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Industrielle Elektroniksysteme

Weichenstellung durch Systemarchitektur und Gehäusetechnik

22. Oktober 2013, 13:51 Uhr | Roland Chochoiek, HEITEC AG

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Projektbeispiel Laserdirektbelichtungssystem

Beim vorliegenden Projekt handelte es sich um eine Systemintegration in einem 19-Zoll-Baugruppenträger für die Steuerung einer Maschine zur Laserdirektbelichtung. Am Anfang stand die Anfrage nach einem Aufbausatz für ein CompactCPCI-System »von der Stange«. Wie kam’s? Nach Analyse der Systemarchitektur wurde festgestellt, dass die Elektronik nicht zum gewünschten Standard passte. Um die kostenintensive Anpassung des erworbenen CPCI-Boards an die Backplane zu vermeiden (die ja auch mit längeren Lieferzeiten, mehr Verwaltungsaufwand und einem höheren technischen und finanziellen Risiko für die Zukunft einhergeht), wurde kurzerhand eine neue Backplanelösung im Baugruppenträger realisiert. Teile des BGT wurden zurückversetzt, um die erforderliche Kabelführung zu vereinfachen. So konnte ein erheblich günstigeres und einfach zu beschaffendes Standard-CPCI-Board eingesetzt werden, das dennoch die applikationsspezifischen, intensiven I/O-Anforderungen voll erfüllte. Auch im Hinblick auf eine homogene - und zeitnahe - Integration von drei verschiedenen Buslösungen und damit drei verschiedenen Netzteilen erwies es sich als sehr wichtig, alle Möglichkeiten des Hardware-Spektrums genau zu kennen und auf die Erfordernisse des Systems abzustimmen. Ein neues Belüftungskonzept mit Umleitung der Kühlluft für die hohe Packungsdichte verbesserte die Verlustleistung und Temperaturwerte, was gleichzeitig Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Systems erhöhte. Gehäusetechnisch kamen zwar standardisierte Seitenbleche für 19-Zoll-RipacVario-Baugruppenträger zum Einsatz, die Deckbleche und Backplane mussten jedoch an die Stromversorgung und das Lüftungskonzept angepasst werden, zwei andere Schienen wurden eingesetzt und die Frontblenden applikationsspezifisch gebohrt.

In enger Kooperation zwischen HEITEC und dem Maschinenhersteller wurde die Integrations-Stufe von 1 auf 4 erhöht, und alle relevanten Elektronikbaugruppen wurden eingebaut - inklusive Installation der Betriebssystem- und Anwendungssoftware. Prototypenerstellung und umfangreiche Tests für Temperaturmanagement, Spannung, Funktion und EMV waren ebenfalls im Umfang des Projekts. HEITEC übernahm hierbei das komplette Handling, die Produktpflege sowie die Logistik. Viele Komponenten wurden dem Standard-Baukasten entnommen und Anpassungen nur dort vorgenommen, wo sie erforderlich und sinnvoll waren. Durch geschickte Kombination der Standardkomponenten und Baugruppenträger »von der Stange« mit projektspezifischen Elementen konnten und können entscheidend Entwicklungszeit und -kosten gespart werden: In diesem Fall wurde eine Zeitersparnis von etwa einem halben Jahr erreicht.

Fazit: Mithilfe dieses intelligenten »Kombi«-Modells kann Kompatibilität zu internationalen Normen und Verfügbarkeit von Standardprodukten genutzt und damit Skalierbarkeit, Upgradefähigkeit und Konfigurierbarkeit auch für unterschiedliche Produktvarianten leichter ermöglicht werden. Der Austausch von Teilkomponenten, die Anhebung der Leistungsfähigkeit, die Angleichung an neue Technologien oder nötige Anpassungen sind einfacher umzusetzen. Verändern sich die Anforderungen der Zielapplikation, »wächst« die Systemlösung mit - eine Sicherung getätigter Investitionen und eine effiziente Investition in die Zukunft.

Roland Chochoiek ist Geschäftsgebietsleiter Elektronik der HEITEC AG.