DER KONSTRUKTEUR 11/2015

ANTRIEBSTECHNIK
Offen nach beiden Seiten
Motion Control mit zentraler oder dezentraler Intelligenz
Oliver Barth
Fortschritte in der Steuerungstechnik,
bei Feldbussen und
Mikrocontrollern bringen
regelmäßig neue Aspekte in die
Diskussion über Vor- und Nachteile
zentraler oder dezentraler Ansteuerung
von Antriebsverstärkern.
Gemeint ist dabei nicht deren
Platzierung, sondern ihre eigentliche
Funktion: die Bewegungsgenerierung.
Soll eine zentrale,
leistungsstarke Motion-Steuerung
den Hauptteil der Rechenarbeit zur
Sollwertvorgabe übernehmen, oder
soll jeder einzelne Antriebsverstärker
für die Bewegungsgenerierung
seiner Achse verantwortlich sein?
In den vergangenen zehn Jahren war es vor
allem die Weiterentwicklung der Feldbusse,
die neue Perspektiven eröffnet hat.
Durch hohe Bandbreite und Echtzeitfähigkeit
sind Ethernet-basierte Feldbusse heute
leistungsstarke Kommunikationssysteme.
Sie ermöglichen es, einer Motion Control-
Steuerung im Takt von wenigen Millisekunden
bis hin zu einigen hundert Mikrosekunden
Sollwerte für eine Vielzahl von Achsen
über den Feldbus zu übertragen und Istwerte
sowie Statusinformationen zurückzuerhalten.
Der Antriebsverstärker kann – aufgrund
extrem verbesserter Prozessorleistungen
– sehr schlank gehalten werden und
ist seitens seiner Rechenleistung im
Wesentlichen mit Regelungs- und Überwachungsaufgaben
beschäftigt.
Dieses Antriebskonzept scheint für fast
alle Motion-Anwendungen geeignet zu
sein, da die zentrale Steuerung von der einfachen
Einzelachs-Ansteuerung bis zur
komplexen Bahnsteuerung alle Bewegungsformen
generieren kann. Es stellt sich
daher die Frage, welche Berechtigung
dezentrale Steuerungstechnologien weiterhin
besitzen.
tische Bauelemente und PHY-Halbleiter
müssen für hochfrequente Signale und
deren Schirmung geeignet sein – können
allerdings oft aus der Stückzahlproduktion
der Office-Welt verwendet werden.
Im Antriebsverstärker als Feldbus-Slave
ist entweder ein spezieller ASIC oder ein
FPGA-Core erforderlich, der den Kommunikationsstack
in Echtzeit abarbeiten kann.
Die Vorteile von zentraler und
dezentraler Ansteuerung sind
in einem Serovregler vereint
Weiterhin wird für die Berechnung komplexer
Bewegung auch eine entsprechend
leistungsfähige Motion-Steuerung benötigt.
Bibliotheksfunktionen für spezielle Auf-
Dr.-Ing. Oliver Barth, WITTENSTEIN motion
control GmbH, Igersheim
Zentral oder dezentral
Zunächst hat zentrale Steuerungstechnik
ihren Preis: Ethernet-basierte Feldbusse
benötigen – um die Anforderungen der
Bitübertragungsschicht des OSI-Referenzmodells
für Netzwerkprotokolle zu erfüllen –
hochwertige Komponenten in der elektrischen
Anbindung. Kabel, Steckverbinder, magne-
01 Die Antriebsverstärker zeichnen sich
messtechnisch durch eine hochauflösende
Stromregelung und eine schnelle
Strommessung aus
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