主要功能

用户友好型

• 预配置模块化系统
• 便于设置和快速测试的服务工具
• LabVIEW™、C++ 和 Python 的编程示例

可升级

• 现场固件更新系统
• 先进的固件模块
  
  • 低振动模式可减少粘滑运动引起的振动
  • 先进的传感器校准功能可提高精确度

直观的手控模块

• 精确的手动控制
• 图形显示，方便查看
• 通过 2D 操纵杆、按钮和旋钮进行触控

功能强大

• 与带有粘滑压电驱动装置、混合驱动装置和电磁直接驱动装置的所有 SmarAct 平台兼容
• 支持纳米分辨率的 S 和 L 位置传感器
• 能够利用 SmarAct 的 PICOSCALE 干涉仪作为皮米分辨率的高分辨率位置传感器
• 高达 50 kHz 的快速控制回路

智能

• 基于属性的应用编程接口（API）文档齐全
• 以太网接口基于 SCPI 的 ASCII 命令协议
• 多轴同步运动
• 复杂的可定制轨迹，轨迹点频率高达 1 kHz
• 用于真空应用热管理的传感器省电模式
• 闭环定位，速度和加速度控制，高分辨率定位精度
• 用于亚纳米无滑移压电运动的开环扫描模式
• 静音模式适用于对噪音敏感的应用，尤其是生命科学领域

多用途

• 可选输入/输出模块
  
  • 用于外部同步的触发输入
  • 每个通道的可配置触发输出
  • 16 位模拟输入，例如作为控制回路输入
  • 16 位模拟输出，例如用于控制外部元件
  • 用于同步记录位置和外部信号的高速数据读取器 (HSDR) 模块
  • EtherCAT® 模块可实时运行数量几乎不限的传感器和执行器。
• 提供 USB 和以太网接口

模块化概念

MCS2 系列基于高度模块化的系统概念，使 SmarAct 能够为您提供完美的预配置控制系统。MCS2 模块化系统可提供以下模块。

带驱动模块和通信接口的主控制器模块

该模块是每个 MCS2 配置的核心组件。驱动模块从传感器模块读取传感器数据，对所连接的定位平台进行闭环位置控制。它还包括通信接口模块，可提供 USB 或以太网接口。主控制器有三个驱动通道的变体。

传感器模块

该模块将模拟传感器数据转换为主控制器模块处理的数字化数据。

手控模块

手控模块提供触摸屏、物理按钮和两个模拟操纵杆，用于与定位系统进行手动交互。定位系统的物理轴可以轻松映射到操纵杆轴上，方便手动定位。如果平台配有位置传感器，则可在模块的触摸屏上读取平台的实际位置。

输入/输出模块

SmarAct 提供多种 I/O 模块。从带有数字输出的简单模块到同时具有数字和模拟输入输出功能的多用途模块。

快速数字输出可用于根据主控制器的特定内部事件（如位置到达事件）触发外部设备。

数字设备输入可通过外部设备触发 MCS2，例如执行紧急停止或同步轨迹流。

通用数字输入和输出提供控制信号，用于控制光源、继电器、分配器等，或读取安全开关、光栅等的状态。

模拟输入可用于读取外部设备的模拟电压信号。控制器可将这些信号送入控制回路，从而根据外部传感器信号进行闭环控制。

如果应用和数据后处理需要高数据速率，MCS2 控制器可选配高速数据读取器 (HSDR) 扩展板。HSDR 扩展板可通过专用 USB 端口，使用
SmarAct API，以最高 50 kHz 的帧速率传输位置数据和其他通道数据。

I/O 模块级的最新优势是可选的 EtherCAT® I/O 模块，例如，它可以对复杂的多功能装置的多个节点进行同步实时控制。EtherCAT® I/O 模块可作为机架模块提供。

有关 I/O 模块的详细说明，请参见 MCS2 下载部分。

MCS2 外壳变体

根据 MCS2 的具体配置，模块可集成在下列外壳之一中：

集成手持设备： 集成手持设备配有主控制器模块，包括通信接口和人机接口模块。所有这些都集成在一个小巧轻便的桌面式外壳中。

机架外壳： 模块化机架外壳有 6 个插槽，配有主控制器模块，包括一个通信接口和一个背板。它与封装在模块载体中的 3 通道主控制模块兼容，每个模块载体需要一个插槽。因此，在三个高度的机架外壳中最多可安装六个主控制器模块，从而可以控制多达 18 个定位平台。

台式外壳： 台式外壳配备主控制器模块，包括一个最基本配置的通信接口。在一个紧凑型台式设备中，可提供用于控制多达 12 个定位平台或集成 I/O 模块的变体。

手控模块： 机架式和台式外壳中 MCS2 控制器的手动控制可选择通过外置手控模块进行，该模块的用户界面与集成手持版本相同。

固件模块和功能

为了进一步增强 MCS2 控制系统的功能，并使所连接的压电平台的驱动参数与应用相适应，SmarAct 开发了多个固件模块和功能。其中一些模块在每个 MCS2 控制器中默认启用，其他模块则作为选件提供。

传感器省电模式

该固件功能对于将用于真空实验的平台尤为重要。当平台处于空闲状态不移动时，该模式会改变位置传感器 LED 的占空比。这将大大降低位置传感器的散热量以及平台和定位系统的整体热负荷。

扫描模式

启用该固件功能后，控制回路将只使用压电驱动器的扫描功能，而不会在粘滑运动时产生较大的距离步进。该功能在受控平台用于扫描探头应用时非常有用，因为粘滑运动可能会伤害或损坏样品和工具。

静音模式

静音模式固件功能专为生命科学应用而开发。该模式将压电驱动装置的驱动频率转移到人类听力范围之外。

零电压模式

该固件功能会影响控制环路，以确保在目标位置保持不变的情况下，每次杆滑动后驱动电压都被控制为零伏。对于扫描电子显微镜系统或低能量电子或离子实验中使用的平台，该功能尤其重要。

低振动模式（可选）

低振动模式固件模块专为扫描探针显微镜和生命科学实验等超高精度应用而开发。这种算法减少了因粘滑驱动原理而不可避免产生的振动。因此，即使在最苛刻的应用中，我们的粘滑式压电平台也能实现平滑运动。

高级传感器校准（可选）

SmarAct 平台和系统可配备集成式光学位置传感器。这些传感器以光学增量式编码器为基础，在传感器刻度上的条纹之间进行细分。这有时会导致较小的周期性细分误差，其周期性与传感器刻度的光栅图案（即条纹之间的间距）相匹配。这种误差会影响平台的绝对精度，但不会影响重复性。先进的传感器校准固件模块可显著减少这些周期性误差。对于绝对精度要求较高的应用，这一专利功能尤为重要。例如高精度扫描和显微图像拼接。

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