O+P Fluidtechnik 10/2016

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN TITEL
01 PAM-199-P, Leistungsverstärker mit analoger Schnittstelle
typischen Ventile der verschiedenen Hydraulikhersteller ansteuern
zu können, ist eine flexible Einstellung aller relevanten
Parameter möglich. Vorteilhaft: der Anwender muss sich nur
einmal einarbeiteten.
Die typischen Funktionen wie unterschiedliche Eingangssignale,
Rampenbildner, MIN-MAX Einstellung ohne gegenseitige Beeinflussung,
Kennlinienlinearisierung und Signalüberwachungen
werden ergänzt durch eine funktional erweiterte Software zur
Magnetansteuerung, die sowohl eine freie PWM-Frequenzeinstellung
erlaubt, als auch die Möglichkeit eines zusätzlichen
unabhängigen Dithers bietet. Darüber hinaus zeichnet sich die
Baugruppe durch die folgenden Punkte aus:
n Spannungsbereich von 10 V bis 30 V,
n USB-Schnittstelle,
n verschiedene Modi (zum Beispiel Ansteuerung von einem
Wegeventil mit zwei Magneten oder von zwei getrennten Drosselventilen),
n kurzschlussfest, übertemperaturfest.
NEUE ANFORDERUNGEN DER INDUSTRIE 4.0
Das Internet lehrt uns: Industrie 4.0 ist ein Organisationsgestaltungskonzept,
das aus vier grundlegenden Organisationsgestaltungsprinzipien
besteht: Vernetzung, Informationstransparenz (Die Fähigkeit,
ein virtuelles Abbild der realen Welt zu erstellen), Technische
Assistenz und Dezentrale Entscheidungen (Die Fähigkeit von cyberphysischen
Systemen, eigenständige Entscheidungen zu treffen).
Durch diese neuen Anforderungen ergeben sich auch neue
Aufgaben und Möglichkeiten für die neuen Leistungsverstärker:
n Vernetzung: Über die Busanbindung ist der Leistungsverstärker
an die digitale Informationsautobahn der Automatisierung
angeschlossen.
n Informationstransparenz: Durch die Vernetzung ist der Leistungsverstärker
keine undurchsichtige „Black Box“ mehr. Seine Parameter
sind in der übergeordneten Maschinensteuerung ebenso
sichtbar wie interne Diagnosedaten und zusätzliche Messgrößen
(z.B. die Versorgungsspannung). Hierdurch kann der Maschinenbetreiber
Fehlfunktionen leichter erkennen und schneller beheben.
n Technische Assistenz: Die über den Bus abrufbaren Informationen
bieten ein detailliertes Bild über den Zustand des Gerätes. Hier ist
noch Raum für künftige Weiterentwicklungen, wie etwa Assistenten
für eine noch leichtere Inbetriebnahme.
n Dezentrale Entscheidungen: Die Sollwertaufbereitung durch
Rampen und Kurvenfunktionen sind dezentrale Funktionen,
ebenso wie die Magnetromregelung. Diese werden im Leistungsverstärker
autonom und zeitoptimiert umgesetzt und belasten die
übergeordnete Ebene nicht.
Weiterhin wird die analoge Schnittstelle durch die digitale Schnittstelle
ersetzt. Dies hat zur Folge, dass es durch die standardisierte
Verkabelung zu weniger Fehlern kommt und dass die Signale
gleichzeitig fehlerfrei übertragen werden.
ABER IST DAS NICHT VIEL ZU TEUER?
Die bisherigen Möglichkeiten der Feldbusankopplung – besonders
wenn die Stückzahl nicht sehr hoch ist – kann als relativ teuer
bezeichnet werden, nur der CAN-Bus, der in vielen Mikrokontrollern
integriert ist, bot bisher ein sehr gutes Preis-Leistungs-Verhältnis.
Mit der Mikrocontroller-Familie XMC4000 kann dieses gute
Preis-Leistungs-Verhältnis auf Anwendungen mit Ethernet-
Ankopplungen erweitert werden.
Die mögliche Lösung ist in der XMC4000 Prozessorfamilie von
Infinion zu finden. Diese Prozessoren sind von den technischen
Daten her optimal für hydraulische
Anwendungen (mobile Steuergeräte,
On-Board-Elektronik aber
auch für externe Lösungen)
geeignet. Die Rechenleistung
ist ca. 20fach höher, als
für einen Leistungsverstärker
nötig. Das heißt, es kann
viel „Intelligenz“ für eine erweiterte
Diagnose bzw. für zusätzliche
Regelaufgaben implementiert werden. Das Besondere ist aber, dass
der ARM CORTEX M4 Kern um eine EtherCAT-Schnittstelle
erweitert wurde. Doch was bedeutet das?
Die neu vorgestellten Derivate XMC4800 und die preiswertere Variante
XMC4300 ermöglichen es nun, eine EtherCAT-Schnittstelle
ohne erheblichen zusätzlichen Aufwand einzusetzen. Durch die
Integration von Ethernet-Schnittstellen, besonders von der EtherCAT
aber auch der ProfiNet-Schnittstelle, kann die Feldbusankopplung
mit nur geringen Mehrkosten gegenüber den bisherigen Baugruppen
mit analogen Schnittstellen realisiert werden. Neben diesen Eigenschaften
sind u.a. folgende Funktionen integriert:
n ARM CORTEX M4 Prozessor, 144 MHz,
n Floating Point Unit,
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