PC-Power in den Antrieb gepackt

Die Performance eines ausgewachsenen Industrie-PC zu den Kosten einer kompakten Antriebssteuerung? Durch Einsatz eines speziell dafür entwickelten Controllers mit Power-PC-Architektur und eines darauf optimierten Betriebssystems kann dieser Spagat gelingen.

Einer muss im Antriebs-Verbund ja rechnen: Kommt für komplexe Bewegungsprofile im Maschinen- und Anlagenbau elektrische Servotechnik zum Einsatz, dann steckt die Intelligenz zur Berechnung von Kurvenscheiben, Positionierungen oder Nocken entweder im übergeordneten System oder in den einzelnen Achsen. Diese Verteilung hat in der Praxis zentrale und dezentrale Automatisierungsarchitekturen entstehen lassen. Gelten Applikationen mit einem „ausgewachsenen“ Industrie-PC und vergleichsweise einfachen Servostellern als hochperformant aber in der Regel teuer, stoßen Kombinationen aus intelligentem Regler und Kompaktsteuerung funktional wiederum an Grenzen. Diese Limitierung resultiert im Wesentlichen aus den Eigenschaften des eingesetzten Prozessors – aktuell meist in Form eines Atom-Chips bei den meisten Hutschienen-PCs.

Insbesondere Applikationen mit einer mittleren Zahl von Antrieben bis etwa sechs Achsen verlangen angesichts dieser Situation vom Anwender einen Spagat: Benötigen Prozesse die Regelpräzision eines IPC, dann schlägt sich dieses als anteiliger Kostenblock von „IPC pro Achse“ erheblich nieder. Wenn stattdessen der durchaus nahe liegende Weg über eine Kompaktsteuerung auf der Hutschiene eingeschlagen wird, sinkt durch die begrenzten Prozessor-Ressourcen hingegen unweigerlich die Maschinenleistung als Folge zurückgehender Zykluszeiten bei der Regelung.

Für Kollmorgen war dies der Auslöser, nach einem Weg zu suchen, um diesen Spagat zu meistern. Die Lösung: ein selbst entwickelter Controller auf Basis der Power-PC-Architektur zusammen mit einem darauf abgestimmten Betriebssystem. „Damit bekommen wir die Rechenleistung eines ausgewachsenen IPC unter dem Dach einer kompakten Antriebssteuerung“, beschreibt Alexander Hack, Vertriebsleiter Steuerungstechnik bei Kollmorgen, mit wenigen Worten die Vorteile des neuen Ansatzes.

Die so genannte AKD-PDMM-Baureihe bietet also mehr Leistung mit weniger Komponenten auf kleinstem Raum. Mit anderen Worten: Durch Integration der Steuerung im Antrieb und den IPC-Verzicht wird wertvoller Bauraum im Schaltschrank eingespart. Bis zu acht Achsen lassen sich mit extrem schnellen Geschwindigkeits- und Lageregelkreisen von einer viertel Millisekunde fahren und selbst 30 Achsen noch mit einer Millisekunde. „Diese Performance erreicht meines Wissens zur Zeit niemand im Markt“, so Hack. Er sieht das größte Potenzial dieser Lösung in Anwendungen, bei denen IPC-Lösungen aufgrund vergleichsweise geringer Achszahlen zu kostspielig sind. Reicht die vorhandene Rechenperformance dafür nicht aus, greift Kollmorgen zur Dual-Core-Technologie.

1. PC-Power in den Antrieb gepackt
2. Erste Anwendungen in der Druckindustrie
3. Schneller reagieren
4. Statement von Alexander Hack, Kollmorgen