Entwicklung einer Elektronik zur aktiven Verteilung eines Echtzeit-Bussystems mit Energie- und Datenübertragung

Abstract

Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Entwicklung einer EtherCAT-Slave-Controller Platine, die die aktive Energie- und Datenübertragung zwischen einer Robotersteuerung und einem Arbeitstisch, der sogenannten Variable Working Station (VWS), ermöglicht. Der Tisch besitzt ein Lochrasterschienensystem, auf dem Teilnehmer in Aluminiumrahmen positioniert werden können. Ziel ist die Integration der restlichen sieben von acht Schienenelementen und eine effiziente Kommunikation zwischen der Robotersteuerung und den Teilnehmern. Die entwickelte Platine basiert auf dem EtherCAT-P-Standard, der Energie und Daten über ein Kabel überträgt. Sie dient als zentrale Verteilerplatine für das EchtzeitBussystem der VWS. Die Platine bietet zwei galvanisch getrennte Spannungsebenen (US und UP) zur Sicherstellung der Übertragungsqualität und unterstützt 24 V sowie 48 V Spannungslevel. Ein integrierter Sanftanlauf schützt vor Überlastungen, indem er den Einschaltstrom der angeschlossenen Teilnehmer kontrolliert und begrenzt. Die Platine kann kaskadiert werden, um zusätzliche Anschlüsse bereitzustellen. Neben dem Entwicklungsprozess beschreibt die Arbeit den Inbetriebnahmeprozess, bei dem unter anderem die Kommunikation, die Schaltfähigkeit, der Wirkungsgrad und die thermische Erwärmung evaluiert werden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Platine die Anforderungen erfüllt und Potenzial für die Optimierung der VWS mittels künstlicher Intelligenz schafft.