MCS2

Das MCS2 ist das vielseitigste und modularste Steuerungssystem von SmarAct.

Sein stringenter modularer Aufbau macht ihn zur perfekten Wahl für alle Anwendungsbereiche. Um den spezifischen Anforderungen des jeweiligen Aufbaus gerecht zu werden, stehen Produktvarianten für drei Positionierstufen bis hin zu Varianten mit EtherCAT®-Modul zur Echtzeitsteuerung komplexer Mehrachssysteme zur Verfügung. MCS2-Steuersysteme sind auch als OEM-Versionen erhältlich, z. B. als separate Boards.

 

Key Features

Benutzerfreundlich

  • Vorkonfiguriertes modulares System
  • Service Tool für einfache Einrichtung und schnelle Tests
  • Programmierbeispiele für LabVIEW™, C++ und Python

Erweiterbar

  • Vom Kunden durchführbare Firmware-Updates
  • Ausgefeilte Firmware-Module
    • Vibrationsarmer Modus zur Verringerung der durch Stick-Slip-Bewegungen verursachten Vibrationen
    • Erweiterte Sensorkalibrierung für höhere Genauigkeit

Intuitives Handbedienungsmodul

  • Präzise manuelle Steuerung
  • Grafische Anzeige für einfache Darstellung
  • Taktile Steuerung über 2D-Joysticks, Tasten und Knöpfe

Leistungsstark

  • Kompatibel mit allen SmarAct Positionierern mit Stick-Slip-Piezoantrieben, Hybridantrieben und elektromagnetischen Direktantrieben
  • Unterstützt S- und L-Positionssensoren mit Nanometerauflösung
  • Kann das PICOSCALE Interferometer als hochauflösenden Positionssensor mit Pikometer-Auflösung nutzen
  • Schneller Regelkreis mit bis zu 50 kHz

Smart

  • Gut dokumentierte, eigenschaftsbasierte Anwendungsprogrammierschnittstelle (API)
  • SCPI-basiertes ASCII-Befehlsprotokoll für Ethernet-Schnittstelle
  • Synchrone Bewegung von mehreren Achsen
  • Komplexe anpassbare Trajektorien mit bis zu 1 kHz Trajektorienpunktfrequenz
  • Sensor-Stromsparmodus für Wärmemanagement in Vakuumanwendungen
  • Positionierung im geschlossenen Regelkreis mit Geschwindigkeits- und Beschleunigungsregelung und hochauflösender Positioniergenauigkeit
  • Open-Loop-Scan-Modus für schlupffreie Piezo-Bewegungen im Sub-nm-Bereich
  • Leiser Modus für geräuschempfindliche Anwendungen, insbesondere in der Biowissenschaft

Vielseitig

  • Optionale I/O Module
    • Triggereingänge für externe Synchronisation
    • Konfigurierbare Triggerausgänge für jeden Kanal
    • 16-Bit-Analogeingänge z.B. als Regelschleifeneingang
    • 16-Bit-Analogausgänge z.B. zur Ansteuerung externer Komponenten
    • High-Speed-Data-Reader (HSDR)-Modul für die synchrone Erfassung von Position und externen Signalen
    • EtherCAT®-Modul für das Echtzeitverhalten einer nahezu unbegrenzten Anzahl von Sensoren und Aktoren.
  • USB- und Ethernet-Schnittstelle verfügbar

Modulares Konzept

Die MCS2-Serie basiert auf einem hochgradig modularen Systemkonzept, das es SmarAct ermöglicht, Ihnen ein perfekt angepasstes und vorkonfiguriertes Steuerungssystem zu liefern. Die folgenden Module des MCS2-Baukastensystems sind verfügbar.

Main Controller Modul mit Treibermodul und Kommunikationsschnittstelle

Dieses Modul ist die Kernkomponente jeder MCS2-Konfiguration. Das Treibermodul liest die Sensordaten vom Sensormodul, um die Positionsregelung der angeschlossenen Positionierstufen durchzuführen. Es enthält auch das Kommunikationsschnittstellenmodul, das entweder eine USB- oder eine Ethernet-Schnittstelle bieten kann. Den Hauptcontroller gibt es in Varianten für ein Vielfaches von drei Treiberkanälen.

Sensor Modul

Dieses Modul wandelt die analogen Sensordaten in digitalisierte Daten um, die vom Hauptsteuerungsmodul verarbeitet werden.

Handbedienmodul

Das Handbedienmodul bietet einen Touchscreen, Knöpfe und 2 Analogjoysticks und ermöglicht es, manuell mit dem Positioniersystem zu interagieren. Physikalische Achsen des Positioniersystems können flexibel den Knöpfen und Joysticks zugeordnet werden. Wenn die Positionierer mit Sensoren ausgestattet sind, kann die aktuelle Position am Display abgelesen werden.

I/O Module

SmarAct bietet eine große Auswahl an I/O-Modulen. Von einfachen Modulen mit digitalen Ausgängen bis hin zu Mehrzweckmodulen mit digitalen und analogen Eingangs- und Ausgangsfunktionen.

Schnelle digitale Ausgänge können verwendet werden, um externe Geräte bei bestimmten internen Ereignissen des Hauptcontrollers auszulösen (z.B. bei Erreichen der Zielposition).

Digitale Geräteeingänge ermöglichen die Auslösung von Befehlsgruppen und Notstops sowie die Synchronisation von Trajektorien im MCS2 durch ein externes Gerät.

Digitale Ein- und Ausgänge für allgemeine Zwecke liefern Steuersignale zur Steuerung von Lichtquellen, Relais, Dispensern usw. oder zum Ablesen des Zustands von Sicherheitsschaltern, Lichtschranken usw.

Analoge Eingänge können verwendet werden, um analoge Spannungssignale von externen Geräten zu lesen. Der Controller unterstützt die Einspeisung dieser Signale in den Regelkreis und ermöglicht so einen geregelten Betrieb in Abhängigkeit von externen Sensorsignalen.

Wenn die Anwendung und die Datennachverarbeitung hohe Datenraten erfordern, kann der MCS2-Controller mit einer optionalen High Speed Data Reader (HSDR)-Erweiterungskarte ausgestattet werden. Die HSDR-Erweiterungskarte ermöglicht das Streamen von Positions- und anderen Kanaldaten mit einer maximalen Datenrate von bis zu 50 kHz über einen dedizierten USB-Anschluss unter Verwendung derSmarAct API.

Die neuste Option auf der Ebene der I/O-Module ist das optionale EtherCAT®-I/O-Modul, das z. B. die synchrone Echtzeitsteuerung mehrerer Knoten einer komplexen und vielseitigen Anlage im laufenden Betrieb ermöglicht. Das EtherCAT®-I/O-Modul ist als Rackmodul erhältlich.

Eine detaillierte Beschreibung der I/O-Module finden Sie im MCS2-Download-Bereich.

 

MCS2 Gehäuse Varianten

Je nach der spezifischen Konfiguration des MCS2 können die Module in eines der folgenden Gehäuse integriert werden:

Tischgerät mit Handbedienungsmodul : Das integrierte Handheld ist mit dem Hauptsteuerungsmodul einschließlich einer Kommunikationsschnittstelle und einem Handbedienungsmodul ausgestattet. Alles zusammen ist in einem kleinen und leichten Tischgehäuse untergebracht.

 

Rackeinschub: Das modulare Einschubgehäuse mit 6 Steckplätzen ist mit dem Hauptsteuermodul inklusive Kommunikationsschnittstelle und Backplane ausgestattet. Es ist kompatibel mit 3-kanaligen Hauptsteuermodulen, die in Modulträgern gekapselt sind, die jeweils einen Steckplatz benötigen. Somit können bis zu sechs Hauptsteuermodule in das dreistöckige Baugruppenträgergehäuse eingebaut werden, was die Steuerung von bis zu 18 Positionierern ermöglicht.

 

Tischgerät: Die Tischgehäuse sind in der einfachsten Konfiguration mit dem Hauptsteuermodul inklusive Kommunikationsschnittstelle ausgestattet. Varianten für die Steuerung von bis zu 12 Positionierstufen oder integrierte I/O-Module sind in einem kompakten Tischgerät verfügbar.

 

Handbedienungsmodul: Die manuelle Steuerung von MCS2-Steuerungen im Rack- und Tischgehäuse kann optional über ein externes Handbedienungsmodul gesteuert werden, das die gleiche Benutzeroberfläche wie das Tischgerät mit Handbedienungsmodul aufweist.

 

Firmware-Module und Funktionen

Um die Funktionalität des MCS2-Steuerungssystems noch weiter zu erhöhen und die Ansteuerungsparameter der angeschlossenen Piezopositionierer an die Anwendung anzupassen, hat SmarAct verschiedene Firmware-Module und Funktionen entwickelt. Einige davon sind standardmäßig in jedem MCS2-Controller aktiviert, andere sind als Option erhältlich.

Power Safe Mode

Dieses Firmware-Feature ist besonders für Positionierer interessant, die in Vakuumexperimenten eingesetzt werden sollen. Der Modus ändert die Einschaltdauer der LED der Positionssensoren, wenn sich der Positionierer nicht bewegt. Dadurch wird die Wärmeabgabe des Positionssensors und die gesamte Wärmebelastung des Positionierers und des Positionierungssystems erheblich reduziert.

Scan Mode

Die Aktivierung dieser Firmware-Funktion wirkt sich so auf den Regelkreis aus, dass er ausschließlich die Scan-Funktion des Piezoantriebs nutzt und große Abstandsschritte, die während einer Stick-Slip-Bewegung auftreten, auslässt. Diese Funktion ist immer dann nützlich, wenn der geregelte Positionierer für scannende Sondenanwendungen verwendet wird, bei denen eine Stick-Slip-Bewegung Proben und Werkzeuge beschädigen könnte.

Quit Mode

Die Firmware-Funktion "Quiet Mode" wurde speziell für Life-Science-Anwendungen entwickelt. In diesem Modus wird die Antriebsfrequenz des Piezoantriebs außerhalb des menschlichen Hörbereichs verschoben.

Zero-Voltage Mode

Diese Firmware-Funktion beeinflusst den Regelkreis, um sicherzustellen, dass die Antriebsspannung nach jeder Stick-Slip-Bewegung auf Null Volt geregelt wird, während die Zielposition gehalten wird. Diese Funktion ist besonders interessant für Positionierer, die in Rasterelektronenmikroskopiesystemen oder bei Experimenten mit Elektronen oder Ionen niedriger Energie eingesetzt werden.

Low-Vibration Mode (optional)

Das Firmware-Modul für den vibrationsarmen Modus wurde speziell für ultrahochpräzise Anwendungen wie die Rastersondenmikroskopie und Life-Science-Experimente entwickelt. Dieser Algorithmus reduziert die Vibrationen, die durch das Stick-Slip-Antriebsprinzip unweigerlich entstehen. Das Ergebnis ist eine sanfte Bewegung, die den Einsatz unserer Stick-Slip-Piezotische auch für anspruchsvollste Anwendungen ermöglicht.

Advanced Sensor Calibration (Optional)

SmarAct Positionierer und Systeme können mit integrierten optischen Positionssensoren ausgestattet werden. Diese basieren auf optischen Inkrementalgebern, die zwischen den Streifen auf einer Sensorskala interpolieren. Dies führt manchmal zu einem kleinen periodischen Interpolationsfehler, dessen Periodizität dem Gittermuster des Sensormaßstabs, d. h. dem Abstand zwischen den Streifen, entspricht. Dieser Fehler wirkt sich auf die absolute Genauigkeit der Positionierer aus, nicht aber auf die Wiederholbarkeit. Das Firmwaremodul für die zusätzliche Sensorkalibrierung reduziert diese periodischen Fehler deutlich. Diese patentierte Funktion ist besonders für Anwendungen interessant, bei denen es auf absolute Genauigkeit ankommt. Dazu gehören zum Beispiel das hochpräzise Scannen und Zusammensetzen von Mikroskopiebildern.

  • MCS2 Modular Concept
    Mai 04, 2022

Zubehör

Ähnliche News

Irgendwelche Fragen?
Kontaktieren Sie uns!

SmarAct

Technical Sales