核心。通过增加传感器选项，从位置跟踪到机器监测，工程师们有机会改进生产线的每一个要素。随着我们进入数字时代，将智能运动控制和先进的网络融合到制造系统中，有望提高运营和最终产品的效率、生产水平和质量。