Single-Board-Computer
Holz-Bearbeitung
auf PC/104
Der Anbieter von Steuerungs- und Automatisierungssoftware für Industriemaschinen Tisfoon Ulterior Systems setzt den PC/104-Plus-Single-Board-Computer ADL855PC zur hochpräzisen Bewegungssteuerung in der Fertigung, industriellen Bildverarbeitung und Bühnentechnik ein.
Die Controller-Architektur basiert auf zwei Prozessoren, die den Turbo-PMAC-Motion-Controller mit dem PC104-SBC ADL855PC von ADL Embedded Systems kombiniert (Bild: ADL Embedded Solutions GmbH)
Tisfoon entwickelt Steuerungs- und Automatisierungs-Software für Industriemaschinen. Das Unternehmen rüstet alte Maschinen auf, stattet sie mit intelligenten Systemen aus und entwickelt Systeme von Grund auf neu – einschließlich Echtzeit-Steuerung, Motion-Control, Optimierungsalgorithmen und Mensch-Maschine-Schnittstelle. Der Software-Hersteller besitzt Expertise in den Bereichen Servomotoren, Optimierungsalgorithmen, hydraulische Servo-Ventile und Machine-Vision. Dabei setzt das Unternehmen u.a. auf den Single-Board-Computer (SBC) von ADL Embedded Solutions.
Holz-Bearbeitung in der vierten Generation: Controller und PC/104-SBC ersetzten den bisherigen PC, PCX/DSP und die Interrupt-Karte. (Bild: ADL Embedded Solutions GmbH)
SBC unterstützt 16-Bit-ISA-Bus
Die Vorteile, die uns der Single-Board-Computer von ADL Embedded Solutions bietet, sind eine lange Lebensdauer mit zehn bis 20 Jahren, hohe Qualität und Zuverlässigkeit – der ADL855PC widersteht rauen, nicht klimatisierten Fertigungsumgebungen – und schnelle Lieferung. Der größte Vorteil ist jedoch, dass der SBC den 16-Bit-ISA-Bus unterstützt und wir ein bewährtes System im Feld verwenden können“, sagt Amir Pirzadeh, President von Tisfoon Ulterior Systems. „Mit dem SBC kommunizieren wir schneller mit dem von uns verwendeten Delta-Tau-Motion-Controller, als mit jeder anderen Technologie. Der ADL855PC verwaltet die Benutzeroberfläche sowie die Schnittstellen zum Motion-Controller und den I/O-Geräten.“
Optimierung in der Holzverarbeitung
Zum Einsatz kommt der SBC z.B. in Holz-Bearbeitungsmaschinen von Eagle Machinery & Supply. Das Unternehmen erwarb einen Säge-Optimierer um an Steuerung und Software der Maschine ein Redesign durchzuführen. Die beiden bisherigen Generationen verwendeten PCX/DSP-Controller von Motion Engineering. Diese basierten auf dem EISA-Bus und nutzten die CPU des Host-Computers. Das Design führte in älteren Maschinen jedoch zu Timing-Problemen, welche die Verarbeitungsleistung verschlechterten. Zudem war eine Hochgeschwindigkeits-Positionserfassung auf vier separaten Sensoren notwendig. Da der Single-Achsen-PCX/DSP-Controller diese nicht unterstützte, war zusätzlich eine Interrupt-Karte erforderlich. Das System musste auch einen Sortierer steuern, der die geschnittenen Holzstücke auf einem Förderband mit 183m/min transportiert. Die Single-CPU-Architektur machte dies zu einer sehr anspruchsvollen Aufgabe; die neue Produktgeneration realisierte Eagle mit Hilfe von Tisfoon.
Controller und PC/104-SBC ersetzen den PC
Unternehmen war seit der zweiten Maschinengeneration an der Entwicklung beteiligt und wählte den UMAC-Controller von Delta Tau als Eckpfeiler des neuen Designs. Die Controller-Architektur basiert auf zwei Prozessoren, die den Turbo-PMAC-Motion-Controller mit dem PC104-SBC ADL855PC von ADL Embedded Systems kombiniert und Fähigkeiten zur Hochgeschwindigkeits-Datenerfassung und -Positionserfassung bietet. Controller und PC/104-SBC ersetzten den bisherigen PC, PCX/DSP und die Interrupt-Karte. Darüber hinaus programmierte Tisfoon die Mensch-Maschine-Schnittstelle neu, diese läuft nun auf dem ADL855PC unter Windows 2000, und entwickelte das Motion-Programm und den SPS-Code. Der neue Optimierungsalgorithmus ist schnell und bietet im Vergleich zum Wettbewerb gute Schnittqualität. Mit der neuen Lösung ließ sich die Höchstgeschwindigkeit der Kappsäge von 122m/min auf 275m/min erhöhen und der Sortierer funktioniert einwandfrei mit Bandgeschwindigkeiten von 183m/min. Eine S-Kurven-Beschleunigung ermöglicht präzisere Schnitte bis 1/64 Zoll und das Holz lässt sich rasch und ohne rutschen in den Einzugswalzen positionieren. Zudem steuern sie Bewegung, Logik und Daten.
Anwendung in thermisch anspruchsvoller Umgebung
Der verwendete PC/104-Computer ADL855PC von ADL Embedded Systems basiert auf einem Intel-Pentium-Prozessor, der mit bis zu 1,8GHz getaktet wird und über 2048kByte L2-Cache hat. Als Arbeitsspeicher stehen bis zu 1 GByte DDR333-SDRAM zur Verfügung. Der Intel-855GME-Chipsatz (GMCH) unterstützt einen 400-MHz-FSB mit integriertem Extreme Graphics 2-Grafikcontroller. Dieser steuert entweder einen Monitor mit 1600×1280 Bildpunkten bei 85Hz und/oder ein 18/24/36/48-Bit-LVDS-LCD. Neben ACPI/APM-Power-Management-Funktionen, PCI-2.2-Bus und EIDE-Controller ist der Single-Board-Computer mit vier USB-2.0- und zwei RS232-COM-Ports, einem 10/100/1000-MBit/s-Ethernet-Anschluss, AC97-Sound, Schnittstellen für Drucker, PS/2 Tastatur und Maus bestückt. Der SBC wird mit 5V versorgt und arbeitet im Temperaturbereich von -20 bis +75°C. Optional ist auch eine Version für den erweiterten Temperaturbereich von -40°C bis +85°C erhältlich. „ADL Embedded Solutions liefert ein breites Spektrum an Embedded-Produkten und Dienstleistungen, die von Standard- und modifizierten SBCs bis zu schlüsselfertigen Hochleistungssystemen für raue Umgebungen reichen“, sagt Martin Kristof, Geschäftsführer der ADL Embedded Solutions GmbH. „Durch unser langjähriges Know-how in der Entwicklung und Fertigung von Embedded-Systemen können wir unsere Kunden bei ihren Projekten kompetent beraten. Wir stimmen die Anforderungen des Systems im Vorfeld ab und entwickeln dann eine genau auf die Applikation zugeschnittene Industrie-PC-Lösung mit allen gewünschten Spezifikationen.“
Support bei Migration und Anpassung
Um Produkte mit 855er Chipsatz erfolgreich einzusetzen, bietet ADL Embedded Systems auch vielfältigen Support bei der Migration. So steht das Unternehmen beispielsweise bei Baseboard-Anpassungen oder auch BIOS-Modifikation unterstützend zur Seite. OEMs, die existierende Applikationen aufrüsten wollen, stehen Services von ADL zur Verfügung. Bei Bedarf können sie die Portierung, Validierung und Migration auslagern und somit ihre Ressourcen auf ihre Kernkompetenzen fokussieren. Gleichzeitig gewinnen sie ausreichend Zeit für Neuentwicklungen. Neben den Hauptgründen wie Sicherheit, Langlebigkeit und Investitionsschutz ist zusätzlich die Vielfalt an Kühllösungen für die 855er ADL-Produkte ein wichtiger Aspekt: Das Unternehmen bietet mit seiner US-patentierten Heatpipe-Lösung eine effiziente Kühlung, die PC/104-Module flexibel und lageunabhängig betriebsbereit hält.
