FPGA Design background

FPGA

für industrielle Automatisierung und Robotik

FPGA für industrielle Automatisierung und Robotik

Unsere Entwicklungsteams nutzen FPGA in der Robotik, im Energiesektor und für die industrielle Automatisierung, um unsere Kunden dabei zu unterstützen, den wachsenden Marktanforderungen gerecht zu werden und im Wettbewerb zu bestehen.

Gemeinsam mit unseren globalen Partnern verschieben wir die Leistungsgrenzen von FPGA-Lösungen in der industriellen Automatisierung. Informieren Sie sich in unseren Fallstudien darüber, wie wir die Rechenleistung von FPGA ausschöpfen.

Unsere offiziellen Anbieter

Als autorisierter Partner genießen wir vorrangige Unterstützung und haben Zugang zu den neuesten Designs.

 

Lattice
Lattice Semiconductor
  1. FPGA der iCE40-Serie für einen kleinen Formfaktor.
  2. MachXO3 FPGA-Familie für Steuerungs- und Sicherheitsanwendungen
  3. ECP5.
Xilinx
Xilinx
  1. FPGA mit CPU: Zynq Ultrascale+, Zynq-7000 series und Versal.
  2. FPGA ohne CPU: Kintex, Spartan, Artix, XC-Serie und Virtex.
  3. Vivado Design Suit und Vitis AI.
Intel
Intel
  1. Agilex, Arria, Cyclone, Stratix und Max-Serie.
  2. IP- und Logikblöcke, Hochgeschwindigkeits-Transceiver und I/Os sowie konfigurierbarer eingebetteter SRAM.
  3. Intel Software-Tools zur Optimierung von Entwicklungszeit, -kosten und -leistung.
Microchip
Microchip
  1. FPGA: PolarFire Mid-Range, IGLOO 1/2, ProASIC 3, Fusion Mixed-Signal FPGA.
  2. SoC FPGA: PolarFire, SmartFusion 1/2 SoC FPGA.
  3. Strahlungstolerante und Antifuse-FPGA.

Unsere Tech-Map für FPGA

Spezialisierte Tools

Vitis/Vivado, Quartus Prime, Diamond, Libero, Matlab

Softwareplattformen

NVidia Jetson, Alveo, OpenVINO, TensorFlow, Keras, Caffe

Tools & Sprachen

Verilog, VHDL, System Verilog, VivadoHLS, Simulink/HDL Coder, С/C++, Python

Hardware-Design

Hochgeschwindigkeits-PCB, Leistungselektronik-PCB, DDR4, JESD204b, SDI, SI, PI, Thermomodellierung

Plattformen

Zynq/Zynq US+, Cyclone V SoC, Cyclone10, ECP5, MPF500

EtherCAT, PROFINET, EtherNet/IP, DeviceNet

Soft-CPU

Nios, Nios II, RISC-V, VexRiscv, MicroBlaze, MIPS, OpenRISC

Vernetzung

10/100/1000, 10G

Unsere Fallstudien

Entdecken Sie unsere FPGA-basierten Lösungen für industrielle Automatisierung, Energie und Robotik.

 

AC/DC-Wandler mit PFC-IP-Core

IP-Cores: ADC_RX, PI/PID-Regler, PWM, 2p2z-Kompensator, 3p3z-Kompensator, LPF, Leistungsberechnung

Wir entwickeln fortgeschrittene AC/DC-Wandler für Anwendungen der Stromversorgung. Dabei nutzen wir die Leistungsfähigkeit von FPGA, um kaskadierte, leistungsstarke und robuste Lösungen zu schaffen, die die Möglichkeiten herkömmlicher Mikrocontroller übersteigen.

Unsere Lösungen umfassen die wesentlichen Bausteine für den Betrieb von AC/DC-Wandlern, wie z. B. einen ADC-IP-Core für den Empfang von Daten aus elektrischen Stromkreisen, eine Schaltung zur präzisen Strom- und Spannungssteuerung und einen IP-Core zur Erzeugung von PWM-Signalen.

Darüber hinaus verwenden wir einen PFC-IP-Core für die Korrektur des Leistungsfaktors, um optimale Leistung und Effizienz zu gewährleisten. Durch den Einsatz von FPGA garantieren unsere AC/DC-Wandler ein hohes Maß an Präzision und Leistungen, die von herkömmlichen Lösungen nicht erreicht werden, und ermöglichen damit Unternehmen höhere Effizienz und Kosteneinsparungen.

 

 

AC/DC converters with PFC IP core

DC/DC für Solarstromanlagen

IP-Cores: ADC_RX, PI/PID-Regler, PWM, 2p2z-Kompensator, 3p3z-Kompensator, MPPT

Wir schaffen kaskadierte Lösungen mit hoher Leistung und Zuverlässigkeit, die auf die spezifischen Anforderungen von Solarstromanlagen zugeschnitten sind. Unsere FPGA-basierten Designs bieten ein hohes Maß an Präzision und Zuverlässigkeit, so dass Unternehmen eine höhere Effizienz und Kosteneinsparungen erzielen können.

Unsere Lösungen umfassen wesentliche Bausteine wie einen ADC-IP-Core für den Empfang von Daten aus elektrischen Stromkreisen, eine Schaltung zur präzisen Strom- und Spannungssteuerung und einen IP-Core zur Erzeugung von PWM-Signalen

Darüber hinaus verfolgen wir einen einzigartigen Ansatz, indem wir fortgeschrittene Regeltechniken wie 2p2z- und 3p3z-Kompensatoren als Alternative zu herkömmlichen PI/PID-Reglern integrieren, was zu verbesserter Leistung und Effizienz führt.

 
DC/DC für Solarstromanlagen

DC/AC für Anwendungen der Stromversorgung

IP-Cores: ADC_RX, PI/PID-Regler, PWM, Kerbfilter, Sin/Cos-Generator, Stromberechnung, GPIO

Wir entwerfen für unsere Kunden Hochleistungs-FPGA-Lösungen für DC/AC-Wandler, die über die Möglichkeiten herkömmlicher Mikrocontroller und DSPs hinausgehen.

Unsere Lösungen umfassen wesentliche Bausteine wie einen ADC-IP-Core für den Empfang von Daten aus elektrischen Stromkreisen, eine Schaltung zur präzisen Strom- und Spannungssteuerung und einen IP-Core zur Erzeugung von PWM-Signalen.

Darüber hinaus integrieren wir fortgeschrittene Funktionen wie einen Sin/Cos-Generator, der das gewünschte Profil der Ausgangsspannung einstellt, und eine Vielzahl zusätzlicher IP-Cores, um Leistung und Effizienz unserer Wandler zu optimieren.

 
DC/AC für Anwendungen der Stromversorgung

PFC, vierphasiger verschachtelter Aufwärtswandler

IP-Cores: ADC_RX, PI/PID-Regler, LFD, Stromreferenzberechnung, Leistungsberechnung, PWM

Der vierphasige verschachtelte Aufwärtswandler (PFC) ist ein modernes Schaltungsdesign, das auf den traditionellen Aufwärtswandlern aufbaut. Im Gegensatz zum ursprünglichen Entwurf, der parallel arbeitet, verwendet der PFC einen verschachtelten Ansatz, bei dem die Anzahl der parallelen Aufwärtswandler von der Belastung des Stromkreises abhängt.

Dieses innovative Design behebt das Problem der Überlast, mit dem herkömmliche Aufwärtswandler konfrontiert sind, die oft größere Geräte und einen höheren Schaltungsbetrieb erfordern, wenn die Last im Stromkreis steigt. Der PFC sorgt für eine verbesserte Leistung und Effizienz und reduziert Gerätegröße und Schaltungsbetriebslast.

Dieses innovative Schaltungsdesign ist eine effektive Lösung für Unternehmen, die ihre Stromversorgungssysteme verbessern und ihre Wettbewerbsfähigkeit steigern wollen.

 

 

PFC, four-phase interleaved boost converter

Dreiphasiger aktiver Leistungsfilter (APF) mit Steuerschaltung zur Erkennung der ersten Harmonischen (FHD)

IP-Cores: PI/PID-Regler, Detektor der ersten Harmonischen, ADC_RX, PWM

Der dreiphasige aktive Leistungsfilter (APF) ist ein fortgeschrittener Filter zur Kompensation höherer Oberschwingungen in elektrischen Systemen.

Dieser Kompensator verwendet drei Detektoren für die erste Harmonische (FHD), um die Kompensationsströme (Ic) zu berechnen. Bei der Kompensation wird die erste Oberschwingungs-Komponente (IH1) vom Laststrom (IL) abgezogen, um ein sauberes und stabiles Ausgangssignal zu erzielen.

Das Kompensationsreferenzsignal (ICr) dient als Referenz für den Ausgangsstromregler, der die Transistoren des Wechselrichters in Verbindung mit Pulsweitenmodulation (PWM) steuert.

Diese innovative Technologie ist eine effektive Lösung für Unternehmen, die die Qualität ihrer Stromversorgungssysteme verbessern und die negativen Auswirkungen harmonischer Verzerrungen, wie z. B. verringerte Effizienz, erhöhten Geräteverschleiß und Probleme mit der Versorgungsqualität, beseitigen wollen.

 

 

Three-phase active power filter (APF) with first harmonic detectors (FHD) control circuit

PQ-Algorithmus für aktive Leistungsfilter (APF)

IP-Cores: Clark, Park, Hochpassfilter, inverse Park, inverse Clark, ADC_RX

Der PQ-Algorithmus basiert auf einer Reihe von Momentanleistungen, die aus Spannungs- und Stromwellenformen ohne Einschränkungen hinsichtlich ihrer Form oder Amplitude berechnet werden können. Dies macht ihn zu einer vielseitigen Lösung für Unternehmen, die die Leistung und Effizienz ihrer Stromsysteme verbessern wollen. Er kann auf Dreiphasensysteme angewendet werden, unabhängig davon, ob sie einen Nullleiter haben oder nicht.

Darüber hinaus ist der PQ-Algorithmus nicht nur unter stationären Bedingungen, sondern auch in transienten Zuständen wirksam, so dass er sich für eine Vielzahl von Anwendungen der Stromversorgung eignet. Dieser Algorithmus kann mit digitalen Controllern wie FPGA und DSP implementiert werden, was eine leistungsstarke und effiziente Steuerung von Stromversorgungssystemen ermöglicht.

 

 

PQ algorithm for active power filter (APF)

Motorsteuerung für BLDC/PMSM/ACIM (sensorgesteuert)

IP-Cores: PID, ADC_RX, Encoder, SVPWM, PWM, Clark, Park, Hochpassfilter, inverse Park, inverse Clark

Wir haben eine sensorgesteuerte Motorsteuerung für bürstenlose Gleichstrom- (BLDC), Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSM) und Wechselstrom-Induktionsmotoren (ACIM) zur Echtzeitüberwachung der Motorposition und -geschwindigkeit entwickelt, die ein hohes Maß an Kontrolle und Genauigkeit durch Sensoren bietet. Dies ermöglicht eine verbesserte Produktqualität, eine höhere Produktivität und reduzierte Ausfallzeiten in den Fertigungsprozessen.

Sensorgesteuerte Motorsteuerungen bieten größere Flexibilität und Skalierbarkeit, so dass sich Unternehmen an veränderte Anforderungen anpassen, neue Technologien einführen und die Produktqualität verbessern können. Solche Systeme können mit SPS und FPGA integriert werden, was effizientere und kostengünstigere Steuerungslösungen ermöglicht.

 

 

Motor control for BLDC/PMSM/ACIM (sensored)

Motorsteuerung für BLDC/PMSM/ACIM (sensorlos)

IP-Cores: PID, ADC_RX, SVPWM, PWM, Clark, Park, Hochpassfilter, Park invers, Clark invers

Die sensorlose Steuerung von bürstenlosen Gleichstrommotoren (BLDC), Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSM) und Wechselstrom-Induktionsmotoren (ACIM) kann Unternehmen erhebliche Kosteneinsparungen ermöglichen, da keine physischen Sensoren mehr benötigt werden. Diese Technologie nutzt fortgeschrittene Algorithmen, um die Position und Geschwindigkeit des Motors auf der Grundlage seiner elektrischen Signale zu ermitteln.

Dies kann die Leistung und Effizienz von Anwendungen wie Elektrofahrzeugen, Drohnen und Industrieautomation verbessern. Die sensorlose Steuerung kann in ein breites Spektrum von Anwendungen integriert und leicht an sich ändernde Anforderungen angepasst werden.

 
Motorsteuerung für BLDC/PMSM/ACIM (sensorlos)

Motorsteuerung für BLDC/PMSM/ACIM (sensorgesteuert), TLI (dreistufiger Wechselrichter)

IP-Cores: PID, ADC_RX, Encoder, SVPWM, PWM, Clark, Park, Hochpassfilter, inverse Park, inverse Clark

Sensorgesteuerte Motorsteuerungen für bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC), Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSM) und Wechselstrom-Induktionsmotoren (ACIM) ermöglichen die Überwachung der Motorposition und -geschwindigkeit in Echtzeit und bieten ein hohes Maß an Kontrolle für Robotik, Automatisierung und Transport.

Solche Systeme ermöglichen eine leistungsstarke und hochpräzise Bewegungssteuerung. Durch die Integration von dreistufigen Wechselrichtern (TLI) in das Steuerungssystem können Unternehmen einen hohen Wirkungsgrad bei der Energieumwandlung erzielen, was die Energiekosten senkt und die Gesamteffizienz des Steuerungssystems erhöht.

Die sensorische Motorsteuerung mit einem TLI kann auch die Leistungsdichte des Motors erhöhen, was kompaktere Konstruktionen ermöglicht.

 

 

Motor control for BLDC/PMSM/ACIM (sensored), TLI (three-level inverter)

FPGA-basierter Servoantrieb für industrielle Anwendungen

IP-Cores: PID, ADC_RX, Encoder, SVPWM, PWM, Clark, Park, Hochpassfilter, inverse Park, inverse Clark

Wir entwickeln Servoantriebe auf FPGA-Basis, um die Art und Weise zu verändern, wie Unternehmen die Bewegungssteuerung angehen. FPGA sind hochgradig anpassbare integrierte Schaltungen, die programmiert werden können, um digitale Signalverarbeitung, Steuerlogik, Datenspeicherung und andere Funktionen auszuführen.

FPGA in Servoantrieben ermöglichen die Implementierung fortgeschrittener Steuerungsalgorithmen für eine verbesserte Präzision und Stabilität in Systemen der Bewegungssteuerung, was zu einer höheren Effizienz führt. Außerdem können FPGA in Servoantrieben eine Hochgeschwindigkeits-Datenerfassung und -verarbeitung durchführen, die für eine Echtzeitsteuerung verwendet werden kann, was zu schnelleren Produktionszyklen und einem höheren Durchsatz führt.

FPGA-basierte Servoantriebe sind außerdem flexibler, skalierbar und programmierbar, wodurch sie sich für verschiedene Industrie- und Robotikanwendungen eignen und zukünftige Upgrades und Anpassungen ermöglichen.

 

 

FPGA-based servo drive for industrial applications

Observer der gegenelektromotorischen Kraft (BEMF) für Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSM)

IP-Cores: PI/PID, Park invers, Clark invers, Sin/Cos

Ein BEMF-Beobachter ist ein sensorloser Steueralgorithmus, der die Rotorposition des PMSM schätzt, wodurch physische Sensoren überflüssig werden. Der BEMF-Observer für PMSM auf FPGA-Technologie kann in der Robotik, Automatisierung und im Transportwesen eingesetzt werden. 

Durch die Implementierung dieses Algorithmus auf einem FPGA können Unternehmen eine Echtzeitsteuerung und eine leistungsstarke Bewegungssteuerung erreichen. Er trägt zur Senkung der Energiekosten bei, da FPGA-basierte BEMF-Observer die Effizienz der Energieumwandlung verbessern können.

Darüber hinaus ermöglicht die Flexibilität und Skalierbarkeit der FPGA-Technologie einfache Updates und Upgrades, was sie langfristig zu einer kostengünstigen Lösung macht.

 

 

Back-electromotive force (BEMF) observer

Steuerung für Tintenstrahldrucker

IP-Cores: sensorgesteuerte FOC-BLDC, Steuerung für Tintenstrahldrucker, PCIe

Single-Pass-Tintenstrahldrucker erfordern eine spezielle Logik, um Bilder präzise auf Papier zu bringen. Um dies zu erreichen, hat unser Entwicklungsteam separate IP-Cores zur Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit des Papiers und der Übertragung von RAW-Bildern aus dem Speicher verwendet.

Die Druckersteuerung nutzt die Geschwindigkeitseinstellung, die von einem IP-Core bereitgestellt wird und für die Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit des Papiers zuständig ist. Diese Trennung der Funktionen ermöglicht einfache Updates und Upgrades des Systems.

Darüber hinaus bieten Single-Pass-Tintenstrahldrucker mit spezieller Logik und IP-Cores eine leistungsstarke und kostengünstige Lösung für die Druckindustrie.

 

 

Inkjet printer controller

IP-Core-Schnittstelle für Multi-Encoder-Master

IP-Cores: EnDat 3, HIPERFACE DSL, SCS-Open-Link

Wir haben einen IP-Core für die Schnittstelle eines Multiprotokoll-Positionsgebers entwickelt, um die Integration volldigitaler Geber-Schnittstellen wie EnDat 3, Single Cable Solution (SCS) Open Link und HIPERFACE DSL in Industriesysteme zu vereinfachen. Dieser IP-Core ist Teil eines Black Channels, bedarf also keiner sicherheitstechnischen Betrachtung, was die Systemintegration erheblich vereinfacht.   

Der IP-Core umfasst die Schnittstellen Safe-1 und Safe-2, um den Sicherheitsteil des Motorfeedbacksystems anzuschließen.

Die Safe-1-Schnittstelle wird zum Konfigurieren und Lesen einer primären sicherheitsrelevanten Position verwendet und ist als Array von 128 8-Bit-Registern für den Lese- und Schreibzugriff mit Memory-Mapping strukturiert.

Die Safe-2-Schnittstelle dient zum Lesen einer sekundären sicherheitsrelevanten Position und ist als Array von 64 8-Bit-Registern für memory-mapped Nur-Lese-Zugriff strukturiert.

 

 

Multi-encoder master IP core interface

6-Achsen-Robotersteuerung

IP-Cores: PCIe, 6 Servoantriebe

Die Integration von IP-Cores für Servoantriebe auf einem FPGA ist eine der leistungsfähigsten Robotiklösungen, um eine optimale Leistung zu erzielen. Wir haben diese Technologie genutzt, um bis zu 6 IP-Cores für Servoantriebe pro FPGA zu integrieren, was eine hohe Präzision und Kontrolle ermöglicht.    

Mit neuen KI-gestützten Hardware-Plattformen wie Nvidia Jetson Orin und NVIDIA Jetson Xavier können wir dynamische und räumliche Orientierungsprobleme für 6-Achsen-Roboter intelligent lösen. Diese Plattformen werden eingesetzt, um Hardware-Lösungen für die Robotik auf einem neuen Niveau zu schaffen. 

Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie Sie Ihre Robotiklösungen weiterentwickeln können, setzen Sie sich bitte mit uns in Verbindung. Wir helfen Ihnen gerne weiter.

 
6-axis robot controller

EtherCAT-Slave

IP-Cores: RGMII-Controller, Loopback-Funktionen, asynchrones FIFO, AXIS-Switch, EtherCAT FMMU, SM, DPRAM, Zeitmodul, Speicher-Controller

EtherCAT ist ein Ethernet-basiertes Feldbussystem für die industrielle Automatisierung. Es gewährleistet eine schnelle und präzise Kommunikation zwischen Geräten.

Durch die Integration eines EtherCAT-Slave auf einem FPGA können Unternehmen Echtzeitkommunikation, leistungsstarke Bewegungssteuerungen und effiziente Datenverarbeitung realisieren.

Unsere Ingenieure können diese Lösung mit anderen Systemen, wie z. B. SPS und HMI, integrieren, wodurch die Systemkosten gesenkt und die Effizienz des Gesamtsystems erhöht werden.

 

 

EtherCAT slave

Entwurf eines 3D-Lidars

IP-Cores: Registerdatei, AXI DMA, CPACK, RX JESD TPL, RX JESD LINK, JESD PHY, SYNC, TIA-Kanalsequenzer, PWM, Motorsteuerung, Lasertreiber-IP, Speicherverbindung, PCIe

High-Level-Spezifikation

  • horizontale Auflösung von 16 Pixeln
  • Abtastrate bis zu 1 GSPS auf 4 separaten Kanälen
  • geprüftes Design entspricht Lasersicherheit Klasse I
  • standardisierter FMC-Steckverbinder zum Anschluss an das FPGA-Board Ihrer Wahl
  • Out-of-Box-Demo für die Messung der Zielentfernung
  • vollständiges Open-Source-Softwareframework
  • lizenzierbares JESD204B-Schnittstellen-Framework für deterministische Datenübertragung an Host-Wrapper für Matlab, Python-LiDAR-spezifische API für Systemsteuerung und Datenerfassung

Die Entwicklungsumgebung der Plattform unterstützt branchenübliche Linux Industrial I/O (IIO)-Anwendungen, MATLAB, Simulink, benutzerdefinierte C/C+-, Python- und C#-Anwendungen, HDL-Referenzdesigns und -Treiber, die eine Zero-Day-Entwicklung ermöglichen.

 

 

3D lidar
DAQ and Laser Board
DAQ Board

DAQ-Board

Board für Hochgeschwindigkeits-Datenerfassung mit Vierkanal-ADC AD9094 und Taktsteuerung für das gesamte System. Über eine FMC-konforme Steckerschnittstelle kann das Board mit dem vom Benutzer bevorzugten FPGA-Entwicklungsboard verbunden werden. Die Laserplatine und die AFE-Platine können direkt angeschlossen werden.

Laser-Board

Das Laser-Board wird mit dem AFE-Board zur mechanischen Montage auf einem optionalen Stativständer verbunden. Anschließend wird es über das mitgelieferte Kabel elektrisch mit dem DAQ-Board verbunden. Es enthält 4 einzelne Laser mit einem entsprechenden Präzisionstreiber und Leistungskomponenten für das genaue Abfeuern der Laser. Um das Sichtfeld des Lasers zu verändern, sind kundenspezifische Fast-Axis-Kollimatoroptiken von spezialisierten Optiklieferanten erhältlich.

AFE-Board

Das AFE-Board enthält eine 16-Kanal-APD des ersten Sensors und 4 Vier-Kanal-TIA ADI LTC6561 mit den erforderlichen Leistungs- und Zeitsignalketten. Kundenspezifische Optiken können mit Hilfe von Industriestandard-Montageadaptern je nach Anwendungsfall auf der Platine angebracht werden.

Die Fähigkeiten zur Echtzeitverarbeitung der FPGA ermöglichen eine schnelle und genaue Erfassung von 3D-Daten und bieten ein hohes Maß an Präzision bei der Navigation und Objekterkennung. Dies kann Sicherheit, Effizienz und Produktivität in verschiedenen Anwendungen verbessern. 

Die Integration von 3D-Lidar in FPGA-Technologie ermöglicht es Unternehmen auch, Größe, Kosten und Stromverbrauch ihrer Systeme zu reduzieren.

 

AFE board

Entwurf eines automatischen Transferschalters (ATS)

IP-Cores: RMS, SAG, SWELL, Leistungsfaktor, Scheinleistung, Blindleistung, Wirkleistung, Perioden- und Phasenwinkeldetektor, Timer, Vorhersagesteuerung, FFT, Filter, Interrupt-Controller, Speichercontroller, ADC_RX, Logik-ATS, ZCR-Detektor

Ein automatischer Transferschalter (ATS) dient zum Wechsel auf einen alternativen Stromversorgungspfad, um den unterbrechungsfreien Betrieb von Netzeinrichtungen zu gewährleisten. ATS-Lösungen können mit Mikrocontrollern oder DSP implementiert werden, aber eine FPGA-basierte Implementierung bietet mehr Flexibilität und Zuverlässigkeit.

Unter Verwendung der FPGA-Technologie haben unsere Ingenieure Soft-CPU RISC-V integriert und die Leistung des gesamten Systems verbessert. Dieser Ansatz hat nicht nur die Zuverlässigkeit des ATS gesteigert, sondern ermöglicht auch einfache Updates und Upgrades des Systems.

Insgesamt bieten FPGA-basierte automatische Transferschalter eine leistungsstarke, zuverlässige und flexible Lösung für Unternehmen, die den unterbrechungsfreien Betrieb ihrer Netzwerkausrüstung sicherstellen wollen.

 

 

Design of automatic transfer switch (ATS)

Analysator für dreiphasige elektrische Netzwerke

IP-Cores: RMS, SAG, SWELL, Leistungsfaktor, Scheinleistung, Blindleistung, Wirkleistung, Perioden- und Phasenwinkeldetektor, FFT, Filter, Interrupt-Controller, Speichercontroller, ADC_RX, ZCR-Detektor, Registerdatei

Wir haben FPGA verwendet, um eine fortgeschrittene Lösung für die Analyse der Netzqualität zu entwickeln. Dieser neue dreiphasige Netzanalysator kann auf verschiedenen Hardware-Plattformen implementiert werden.

Die FPGA-Technologie macht es möglich, Daten zu Strömen, Spannungen, Frequenzen, parasitären Oberschwingungen usw.  in einer neuen Qualität bereitzustellen.

 

 

Three-phase electrical network analyser

Messung des Massendurchflusses

IP-Cores: ADC_RX, Tiefpassfilter, Fourier-Analyse, Registerdatei, PID/PI-Controller, Sinuswellensynthese, SUM, Nulldurchgangserkennung (ZCR), Antriebssynthesesteuerung, DAC_TX, Speichercontroller, Berechnung der Sinuswellen-Syntheseparameter, Berechnung der Gleichgewichtsbedingungen

Die Coriolis-Massendurchflussmessung ist die genaueste und zuverlässigste Methode zur direkten Messung des Massendurchflusses. Diese Technologie nutzt den Coriolis-Effekt, bei dem die Schwingung eines vibrierenden Rohrs durch die hindurchströmende Flüssigkeit verzerrt wird, um den Massendurchfluss von Flüssigkeiten zu messen.

Der entworfene Durchflussmesser ist äußerst vielseitig und kann unter schwierigen Prozessbedingungen, einschließlich Zweiphasenströmung, arbeiten. Die Technologie wird erfolgreich in kommerziellen Messgeräten eingesetzt und ist in industriellen Anwendungen weit verbreitet.

 

 

Mass flow metering

HSR/PRP-Protokolle

IP-Cores: Servo-Uhren, MAX, IEEE 1588 MAC, DEMUX, Untagger, Tagger, Mux, Warteschlange, Zusammenschaltung, 3x PDelay-Antwort, Zeitstempel, Frame-Parsing, Zeitstempel-Puffer, Korrektur TX, Korrektur RX

IEC 61850-90-4 ist eine Norm für Kommunikationsnetze und -systeme in der Energieautomatisierung, die Ethernet mit den in IEC 62439-3 definierten Protokollen PRP und HSR als globalen Standard für Bussysteme und Prozessbusse in Umspannwerken nutzt.

Die PRP- und HSR-Protokolle garantieren stoßfreien kontinuierlichen Betrieb, sodass die Kommunikation im Falle eines Netzwerkausfalls nicht unterbrochen wird und es keinen Frame-Verlust gibt. Diese Funktion ermöglicht das nahtlose Verbinden und Trennen von Geräten ohne den Arbeitsablauf des Netzwerks oder andere Geräte zu unterbrechen, was für Unternehmen, die hohe Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Robustheit in ihren industriellen Automatisierungsnetzwerken benötigen, von entscheidender Bedeutung ist.

HSR/PRP protocols

IP-Core C37.94 Transceiver für Teleprotection-Anlagen

Unser Ingenieurteam hat einen C37.94-Transceiver-IP-Core für Teleprotection-Anlagen mit vollständiger Testabdeckung entwickelt. Das Design steht zum Verkauf für Unternehmen, die den Zeitaufwand für die Implementierung FPGA-basierter Projekte erheblich reduzieren möchten.

  • Fehlerinjektion für Standalone-IP-Core-Simulation
  • Vollständig kompatibel mit IEEE Std C37.94™-2017
  • Unterstützung von 1 bis 12 Zeitfenstern
  • Master- und Slave-Module verfügbar
  • Wiederherstellung der internen Taktdaten
  • Statusflags.

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C37.94 transceiver IP core for teleprotection equipment

Sicherheits-SPS

IP-Cores: Eingangstreiber, Komparatoren, Register, Ausgangsblock 

FPGA-basierte Sicherheits-SPS verarbeiten komplexe sicherheitskritische Steuerungsalgorithmen in Echtzeit und bieten einen hohen Schutz für Personal und Ausrüstung. Dies kann die Sicherheit, Effizienz und Produktivität in verschiedenen Anwendungen verbessern.

Die Integration von Sicherheits-SPS in FPGA-Technologie kann Unternehmen dabei unterstützen, die neuesten Sicherheitsstandards und Compliance-Anforderungen zu erfüllen. Sie ermöglicht auch die Integration mehrerer Sicherheitsfunktionen auf einer einzigen Plattform.

Safety PLC
Roman Shulenkov, Head of Industrial Automation & Robotics

“FPGA bieten die nötige Vielseitigkeit und Flexibilität, um die sich ständig weiterentwickelnden Anforderungen der industriellen Automatisierung, Robotik und Energie zu erfüllen. Die Programmierbarkeit von FPGA ermöglicht es, hocheffiziente und zuverlässige Echtzeitsysteme zu entwickeln, die sich an wechselnde Anforderungen anpassen und die Grenzen der Leistungsfähigkeit erweitern können. Dies macht FPGAs zu einem leistungsstarken Werkzeug, um auch die anspruchsvollsten Herausforderungen in diesen Branchen anzugehen.”

— Roman Shulenkov, Leiter Industrielle Automatisierung & Robotik

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HÄUFIG GESTELLTE FRAGEN

Welche Vorteile bietet der Einsatz von FPGA in der industriellen Automatisierung?

 

  • Hohe Leistung und Echtzeitverarbeitung
  • Flexibilität und Rekonfigurierbarkeit
  • Energieeffizienz
  • Verbesserte Zuverlässigkeit und Robustheit
  • Verkürzte Markteinführungszeit für neue Produkte
  • Kosteneinsparungen gegenüber kundenspezifischen ASIC
  • Unterstützung mehrerer Standards
  • Industrielle Netzwerke (EtherCAT, PROFINET IRT)
  • Unterstützung von Absolutwert- und Inkrementalgebern (BISS, SSI, EnDat)
 

 

Wie verbessern FPGA die Leistung von Robotersystemen?

 

  • Echtzeitverarbeitung
  • Parallele Verarbeitung von mehreren Aufgaben
  • Kommunikation mit geringer Latenz
  • Höhere Präzision und Kontrolle
  • Verbesserte Signalverarbeitung
  • Erhöhte Systemeffizienz und reduzierter Stromverbrauch
  • Ein FPGA für 6, 10 oder mehr Achsen
  • Industrielle Netzwerke (EtherCAT, PROFINET IRT)
  • Unterstützung von Absolutwert- und Inkrementalgebern (BISS, SSI, EnDat)
 

 

Welche Vorteile bietet der Einsatz von FPGA in Bewegungssteuerungen für die industrielle Automatisierung?

 

  • Echtzeitsteuerung und kurze Reaktionszeiten
  • Höhere Präzision und Kontrolle
  • Hochgeschwindigkeits-Signalverarbeitung
  • Anpassbare und flexible Hardware
  • Reduzierte Systemlatenz und Jitter
  • Kosteneinsparungen gegenüber kundenspezifischen ASIC
  • Ein FPGA für 6, 10 oder mehr Achsen.
  • Industrielle Netzwerke (EtherCAT, PROFINET IRT, etc.)
  • Unterstützung von Absolutwert- und Inkrementalgebern (BISS, SSI, EnDat)
 

Welche Vorteile bietet der Einsatz von FPGA in industriellen Netzwerk- und Kommunikationssystemen?

 

  • Schnelle Datenverarbeitung und Kommunikation mit geringer Latenzzeit
  • Flexibles und rekonfigurierbares Hardware-Design
  • Unterstützung für mehrere Protokolle und Standards
  • Verbesserte Sicherheit und Datenverschlüsselung
  • Reduzierter Stromverbrauch und höhere Zuverlässigkeit
  • Kosteneinsparungen gegenüber kundenspezifischen ASIC