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Offener Antrieb fuer schnelle Prozesssignalverarbeitung

IP.com Disclosure Number: IPCOM000027946D
Published in the IP.com Journal: Volume 4 Issue 5 (2004-05-25)
Included in the Prior Art Database: 2004-May-25
Document File: 2 page(s) / 30K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

In einer Vielzahl von technischen Maschinen muessen der Betrieb von Maschinenachsen mit hochwertigen Servoregelungen einerseits und die Erledigung einer schnellen Signalverarbeitung von Prozesssignalen sowie einer schnellen Regelung im Zusammenhang mit den auf der Maschine ablaufenden technologischen Prozessen andererseits optimiert werden. Neben der Regelung der Servoachsen muessen in der Regel sehr schnelle Prozesssignalverarbeitungen (Binaersignale und schnelle Analogsignale) und Prozessregelungen realisiert werden, die den auf der jeweiligen Maschine ablaufenden Fertigungsprozess massgebend steuern. Diese kann mit der Bewegungssteuerung in Verbindung stehen. Binaersignale gilt es, logisch zu verknuepfen, nur wesentlich schneller als es PLC (Power Line Communication) schaffen. Bei den analogen Vorgaengen sollen Prozesssignale mit einer hohen Bandbreite erfasst und verarbeitet bzw. Prozesse geregelt werden. Wegen dieser Anforderung erfolgt die entsprechende Signalverarbeitung entweder analog oder es muss bei digitaler Realisierung die Datenerfassung und Datenverarbeitung von den A/D-Wandlern (analog/digital) mit sehr kurzen Abtastraten erfasst und verarbeitet werden.

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S

Offener Antrieb fuer schnelle Prozesssignalverarbeitung

Idea: Dr. Christof Arnold Meier, DE-Erlangen; Dr. Andreas Uhl, DE-Erlangen; Joachim Nebel, DE- Erlangen

In einer Vielzahl von technischen Maschinen muessen der Betrieb von Maschinenachsen mit hochwertigen Servoregelungen einerseits und die Erledigung einer schnellen Signalverarbeitung von Prozesssignalen sowie einer schnellen Regelung im Zusammenhang mit den auf der Maschine ablaufenden technologischen Prozessen andererseits optimiert werden. Neben der Regelung der Servoachsen muessen in der Regel sehr schnelle Prozesssignalverarbeitungen (Binaersignale und schnelle Analogsignale) und Prozessregelungen realisiert werden, die den auf der jeweiligen Maschine ablaufenden Fertigungsprozess massgebend steuern. Diese kann mit der Bewegungssteuerung in Verbindung stehen.

Binaersignale gilt es, logisch zu verknuepfen, nur wesentlich schneller als es PLC (Power Line Communication) schaffen. Bei den analogen Vorgaengen sollen Prozesssignale mit einer hohen Bandbreite erfasst und verarbeitet bzw. Prozesse geregelt werden. Wegen dieser Anforderung erfolgt die entsprechende Signalverarbeitung entweder analog oder es muss bei digitaler Realisierung die Datenerfassung und Datenverarbeitung von den A/D-Wandlern (analog/digital) mit sehr kurzen Abtastraten erfasst und verarbeitet werden.

Diese schnelle Signalverarbeitung erfordert im Regelfall neben den Antrieben und fuer die Maschinensteuerung stets vorhandenen PLC-Systemen die Installation von Zusatz- und Spezialhardware und -software. Dadurch ergeben sich eine Vielzahl nicht notwendiger zusaetzlicher Schnittstellen, wodurch sich eine Reihe weiterer Kostenfaktoren ergeben.

Vorgefertigte Systemloesungen aus einer Grossseriensteuerung koennen im Regelfall nicht verwendet werden, da das Know-how fuer die schnelle Signalverarbeitungsaufgabe applikationsspezifisch ist und beim OEM (Original Equipment Manufacturer) liegt. Diesem Aspekt der OEM-spezifischen Loesung tragen jedoch insbesondere im Bereich der CNC (Computer Numerical Control) "offene" Steuerungsarchitekturen Rechnung. Dabei existieren Loesungen, mit Mitteln der OEM-Offenheit auf einer Standardplattform dennoch OEM-spezifische Loesungen zu generieren, ohne den Nachteil zusaetzlicher Hardware und Systemschnittstellen in Kauf nehmen zu muessen. Diese Loesung kann jedoch auf die genannten Applikationen nicht angewendet werden, da die Basisarchitektur mit den Mitteln der CNC-typischen Programmierung nicht fuer den Einsatz dieser Produktionsmaschinen akzeptabel waere. Zudem reicht die Leistung der ueber die offenen Schnittstellen moeglichen Applikationen nicht aus.

Durch eine offene Architektur kann eine schnelle Prozesssignalverabeitung ermoeglicht werden. Voraussetzung dafuer ist ein leistungsfaehiger Antrieb, der durch seine Prozessor-, Speich...