电机控制在PLC中的实战应用，附高性能RISC-V电机驱动芯片、方案

发布时间：2024-04-3 阅读量：3716 来源: 我爱方案网作者: bebop

摘要：PLC通过变频器来控制电机，在提高设备灵活性、可靠性和节能性的同时，实现更加智能化和自动化的生产流程，提高生产效率和经济效益。控制电机的核心部件是MCU，它可以根据PLC输出的信号来控制电机的运行，我爱方案网分析师推荐先楫高性能RISC-V MCU——HPM6700，它支持双精度浮点运算及DSP扩展，主频480MHz，能快速响应PLC控制信号，并专门配置了运动处理单元，可提供位置预测和运动轨迹规划功能，广泛适用于伺服驱动器、编码器等工业自动化场景。

扫码可申请免费样片以及获取产品技术规格书

HPM5300是针对电机控制领域推出的高性能RISC-V架构MCU，支持双精度浮点运算及强大的 DSP 扩展，广泛应用于工业自动化中的编码器和伺服驱动器，新能源中的微型逆变器，汽车电子中的 IMU、ECU 和汽车座椅门控模块等产品中。

HPM5300 是先楫半导体第一款全系列内置 1 MB Flash 的产品，同时内置 288KB SRAM，极大避免了低速外部存储器引发的性能损失。模拟部分集成 16bit ADC、12bit DAC 以及运放，增强整个系统精度。HPM5300 配置两个八通道的 PWM 模块，同时引入了 PLB 可编程逻辑单元，实现丰富、多逻辑的保护，提高了产品的稳定性。卓越的通讯能力在丰富的通讯接口上体现得淋漓尽致，HPM5300 系列提供多种可灵活配置的接口，包含 4 路 CAN-FD、4 路 LIN、多路 UART/SPI/I2C 以及USB OTG 内置 HS PHY，轻松实现各种接口类应用。

为了提高运控准确性，HPM5300 系列支持各类位置传感器，包括光电式、磁感应和旋转变压器，同时提供灵活的编码器输入输出，兼容总线型、模拟类和脉冲型，匹配增量和绝对编码器各种输入输出信号形式，信号转化灵活、效率高。HPM5300 系列可支持市面上主流的各类型编码器通讯协议，如多摩川，BISS-C、ENDAT、HIPERFACE 等。

在灵活全面的位置反馈支持下，HPM5300 系列在运控能力上得以进一步提升。同时 HPM5300 系列专门配置了运动处理单元，可提供位置预测和运动轨迹规划功能，为主处理器分担更多的工作量，提升效能，广泛适用于伺服驱动器、编码器等工业自动化场景。

HPM5300实战应用案例

纺织行业伺服控制器

主控芯片：先楫HPM5361

方案特点：主频480MHz，支持丰富的外设以及高度集成的模拟信号链，内置1 MB Flash、288KB SRAM，模拟部分集成16bit ADC、12bit DAC以及运放，支持各类位置传感器，包括光电式、磁感应和旋转变压器，同时提供灵活的编码器输入输出。HPM5300配置两个八通道的PWM模块，同时引入了PLB可编程逻辑单元，提供多种可灵活配置的接口，包含4路CAN-FD、4路LIN、多路UART/SPI/I2C以及USB OTG内置HS PHY，轻松实现各种接口类应用。

应用场景：伺服驱动器、机器人、机械臂等

磁编码器方案

主控芯片：先楫HPM5300系列

方案特点：

分辨率：17b
支持最高转速：6000RPM
支持增益偏差校正
支持温漂补偿
支持掉电多圈保存
支持Offset校正

先楫优势：

高算力：480MHz
2 X 16b ADC
输出协议丰富
片内可编程运放，支持差分输入
低功耗：1.5uA
小封装：QFN 48

应用场景：伺服驱动器、机器人等

旋变硬/软解码方案

主控芯片：先楫HPM5300和和HPM6000系列

方案特点：

硬解码：RDC硬件支持快速的旋变解码
软解码：成熟方案，使用HPM5000~6000
16b ADC带来更好的解码性能
高算力、高主频带来解码低延时
丰富的编码器接口和协议，可以统一编码器平台，如磁编、光编和旋变等

先楫优势：HPM5300系列可结合QEO和SEI，可以支持多种方式输出，如Tamagawa、EnData、正交脉冲等。

应用场景：

工况或环境恶劣的电机驱动，如

新能源车：电机驱动
CNC机床、磨床等

单芯片4轴驱显一体伺服方案

主控芯片：先楫HPM6000系列

方案简介：四轴伺服解决方案采用高性能的 HPM6750 作为主控，单芯片实现 HMI 与四轴伺服运动控制，稳定性好、响应速度快、控制精度高，无需总线通信反馈与交互控制，片内完成所有数据采集、处理和显示，对伺服控制和四电机的同步控制效率大大提高。

方案特点：

816MHz 主频控制器，性能强悍
多伺服电机控制，高精度位置控制
集传感器数据采集、显示、交互、多电机控制于一体
相比模块化的伺服控制系统，方案性能和效率大大提高

应用场景：多轴协同场景，如

机器人：工业机器人、SCARA机器人
机床加工、伺服方案

先楫HPM6200高速3D打印解决方案

方案简介：基于HPM6280高性能CPU，内置FOC算法+H桥驱动芯片，以50K电流环频率实现4轴步进电机开环控制，步进电机速度>1200RPM。该方案是专业为3D打印行业定制，也适合舞台灯光、雕刻机、飞达、横机等行业应用。

方案特点：该行业定制化方案相比3D打印行业传统TMC控制方案，具有高速打印、低系统成本、高同步性的优势。

应用领域：3D打印机

PLC控制电机的优势

1.灵活性：PLC与变频器的结合可以灵活地实现各种不同的控制策略，比如定时启停、反向旋转、调速控制等等。同时，PLC本身也可以通过编程进行逻辑控制和判断，使得整个控制系统更加智能化和自动化。

2.可靠性：PLC具有较高的可靠性和稳定性，能够对电机运行状态进行监测和保护，避免设备故障和安全事故的发生。此外，PLC还能够进行通讯和数据传输，可以方便地实现远程监测和控制，提高设备的可靠性和生产效率。

3.节能性：使用变频器可以实现电机的调速控制，降低电机的运行功率，从而达到节能的目的。而PLC控制变频器可以根据具体需要实现更加精细的控制，最大限度地降低能源消耗，提高设备的经济效益。

PLC电机控制的应用

PLC电机控制广泛应用于各种自动化生产设备，如机床、包装机械、食品生产线等。下面以几个具体的应用为例:

1.自动化生产控制：PLC可以用于对生产线的完全自动化控制，比如自动装配、自动化分拣和自动化包装等。

例如，某公司的生产线中，需要自动化控制货物在传送带上的速度和位置，实现快速高效的物流作业。该公司安装了PLC电机控制系统，通过编写程序实现对传送带的速度、位置等参数的精确控制，大大提高了物流作业的效率和准确性。

2.流程控制：PLC可以用于各种工业流程的自动化控制，包括例如水处理、化学制造、食品加工和制药等领域。

例如，某水处理厂需要对水的流量进行精确控制，该厂采用PLC电机控制系统，通过编写程序实现对水的流量、水质等参数的实时监测和自动化控制，从而确保水的质量和流量在合理范围内，提高了水处理的效率和品质。

3.物流控制：PLC可以用于各种物流设备的自动化控制，包括例如物流分拣、货物运输和自动化储存等。

例如，卡车装卸台需要对物品的卸载速度和位置进行精确控制。该卡车装卸台采用PLC电机控制系统，通过编写程序实现对货物的精确控制，大大提高了货物的卸载效率和安全性。

扫码可申请免费样片以及获取产品技术规格书

相关资讯

VS Cisco/NVIDIA：GIGALIGHT 400G SR4方案性能全面领先

在AI算力爆发与云计算需求激增的2025年，数据中心面临高带宽、低时延、低成本的三重挑战。GIGALIGHT推出的400G QSFP-DD SR4至4×100G单波互连方案，以“单波长100G PAM4”技术为核心，突破传统并行架构的瓶颈，实现单端口带宽利用率提升300%、功耗降低20%，并减少75%的光电转换单元，为全球超大规模数据中心提供兼具弹性与经济效益的短距连接新范式。这一方案不仅解决了传统400G部署中光纤资源浪费、端口密度不足、TCO过高等痛点，更在NVIDIA GPU集群、云原生Spine-Leaf架构等场景中验证了其技术领先性。

是德科技KAI系列解决方案性能优势与行业竞争力分析

在AI数据中心高速迭代的浪潮中，是德科技KAI系列解决方案以全栈测试能力重构AI基础设施验证范式，通过算法仿真、高速网络验证与光互连测试三大核心模块，直击AI集群设计效率低、网络验证复杂度高、光模块测试精度不足等痛点。相较于传统方案，KAI系列通过全生命周期协同验证，帮助客户缩短30%以上的开发周期，并在Meta、阿里云等头部企业的实际部署中实现性能跃升。以下为重新生成的5个标题，结合技术价值与传播吸引力，精准覆盖用户需求场景。

广和通5G AI MiFi解决方案性能优势与竞品分析

在全球5G与AI技术加速融合的背景下，广和通推出5G AI MiFi解决方案，通过“通信+智能”双引擎重构移动热点设备的行业标准。该方案基于4nm制程高通QCM4490平台，集成Wi-Fi 7多频并发、本地化AI语音交互（支持20种语言互译）及低功耗设计，在2.33Gbps下行速率与95%翻译准确率的加持下，彻底解决传统MiFi设备在跨国场景中的连接延迟、交互单一及云端依赖等痛点。相比Netgear、华为等竞品，其独特的“端侧AI+边缘计算”架构在能效比（0.46Gbps/W）与多场景适配性（工业巡检、国际商务）上展现显著优势，成为推动万物智联时代高效落地的标杆方案。

【海思Hi2115方案】NB-IoT R14+北斗双模定位，0.8uA超低功耗破解电动车防盗难题

一般定位追踪可使用GNSS技术，引入NB-loT的作用主要是为了利用云平台实现管理