Speicherprogrammierbare Steuerung Superschnelle SPS ohne Zykluszeit

Der Aachener Elektronikhersteller Hermann Zander entwickelt seit über 50 Jahren unter anderem SPS / Steuerungstechnik und will hier einen Quantensprung geschafft haben: Seine neueste High-Speed-Steuerung eliminiert systembedingt vollständig alle Zykluszeiten.

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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.

Da hilft auch alles Ringen um Mikrosekunden nicht — schnelle Positionierungen an Verpackungsmaschinen kommen ungenau, Leimstreifen variieren in der Länge oder Aufdrucke sitzen nicht immer passgenau an einer Stelle.

Nun gibt es laut Elektronikhersteller Hermann Zander einen Quantensprung in der Steuerungstechnik: Die High-Speed-Steuerung Zatego 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. Aus den je nach Maschinenzustand unterschiedlichen Programmsequenzen ergibt sich die schwankende Zykluszeit.

Zatego geht hier einen völlig neuen Weg: Das Anwenderprogramm läuft nicht mehr in einem Mikrocontroller ab sondern 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.

Der Programmierer merkt von alledem nichts. Er erstellt in der ihm bekannten SPS-Sprache ST (strukturierter Text) sein Anwenderprogramm und lädt es wie in einer herkömmlichen SPS in die Steuerung. Aber dort wird aus dem übersetzten Programm kein Datenspeicher sondern ein hochkomplexer FPGA gebrannt. Es ist auch völlig gleichgültig ob eine Problemlösung gut oder auf Umwegen programmiert ist — die Zykluszeit ist immer gleich und konstant, nämlich Null.

Das Ergebnis an der Maschine: immer schnellstmögliche und auch konstant schnelle Reaktionen ohne Schwankungen in allen Betriebszuständen.

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