Neue Produkte vom 09/12/2011

Phytec

Individuelle HMIs aus Standardkomponenten

HMI-Konzept (Bild: Phytec)

Der clevere Weg zum individuellen Standard-HMI-Panel ermöglicht die Skalierbarkeit der Rechenleistung innerhalb von Geräteserien unabhängig von der Controllerarchitektur und Verfügbarkeit.Die meisten Mensch-Maschine-Interfaces (HMI) haben einen sehr ähnlichen Aufbau: Ein Display, Touch und/oder Tasten, Ethernet und vielleicht noch ein paar mehr Schnittstellen wie z.B. USB oder CAN. Das alles versehen mit passender Rechenleistung und einem Gehäuse – und fertig ist ein HMI. Die Herausforderung besteht darin, die kleinen Unterschiede, die ein individuelles HMI ausmachen, mit geringen Entwicklungskosten in die Serie für ein preisoptimiertes Produkt einzubringen.

Im Allgemeinen werden geringe Serienkosten durch ein optimiertes Layout und eine intelligente Konstruktion des Gesamtgerätes erreicht. Ein modular aufgebautes „Super-HMI“, bei dem dann kundenspezifisch nur einzelne Elemente bestückt werden, wäre zu teuer und könnte nicht platzoptimiert gestaltet werden. Ein individuelles Layout der Basisplatine ist also ein wichtiger Baustein zum Erfolg. Wird dieses Layout für jedes HMI aber als neues Projekt angegangen, werden die Entwicklungskosten entsprechend hoch sein.

Phytec bietet dafür eine Lösung an. Ein „Standard“-Pflichtenheft umschreibt auf einfache Weise das kundenspezifisch gestaltbare HMI-Konzept. Die für die einzelnen Optionen des Pflichtenheftes fertigen Schaltungslösungen sind in der Praxis erprobt. Lösungen für mögliche Komplikationen beim Kombinieren der unterschiedlichen Optionen wurden bereits vorausgedacht. Das Netzteil wird passend für die bereits im Voraus bekannte Leistungsaufnahme wiederum aus einem Set von möglichen Standards ausgewählt. Die Displayinterfaces sind abgestimmt auf eine Reihe vorgegebener Displays unterschiedlicher Größe. Auf Wunsch können die Frontplatten, die Schutzklasse IP65 erfüllen. Das Gehäusekonzept – sofern ein Umgehäuse mitgeliefert werden soll – ist ähnlich modular aufgebaut.

Die passende Rechenleistung wird durch den Einsatz der skalierbaren Module der phyCARD-Serie bereitgestellt. Das Ziel der dieser Produktfamilie ist die Hardware-Kompatibilität der Module sogar über Architekturen hinweg. Die verfügbare Rechenleistung liegt zwischen der phyCARD-S mit einem ARM9, der phyCARD-M mit einem ARM11, der phyCARD-L mit einem Cortex A8 und zur SPS/IPC/Drives, erstmalig präsentiert, die phyCARD-XL mit dem Cortex A9-OMAP44xx. Der OMAP44xx als Hochleistungsprozessor zeichnet eine so große Rechenleistung bei niedrigem Stromverbrauch aus und übertrifft damit x86 basierte Steuerungen.

Die Kompatibilität über die Controllerarchitekturen hinweg wird erreicht, indem ausschließlich etablierte Standard-Schnittstellen verwendet werden, die zwischen 80 bis 90 Prozent der Controller abdecken. Dazu gehören Schnittstellen wie LCD, I2C, SPI, Ethernet 10/100 Mbit/s, AC97, UART, USB, SDIO/MMC, GPIO, JTAG. Als Erweiterungen stehen Standard-PEB-Module für CAN, Ethernet-Schnittstelle, und GPIO, sowie einer Reihe von vorgefertigten Add-on-Displaylösungen, zur Verfügung. Spezielle oder exklusive Schnittstellen wurden mit Absicht nicht zugelassen. Das erhöht die Verwendung neuer bzw. weiterer Controller nach einer Abkündigung. Auf Basis dieser Gedanken ist der X-Arc-Bus entstanden. Der X-Arc-Bus beschreibt die feste Belegung der Schnittstelle (100-Pin-Stecker). Gerade das ist ein markanter Unterschied zu bisher auf dem Markt etablierten Standards, die aber in Wirklichkeit nicht 100-prozentig kompatibel sind. Die Kompatibilität und Austauschbarkeit stellt ein großes Plus in Sachen Zukunftssicherheit bei Industrieanwendungen dar.

Während des Produktzyklus kann es Anforderungen an ein Feature geben, das eine Skalierung des Controllers in Bezug auf die Rechenleistung erfordert. Mit dem Austausch durch eine höhere Leistungsklasse innerhalb derselben Produktfamilie wird eine Lösung mit geringerem Aufwand möglich. Die Vorteile zusammengefasst: Flexibilität in der Controllerwahl und Skalierbarkeit Ihrer Anwendungen, Langzeitverfügbarkeit, Flexibilität in Preis und Leistung sowie Skalierbarkeit innerhalb von Geräteserien.