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Steuerungstechnik Superschnelle SPS eliminiert alle Zykluszeiten

| Redakteur: Gudrun Zehrer

Moderne Maschinen brauchen immer schnellere Steuerungen. Nun gibt es eine High-Speed-Steuerung die das Problem mit einem völlig neuen Konzept angeht. Die ZX20-SPS von Zander arbeitet ohne jede Zykluszeit und garantiert damit eine sehr hohe und auch konstante Verarbeitungsgeschwindigkeit, die zudem unabhängig von der Größe der Applikation ist. Über switched Ethernet sind auch vernetzte Konfigurationen möglich.

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Die High-Speed Steuerung ZX20 hat aufgrund Ihrer schnellen und reproduzierbaren Verarbeitung im Nanosekundenbereich einen hohen Innovationsgrad.
Die High-Speed Steuerung ZX20 hat aufgrund Ihrer schnellen und reproduzierbaren Verarbeitung im Nanosekundenbereich einen hohen Innovationsgrad.
(H. Zander)

Maschinen und Anlagen werden immer schneller, die Anforderungen hinsichtlich der Geschwindigkeit nimmt ständig zu, die Hersteller von speicherprogrammierbaren Steuerungen unterbieten sich mit immer kleineren Zykluszeiten. Meist ist es aber nicht die absolute Zykluszeit, die in der Praxis die Probleme bereitet, sondern deren Jitter, d.h. die laufende prozessbedingte Schwankung der Zykluszeiten.

Bei allem Ringen um Mikrosekunden - schnelle Positionierungen an Verpackungsmaschinen kommen ungenau, Leimstreifen variieren in der Länge oder Aufdrucke sitzen nicht immer passgenau an einer Stelle, so der Hersteller. ZX20 geht das Problem ursächlich an und eliminiert systembedingt vollständig alle Zykluszeiten.

Keine Zykluszeit: Wie ist das möglich?

Im "Herz" einer SPS arbeitet üblicherweise ein schneller Mikrocontroller den compilierten Code des Anwenderprogramms zyklisch ab, mit den erwähnten Zeiten und Schwankungen.

Mit der ZX20 beschritt der Hersteller einen völlig neuen Weg. Das Anwenderprogramm wird in ein FPGA (Field Programmable Gate Array) gebrannt. Damit läuft gar kein Programm mehr ab, es findet vielmehr eine vollständige Parallelverarbeitung statt. Das komplette Anwenderprogramm wird sozusagen in „Hardware umgesetzt“.

In der Steuerung wird ein hochkomplexer FPGA gebrannt

Der Programmierer merkt von alledem nichts. Er erstellt in der ihm bekannten SPS-Sprache ST (Strukturierter Text) sein Programm und lädt es wie in einer herkömmlichen SPS in die Steuerung. Aber dort wird kein Datenspeicher, sondern ein hochkomplexer FPGA gebrannt. Es ist auch völlig gleichgültig, ob eine Problemlösung „gut“ oder auf Umwegen programmiert ist - die Zykluszeit des ZX20 ist immer gleich und konstant, nämlich Null. Das Ergebnis an der Maschine: immer schnellstmögliche und auch konstant schnelle Reaktionen ohne Schwankungen in allen Betriebszuständen.

Nicht nur schnell, auch ausgesprochen kommunikativ

Was nutzt eine superschnelle Steuerung wenn die Verbindung zur Außenwelt fehlt? Die Kommunikation mit weiteren ZX20, anderen Steuerungen oder PCs ist über Ethernet mit 10 oder 100MBit/s möglich. Hier unterstützt das integrierte ZanderNet-Protokoll die Vernetzung. Dabei ist die Kommunikation natürlich mit oder ohne Fremdprotokolle im Netz möglich, d.h. ZX20 ist problemlos in Netzen mit unterschiedlicher Hardware einsetzbar.

Programmierung im Netz

Das Anwenderprogramm wird ebenfalls über die Ethernetschnittstelle in die Steuerung übertragen. Damit kann der Anwender bei Bedarf auch an installierten Geräten über das Netzwerk Anwenderprogramme ändern.

Auch die Analogverarbeitung hält mit

Bei ZX20 ist nicht nur die digitale, sondern auch die analoge Verarbeitung „High-Speed“. Auch diese hat keine Zykluszeit. Damit ist es nun auch möglich, schnell veränderliche Messwerte zu erfassen und gleichzeitig logisch zu verarbeiten. Natürlich bei Bedarf auch in Verbindung mit den digitalen Ein-/Ausgängen.

SPS IPC Drives: Halle 7, Stand 191

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