Praxisforum Antriebstechnik 2016 24 Top-Entwicklerthemen von ASM bis Zwischenkreis

Redakteur: Gerd Kucera

Das Praxisforum Elektrische Antriebstechnik (Würzburg, 7.- 9.3.) befasst sich mit energieeffizienten Elektromotoren, intelligenter Sensorik und Signalverarbeitung, robusten Power Devices und der branchenspezifische Integration in Anlagenkonzepte.

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Optimierte Inbetriebnahme von hochauflösenden magnetischen Encodern durch automatische Kalibrierung ist das Thema von Magnus Meier (IC-Haus) auf dem Praxisforum (7. bis 9. März in Würzburg).
Optimierte Inbetriebnahme von hochauflösenden magnetischen Encodern durch automatische Kalibrierung ist das Thema von Magnus Meier (IC-Haus) auf dem Praxisforum (7. bis 9. März in Würzburg).
(Bild: VBM-Archiv)

Das Praxisforum Elektrische Antriebstechnik bietet einen ganzheitlichen Blick auf die Antriebstechnik und hilft, elektrische Antriebe zeitgemäß zu projektieren.

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Thematisch aufgeteilt ist das Praxisforum Elektrische Antriebstechnik in Mikrocontroller und Power Devices (am 7. März), in Trends, Tools und Best Practice(am 8. März) sowie in Sensoren, Software und Simulation (am 9. März). Am 8. März findet zusätzlich eine Ausstellung statt, in der 18 führende Technologieanbieter ihre aktuellen Tools, Komponenten und Lösungen für die Antriebstechnik zeigen. Nachfolgend beispielhafte Abstracts der Programmthemen.

Den Einstieg in das 3-tägige Programm liefert Prof. Dr. Christian Siemers (Technische Universität Clausthal) mit dem Thema Unschärferelation in der Informatik und wie sie der Entwickler für die Antriebssteuerung positiv nutzen kann.

Grundsätzlich falsch ist es, den Begriff Echtzeitsystem als Synonym für besonders schnell anzusehen. Echtzeitsysteme in Mikroprozessoren können nicht darüber hinwegtäuschen, dass ein Prozessor gar nicht für die Verwendung in Echtzeit, schon gar nicht für sehr kurze Reaktionszeiten konzipiert wurde. Vielmehr stehen in einem Mikroprozessorkern mehrere Tasks in Konkurrenz um die Rechenzeit, und innerhalb einer Tasks ist die Rechenzeit proportinal zur Zahl der Operationen. Die Folge: Echtzeit bedeutet aufwendiges Engineering – Reaktionszeiten unter 100 µs sind schwierig.

Für Maschinensteuerungen und -regelungen ist es wesentlich besser, eine Abbildung in der Steuerung/Regelung selbst vorzufinden, die die Zeiten unmittelbar beinhaltet. Hier sind es die FPGAs, die mit der unmittelbaren Taktsteuerung ganzer Algorithmen hervorstechende Eigenschaften vorweisen. Der Vortrag von Prof. Dr. Siemers verdeutlicht, wie FPGAs arbeiten und wie sie in eine Überwindung der Echt- und Kurzzeitprobleme eingesetzt werden können. Der aufgezeigte Weg führt weg vom aufwendigen Engineering (mit den Problemen von Missing Cycles) hin zu einem Design für wirkliche Echtzeit.

Die praxisgerechte Umsetzung der von Prof. Siemers diskutierten Unschärferelation zeigt das Folgereferat von Alfons Austerhoff (Forschung und Entwicklung bei Zander Aachen) am Beispiel Steuern von Schrittmotoren mittels FPGA-basierter SPS ohne zusätzlichen Motion-Controller.

Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) sind üblicherweise mit Mikrocontrollern ausgestattet, die ein Anwenderprogramm zyklisch abarbeiten. Aufgrund der damit verbundenen Zykluszeit ist das Ansteuern eines Schrittmotors direkt über die digitalen Ausgänge einer solchen SPS praktisch unmöglich: Zum einen würde der Motor nur sehr langsam laufen, denn die Zykluszeit bestimmt die maximal erreichbare Ausgangsfrequenz, zum anderen sind die Zeitpunkte der Flankenwechsel der Ausgangssignale mit einem nicht unerheblichen Jitter behaftet, was zu einer sehr ungleichmäßigen Bewegung des Motors führen würde. Daher kommt man bei einer konventionellen SPS nicht umhin, den Schrittmotor über eine zusätzliche Hardware, einen Motion-Controller zu steuern.

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