21. NOVEMBER 2017

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Gezielt in Schwung


Elektroautomation

Mikrocontroller - Es kostet oft viel Zeit, bis in Servoantriebssystemen alle Komponenten integriert sind und bis alle Konnektivitäts-Baugruppen auch miteinander harmonieren. Dies kann einige Herausforderungen mit sich bringen – von längeren Entwicklungszyklen über eine Zunahme der Leiterplattenfläche bis zu höheren Materialkosten. Dies wiederum hält die Entwickler leider davon ab, ihr Augenmerk auf differenzierende Eigenschaften wie die Steigerung von Performance und Genauigkeit oder verbesserte Regelungen zu richten.
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Entwickler industrieller Antriebssteuerungssysteme, die beispielsweise in der Robotertechnik und anderen Anwendungen mit Servomotoren und bürstenlosen Gleich-strommotoren eingesetzt werden, müssen in vielerlei Hinsicht eine Menge Zeit und Arbeit in die Entwicklung, Integration und Prüfung der zahlreichen Steuerungs- und Konnektivitäts-Baugruppen investieren, die in ihren Systemen gleichsam als Bindeglieder fungieren. Dies kann einige Herausforderungen mit sich bringen – von längeren Entwicklungszyklen über eine Zunahme der Leiterplattenfläche bis zu höheren Materialkosten. Doch es kann sich für Entwickler lohnen, ihr Augenmerk auch auf andere Aspekte zu richten.

Ein besonderes Beispiel für die gerade beschriebene Situation sind die Schnittstellen zwischen Mikrocontrollern (MCUs) und Positionsgebern. Bei Letzteren kann es sich um lineare Weggeber, Drehwinkelgeber oder Mehrachsen-Positionsgeber handeln, die zur Erfassung der relativen oder absoluten Position eines von einem Motor angetriebenen, beweglichen mechanischen Systems dienen. Die erfasste Position wird in ein analoges oder digitales elektrisches Signal verwandelt, das daraufhin an die Steuerungsschaltung übertragen wird.

Zusätzlicher Controller überflüssig?

In der Vergangenheit konnte sich die Anbindung eines Positionsgebers an einen Mikrocontroller sehr zeitraubend gestalten. Häufig musste das Kommunikationsprotokoll in ein FPGA (Field Programmable Gate Array) integriert werden oder es galt einen zusätzlichen Mikrocontroller mit dem Decodierprotokoll zu programmieren. Erschwert wird die Lage durch die Tatsache, dass es eine Vielzahl unterschiedlicher Encoder-Protokolle gibt, die jeweils für bestimmte Funktionalitäten und Subsysteme ausgelegt sind. Das Systemdesign-Team könnte deshalb zur Entwicklung mehrerer protokollspezifischer FPGAs gezwungen sein, die außerdem nicht effektiv von einer Anwendung zur anderen skalierbar wären. Selbstverständlich würden FPGA-Implementierungen dieser Art die Systemkosten in die Höhe treiben, mehr Leiterplattenfläche benötigen und die Entwicklungszeit erhöhen. Nicht zuletzt wären die Entwickler gezwungen, die Konformität zu den einschlägigen Industriestandards mithilfe gründlicher Compliance-Prüfungen zu zertifizieren.

Diese Situation verlangt somit dringend nach einer Lösung, die in der Lage ist, die Anbindung von Positionsgebern an die Steuerungselemente in industriellen Antriebssystemen zu vereinfachen und den Entwicklern dadurch die Möglichkeit zu geben, sich auf jene Features und Funktionen zu konzentrieren, die ihren Systemen echte Alleinstellungsmerkmale verleihen und ihre Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt verbessern.


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