Industrielle Steuerungen Die Baukasten- Plattform

Der Begriff »industrielle Steuerung« umfasst viele Speziallösungen für einzelne Anwendungsbereiche und auch viele verschiedene Steuerungsaufgaben. Obwohl eine Steuerung für einen Industrie-Backofen auf den ersten Blick wenig mit der Steuerung für eine Wärmepumpe zu tun hat, gibt es im Detail doch Gemeinsamkeiten, die einen plattformbasierten Ansatz nahelegen.

Mit einer »Steuerung« lassen sich die unterschiedlichsten Aufgaben in vielen Branchen lösen. So gibt es zum Beispiel die einfache Steuerungsaufgabe, die mit einer Standardsteuerung aus dem Katalogprogramm der zahllosen Anbieter realisiert werden kann. Aber spezifische und innovative Anforderungen erfordern spezielle Lösungen. Genau hier setzt Siemens EDM (Electronic Design and Manufacturing) an: Der Fokus liegt dabei auf dem Bedarf der Industrie.

Hier werden auf Branchenanforderungen zugeschnittene Lösungen im Stückzahlbereich von einigen Hundert bis hin zu 100 000 pro Jahr benötigt. Eine branchenweite Analyse von mehreren hundert Anfragen und Projekten hat trotz dieser hohen Zahl Übereinstimmungen in den Detailanforderungen ergeben. Resultierend aus dieser Untersuchung hat EDM ein Plattform- und Bausteinkonzept entwickelt, das jeweils kundenspezifisch angepasst werden kann.

Industriesteuerungen aus dem Baukasten

Eine moderne Industriesteuerung besteht generell aus einer »Kopf- Baugruppe« mit komplexen Schnittstellen, dem HMI (Human Machine Interface) und dem zugehörigen leistungsfähigen Prozessor mit dem passendem Betriebssystem sowie einer oder mehrerer Sensor- Aktor-Baugruppen. Die Ausstattung variiert zwar individuell, aber einige Bausteine wie »Digital Input«, »Digital Output«, »Analog Input« als Messkreis oder »Analog Output« als Steuersignal wiederholen sich immer wieder.

Zudem sind identische Software-Bausteine nötig, beispielsweise Remote-Service, Update-Algorithmen, Datenlogging oder Zugriffsberechtigungen. EDM bezeichnet diese zusammenfassend als »System Services«. Die Erfahrung des Unternehmens im Dienstleistungsbereich mit einer Vielzahl von Prozessoren hat gezeigt, dass sich besonders die heute verfügbaren Vertreter der ARM-Familie eignen, beispielsweise »ARM7« und künftig auch die »Cortex-M«-Derivate. Sie finden als bereits erprobte CADMakros für das Echtzeit-Handling der kundenspezifischen Sensor- Aktor-Baugruppen Verwendung. Die »ARM9«-Plattform umfasst bereits mehr als ein reines CADMakro. Sie ist als vorgefertigte Baugruppe komplett mit Speicher, Onboard-Stromversorgung und allen gängigen Standard-Schnittstellen verfügbar.

Als Betriebssysteme können hier Embedded-Linux oder Windows CE angeboten werden. Die ARM9-Plattform ist für die Anschaltung unterschiedlicher Displays bis hin zur VGA-Auflösung nutzbar (Bild 1). Prädestiniert ist sie für den Einsatz von resistiven Touchscreens als Eingabemedium. Reicht die Rechenleistung eines ARM9 nicht mehr aus, bietet EDM eine »ARM11«-Plattform (Bild 2) an. Diese ist als fertige Kern-Baugruppe in Scheckkartengröße mit allen wesentlichen Komponenten verfügbar und kann auf einem kundenspezifisch zu entwickelnden Base-Board verwendet werden. Individuell konfiguriert beinhaltet es alle »groben« Bauteile wie zum Beispiel Buchsen, Stecker, Übertrager und Stromversorgung.