Es gibt viele moderne Methoden um die Entwicklung und Anwendung von elektronischen Steuergeräten zu verbessern. Hardware in the Loop, Rapid Control Prototyping, Automatisiertes Testen, Modellbasiertes Testen, etc. Control Research hat mit der CENTURIO M Produktreihe ein Werkzeug entwickelt, welches durch seinen modularen Aufbau an unterschiedliche Methoden angepasst werden kann.
Im folgenden Bild ist ein System gezeigt. Es enthält eine hochperformante CPU und zwei Reihen zu je fünf IO-Modulen. Die CPU enthält einen Dual Core Prozessor, und ist frei programmierbar. Es können Regelalgorithmen, Simulation, Steuerungen, etc. implementiert werden, die dann in Echtzeit ausgeführt werden. Die IO-Module enthalten die Schnittstellen zur Welt, analoge und digitale Module, Positionsgeber, Leistungsmodule, Module die Sensoren simulieren können, etc.
Das besondere an CENTURIO M ist seine Anpassbarkeit. Es besteht aus CPU-Modulen mit diversen Leistungsfähigen Prozessoren (alles X86/X64 Prozessoren). Außerdem aus einer ganzen Reihe von IO-Modulen. Folgendes Bild zeigt einen Teil der verfügbaren Module:
Während die CPU-Module allgemein für alle Methoden angewendet werden können, sind die IO-Module spezialisiert. Wenn Sie zum Beispiel mit Rapid Control Prototyping einen Regler implementieren, werden Sie Module verwenden die Sensoren einlesen und Aktoren Steuern. Wenn Sie hingegen Hardware in the Loop betreiben, werden Sie Module wählen die Sensoren simulieren und Steuersignale an Aktoren auslesen. Der große Vorteil: Es ist nur ein System nötig um eine Vielzahl von Aufgaben zu lösen.
CPU Module
Basierend auf x86 Prozessoren werden unterschiedliche Leistungsstufen in kompakten Gehäusen angeboten. Jedes CPU Modul bietet die Möglichkeit, IO-Module anzuschließen. Als Beispiel wird ein CPU Modul vom Typ CM-010-100 gewählt. Es bietet von Haus aus die Möglichkeit zwei Reihen zu je 16 IO-Modulen anzuschließen. Würde man z.B. 2*16 IO Module vom Typ CM-040-001 anschließen (8-Kanal, 16-Bit, +-10V), hätte man insgesamt 256 analoge Eingänge.
IO-Module
IO-Module sind die Schnittstelle zur Welt. IO-Module lassen sich untereinander verbinden, und jeweils das erste in einer Kette von IO-Module kann an die CPU angeschlossen werden. Jedes Modul hat einen internen Bus, welcher für die Kommunikation zwischen der CPU und den einzelnen Modulen zuständig ist. Des weiteren hat jedes Modul einen extern zugänglichen Stecker, über den die notwendigen IO-Signale abgegriffen werden.
Die unterstützten Schnittstellenformate sind vielfältig: ob digital oder analog (+-10V, 4..20mA jeweils als Ein- oder als Ausgang), ob Positionsgeberschnittstellen wie Encoder, SSI, LVDT, Resolver), oder als Modul für Hardware in the Loop, wie z.B. einem Encoder- oder SSI-Simulator: Control Research bietet zahlreiche Module und erweitert kontinuierlich ein Portfolio.
Software
Auf den CPU Module ist ein Echtzeit-Linux installiert, somit stehen zahlreiche Standardapplikationen stehen zur Verfügung. Für Netzwerkzugriffe werden ssh, sftp und Webserver unterstützt. Ein Python Interpreter ist genauso vorab installiert wie andere Hilfsapplikationen zur Messung der Prozessauslastung und Hardwarediagnose. Als Entwicklungsumgebung steht ein Crosscompiler zur Verfügung, der unter einem Windows Betriebssystem Code für die CPU Module generiert. Darüber hinaus können auch Applikationen mit Hilfe von Matlab®/Simulink®/Stateflow®/Realtimeworkshop® von The Mathworks erzeugt werden. In Verbindung mit einem Blockset kann dann aus dem Modell heraus die Centurio M Hardware angesprochen werden. Also Open Source Lösung wird auch SciCos unterstützt.
Weitere Informationen
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