在工业4.0的浪潮之下，提升工厂的自动化控制能力是重要的关键因素，其中电机的控制，更是工业自动化能否稳定运转的重要关键。本文将为您介绍由艾睿电子所推出的电机控制解决方案，以了解它在工业4.0中扮演的重要角色。
　　加快系统的开发速度 提升工业自动化的质量
　　随着工业4.0的发展，工业自动化更加专注在将企业内部的信息做及时的连结与汇整，以便依据客户的市场需求对于生产进行优化，通过远程控制与数字化工厂，实时掌握机器的运作状况，确保机器稳定的运转，工厂安全地运作。想要达成此目标，便需要结合I/O控制器、现场仪表与伺服/驱动/编码器等装置，实时掌握所有设备的运作状态。
　　想要顺利地推动工业4.0，必须强化数据的分析能力，并建立串连所有不同系统的平台，并要对系统进行集成，且注意能源效率、安全性等议题。未来的市场需求将会专注在通信技术的演进，混合数字总线、无线、以太网络等技术，结合搭配传感器阵列与多信道（Sensor Array and Multichannel, SAM）的自动读表系统（Automatic Meter Reading, AMR）与光纤网络，让信息的传递更快速、更方便。
　　为了满足上述的需求，艾睿电子推出了一套CM408电机控制解决方案，其中包括电源管理与电路板，并可以选配电流回馈与位置回馈等电路，满足电机控制的多样需求。
　　CM408F电路板的功能相当多，有四种启动模式可供选择，包括No Boot、SPI Master Boot、SPI Slave Boot与UART Boot，还提供JTAG接口，以方便进行芯片在线仿真调试及Flash编程，支持PWM输出，共有三组共24路的PWM输出，可以对功率板进行控制，还支持ADC输入，共有两组8通道ADC输入，可进行信号采集，提供多接口通信，具有RS-232、RS-485、CAN、USB和以太网接口，具有SINC滤波器，可以对Σ-Δ ADC输入信号进行滤波，也有通用计数器单元，可以采集电机编码器输出信号，以及通用32位定时器，可以采集电机霍尔传感器输出信号。
　　CM408F电路板采用亚德诺（ADI） CM408F处理器，支持双通道16位SAR ADC，无失码，精度达到14位，电压输入范围可达0~2.5V，转换速率达380ns，适应于高精度闭环控制应用。其内置240 MHz ARM Cortex M4内核集成浮点运算单元（单精度浮点32位），可支持编程模型和复杂算法，具有384KB SRAM和2MB闪存，可从容应对大程序，还有PWM和定时器功能，可有效提升转矩波动和电机性能，具备16位PWM发生单元，可编程PWM脉冲宽度，还可编程死区和脉冲宽度，专用异步PWM关断信号。
　　CM408F处理器还内置SINC滤波器，可无缝连接AD74xx隔离式转换器，实现高精度隔离电流采样，支持谐波分析引擎，可兼容并网连接（用于太阳能逆变器设备），支持多样化的接口，包括以太网和USB接口，还有CAN、UART、SPI、SPORT、32位定时器、双线接口和正交编码器接口，还有16位异步存储器总结，可连接外置SRAM或FPGA。支持LQFP封装，搭载GPIO引脚和ADC输入引脚，专门针对电机控制应用而优化，支持105℃的环境工作温度，适用于工业应用。
　　CM408电机控制解决方案还包含有可与ADI CM408F板进行直接连接，由板控制工作的动态控制板，其采用ADI高速磁隔离芯片，可隔离与ADI M4控制卡之间的控制和反馈信号，并采用IRAMS10UP60A智能功率模块，工作电压600V，工作电流5 A，具有温度保护功能。
　　这个方案设计的工作电压为390V，电流5A，并具有多种相电流采样方式，通过Σ-Δ ADC和ADSP-CM408内置的SINC滤波器采样，可通过将Σ-Δ ADC作为隔离运放，配合滤波电路及ADSP-CM408内置ADC采样，以及通过霍尔电流传感器和ADSP-CM408内置ADC采样。
　　动态控制板还支持多种传感器接口，包括霍尔传感器、旋转编码器、旋转变压器，可用来连接传感器获取电机的速度和位置信号，而且具有高精度旋转变压器数字转换器AD2S1210，片上集成可编程正弦波振荡器，为旋转变压器提供正弦波激励。
　　除此之外，这个解决方案还具备多种隔离解决方案，包括门驱动器ADUM1310、16位的∑Δ调制器和隔离放大器ADC AD7403，具备1-6信道的标准数据隔离器、支持多种标准的隔离式通信，以及高达500mW隔离式DC/DC转换器isoPower?等，可确保信号传输不受干扰，系统运作更为稳定。
　　这套由艾睿电子所开发的电机控制解决方案，将可大幅节省客户的系统开发时间，提升工业自动化的质量，也将会是工业4.0的重要推手，值得有相关需求的用户采用。