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1-2-2021

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Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik

Steuern und Regeln Bild

Steuern und Regeln Bild 5: Anschlüsse für Stromversorgung und I²C-Bus an den SPS-Modulen grammüberschaubare Entwicklung entstanden, die von Studierenden und Wissenschaftlern schnell und erfolgreich angenommen wurde. Der Einsatz Ein störungsfreier Betrieb dieser Controller in Verbindung mit seinen Ein- und Ausgabemodulen beweist die Tatsache, dass die SPS diverse Heizungen, Ventile, Frequenzumrichter, teilweise auch im oberen kW-Bereich, sowie G-Motor und Lichtsteuerungen mit PWM-Leistungsstufen problemlos ansteuert. Ebenso sind die Module für die Messwerterfassung bzw. Sensorauswertung im mV- bzw. mA- Bereich eingesetzt. Mehrere Anlagen mit diesen SPS-Modulen laufen bereits über Jahre ohne Beanstandung. Durch die steckbare Klemmenausführung an den Modulen ist eine sichere Verbindung im Schaltschrank gegenüber den instabilen Kontakten mit den Buchsenleisten möglich, und nicht zu vernachlässigen spiegelt sich dadurch die Service freundlichkeit beim Umbau einer Anlage wieder. sowie das 2006 abgelaufene, und heute immer noch angewendete und bewährte Patent der Firma Philips (NXP), mit dem I²C-Bus. Eine Verbindung dieser beiden meines Erachtens exzellenten Voraussetzungen, bestätigt die Validierung dieser offenen und nahezu grenzenlosen SPS-Entwicklung auf der I²C- Basis. Das heißt, die spezifizierten Anforderungen sind reproduzierbar, dokumentiert und werden im praktischen Einsatz von dieser modularen SPS voll erfüllt. Einschränkungen Allerdings gilt es ein paar Punkte bei der Entwicklung und Anwendung zu beachten. Einer davon ist der kostenlose Source-Code. Wird er verwendet, muss er wieder unter freier Lizenz veröffentlicht werden, auch wenn nur einzelne Teile daraus entnommen wurden, was unter Umständen Anwender vor allem in der Industrie davon abhalten könnte. Bei der I²C-Technik ist nur der Datentransfer begrenzt und die Buskapazität (kapazitive Last = 400 pF) als kritisch anzusehen, d. h. ohne Buserweiterung können keine längeren Kabelstrecken und nur ca. 20 bis 25 Module am I²C-Bus betrieben werden, was aber mit über 200 Kanälen für Eingang und Ausgang einer kleinen Steuerung in einem Schaltschrank ausreichen sollte. Heutiger Stand und Ausblick Zwischenzeitlich sind ähnliche Gehäusemodule und Kleinsteuerungen mit diesem Bus-System von verschiedenen Firmen und Händlern verfügbar. Denkbar ist, dass noch weitere Microcontroller- Boards mit I²C-Schnittstelle (Banana, Leonardo, Nano, Odroid, SMTxx, Pi 4B usw.), für diese Modulare-SPS hier auch eine Anwendung als Controller modul finden könnten. Mit Bus erweiterungen oder Feldbus-Gateways kann die Busstruktur noch weiter ausgebaut werden. Der I²C-Bus findet heute nach ca. 40 Jahren immer noch unzählige Anwendungen z. B. bei Chipkarten Lesegeräte, Haushaltsgeräte, Sensorik und neuerdings in Blinklichtsteuerungen mit Lauflicht (LT39xx) in der Automobilindustrie.◄ Quellen: Hardware-Entwicklung: Rolf Zech, zech-erlangen@t-online.de, Software (u.a.): Liam Pettigrew www.github.com/liampetti Ansprechpartner an der Uni Erlangen: tobias.t.beck@fau.de oder andreas.baur@fau.de Diese Arduino- oder Raspberry- SPS kann durchaus im kommerziellen Schaltschrankbau der Industrie, Haustechnik wie auch in Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen als zuverlässige Steuerung zum Einsatz kommen. Als Qualitätsmerkmal und als Grundlage für die Entwicklung dieser modularen SPS im Jahre 2012/2013 sind die damals schon nahezu millionenfach verkauften Microcontroller von Arduino und Raspberry, Bild 6: Brettaufbau für Test am Schreibtisch 22 PC & Industrie 1-2/2021

Steuern und Regeln Miniatur-Servoregler mit bis zu 70 A Spitze ACTRONIC – SOLUTIONS GmbH www.actronic-solutions.de/ Bis zu 70 A Spitze bei einem Bauraum von lediglich 35 x 20 x 21,6 mm – das ist mit dem neuen NANO-Servoregler von Copley Controls möglich (Vertrieb Actronic-Solutions GmbH). Mit dem NANO-Regler wird die Miniaturisierung leistungsstarker Servoregler mit der bewährten FPGA- Technologie fortgesetzt. Ziel dieser als Platinenversion angebotenen Verstärker sind vor allem Anwendungen in der Robotik, bei Fahrzeugen oder selbst fahrenden Transport- und Lagersystemen (AGV) und der Medizintechnik, bei denen ein hoher Strom auf engstem Raum gefordert wird. Parametrierung Für Anschluss- und Programmiermöglichkeiten werden zwei unterschiedliche Versionen an geboten. In beiden Varianten erfolgt die Parametrierung mit der bekannten und leistungsfähigen CME2-Software über die RS232-Schnittstelle. Als Sollwertschnittstellen stehen zusätzlich Puls-/Richtung, PWM, Analog (±10 V), Master- Encoder (elektronisches Getriebe) und die Feldbusschnittstellen CANopen oder EtherCAT (CoE) zur Verfügung. In der „Standard“-Ausführung werden die Betriebsmodi Position, Geschwindigkeit und Drehmoment, inter polierte Position und Home und als Feedback BiSS-C (unidirektional), SSI und inkrementelle Digitalencoder auch im Dual-Loop unterstützt. Die „Plus“-Ausführung bietet zusätzlich die Betriebsmodi Zyklisch Synchrone Position, Geschwindigkeit und Drehmoment (auch mit Kommutierungswinkel) und unterstützt zusätzlich die absoluten Geber EnDat 2.1 und 2.2, Absolute A, BiSS-C und den inkrementellen Sin/Cos-Encoder (1 Vss). Die absoluten Encoder können hier auch am Sekundär-Encoderport eingelesen werden. Für die Programmierung bietet Copley für die Plus-Version zusätzlich eine eigene Programmiersprache CPL an, die die besten Eigenschaften von BASIC, C und Java in einer flexiblen OEM Programmierumgebung vereint. Eine Vielfalt von Motion Control Funktionen ist genauso selbstverständlich vorhanden wie verschiedenste Datentypen. Zwei Varianten Bei der Betriebsspannung für den NANO-Servoregler stehen zwei Varianten zur Auswahl: 9 bis 90 Vdc mit 70 Adc (49,5 Arms) Spitze und 35 Adc (24,8 Arms) Dauer oder 20 bis 180 Vdc mit 10 Adc (7,1 Arms) Spitze und 5 Adc (3,54 Arms) Dauer oder 30 Adc (21,2 Arms) Spitze und 15 Adc (10,6 Arms) Dauer. Die Steuerungselektronik kann durch eine von der Leistungsseite unabhängige Hilfsspannung versorgt werden (Keep-Alive). Alle Versionen sind mit STO (Safe-Torque-Off) gemäß SIL 3, Kategorie 3, PL d ausgestattet. ◄ AUSSERGEWÖHNLICH. ENGAGIERT! JETZT SCHÜTZEN: WWF.DE/PROTECTOR TOR WERDEN SIE »GLOBAL 200 PROTECTOR« UND BEWAHREN SIE DIE ARTENVIELFALT UNSERER ERDE. Von den Regenwäldern Afrikas über die Arktis bis zu unserem Wattenmeer – die „Global 200 Regionen“ bergen die biologisch wertvollsten Lebensräume der Erde. Helfen Sie dabei, sie zu erhalten! WWF Deutschland | Niloufar Ashour | Reinhardtstraße 18 | 10117 Berlin Telefon: 030 311 777-732 | E-Mail: info@wwf.de PC & Industrie 1-2/2021 23

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