Realisierung einer Automatisierungsplattform mittels NIOS II Softcore Prozessor auf einem FPGA

Abstract:
Zur Automatisierung fertigungstechnischer Anlagen wird die Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) eingesetzt, die seit mehreren Jahren zunehmend auch als Automatisierungssystem (AS) in der Prozessleittechnik ihren Einsatz findet. Da die Zykluszeit einer SPS im Bereich einiger Mikrosekunden liegt, gelangt die SPS zur Automatisierung schneller Prozesse sehr rasch an ihre funktionellen Grenzen. Dies fällt insbesondere bezüglich ihrer Reaktionszeit zur Verarbeitung erforderlicher Prozesswerte auf. Schnelle Prozesse erfordern den Einsatz zusätzlicher, meist teurer Spezialbaugruppen oder der Anwender nutzt die „Intelligenz“ moderner Feldgeräte. Das Problem der begrenzten Reaktionszeit einer SPS ist begründet in ihrer typischen Zykluszeit. Diese Zykluszeit setzt sich aus dem Einlesen aller Eingänge, dem Erzeugen eines Abbildes der Zustände aller Eingänge, dem Abarbeiten des seriellen Programms und Verarbeitung der Eingangszustände sowie dem Erzeugen des Abbildes der Ausgänge und dem Ausgeben aller Ausgänge an die Peripherie zusammen. Dieses Problem der Zykluszeit kann mit den heutigen Mitteln der Halbleiter-Bauelemente-Entwicklung beseitigt werden.