Lieferanten: Programmierbare Automatisierungssteuerungen

United Electronic Industries (UEI)

Eingebettete Steuerungen, Avionik-Tests, HIL-Simulation und Datenerfassungssysteme für UAV/UAS-Anwendungen

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Programmierbare Automatisierungssteuerungen

Summer James

Aktualisiert:

Programmierbare Automatisierungssteuerungen in unbemannten Systemen verbinden industrielle Steuerungsfunktionen mit eingebetteten Computersystemen, um die Missionslogik, Autonomie und Subsystemkoordination zu verwalten. Durch die Anbindung an Navigationssensoren, Antriebssysteme, Kommunikationsbusse und Nutzlastmodule bilden sie die zentrale Automatisierungsebene für UAVs, UGVs, USVs und UUVs. Aufgrund ihrer robusten Bauweise, ihrer deterministischen Leistung und ihrer Unterstützung für erweiterbare E/A sind sie herkömmlichen SPSen vorzuziehen, wenn fortschrittliche Kommunikation, Echtzeitsteuerung und Integration mit moderner Autonomie erforderlich sind.

Programmierbares Automatisierungssystem von United Electronic Industries

UEINet PAC Cube mit Linux-Betriebssystem von United Electronic Industries

PACs hosten Missionssoftware, führen deterministische Regelkreise aus und ermöglichen eine strukturierte Kommunikation innerhalb der gesamten Fahrzeugarchitektur. Verarbeitungsressourcen wie CPUs, GPUs und FPGAs unterstützen die Sensorfusion, Signalverarbeitung und Algorithmusausführung, während RTOS-Umgebungen eine zuverlässige Aktuatorsteuerung und Navigationsaktualisierungen gewährleisten. Die Unterstützung von CAN-Bus, MIL-STD-1553, Ethernet-Schnittstellen und anderen Kommunikationsstandards ermöglicht die Integration sowohl mit älteren als auch mit Subsystemen der nächsten Generation. Integrierte Watchdog-Timer, Cybersicherheitsmodule und Verschlüsselungsmodule erhöhen die Zuverlässigkeit und Missionssicherheit zusätzlich.

Arten von programmierbaren Automatisierungssteuerungen

Programmierbare Automatisierungssteuerungen für unbemannte Systeme unterscheiden sich hinsichtlich Größe, Verarbeitungsleistung und Anwendungsschwerpunkt. Kompakte modulare Einheiten ermöglichen eine flexible Integration in kleine unbemannte Plattformen, während leistungsstarke PACs rechenintensive Funktionen wie Echtzeit-Datenverarbeitung und Nutzlastmanagement unterstützen. Robuste Gehäuse und Wärmemanagementsysteme ermöglichen den Betrieb in Umgebungen mit extremen Temperaturen, Stößen und Vibrationen, wie sie in der Luft- und Raumfahrt, der Schifffahrt und im Kampfeinsatz typisch sind.

Erweiterbare PACs verfügen über digitale E/A, analoge E/A, digitale E/A, Sensorschnittstellen, Aktuator-Schnittstellenmodule und Kommunikationsbusse für kundenspezifische Systemkonfigurationen. Zusätzliche Module wie Speichermodule, Speichermoduloptionen, Stromversorgungsmodule und Diagnosemodulelemente bieten Skalierbarkeit für Missionsprofile, die zusätzliche Datenspeicherung, redundante Stromversorgung oder Systemzustandsüberwachung erfordern.

Anwendungen in Luft-, Boden-, Oberflächen- und Unterwasserplattformen

Unbemannte Flugsysteme verwenden PACs zur Verbesserung der Flugsteuerung, zur Koordination der Nutzlast und zum Kommunikationsmanagement innerhalb der Steuerungssystemarchitekturen von Drohnen. UGVs sind auf PACs für die Mobilitätssteuerung, Sensorverarbeitung und sichere Befehlsschnittstellen angewiesen. In maritimen Umgebungen integrieren Marineautomatisierungssysteme PACs für die Antriebsüberwachung, Missionssteuerung und Nutzlastbereitstellung. Autonome Unterwasserplattformen profitieren von energiesparenden Echtzeitbetriebssystemen und zuverlässigen analogen und digitalen E/A-Schnittstellen für die Verbindung mit Navigations-, Kommunikations- und Sensormodulen.

PACs unterstützen auch die Bodeninfrastruktur für unbemannte Systeme. Prüfstände, Simulationsumgebungen und Trainingssysteme enthalten häufig industrielle Automatisierungssteuerungen oder programmierbare Steuerungssysteme, um Missionsprofile zu replizieren und die Leistung von Subsystemen zu validieren.

Vergleich mit SPSen und eingebetteten Steuerungen

Während speicherprogrammierbare Steuerungen in industriellen Umgebungen nach wie vor weit verbreitet sind, verfügen PACs über einen fortschrittlicheren eingebetteten Software-Stack, erweiterte Kommunikationsoptionen und eine höhere Verarbeitungsleistung. SPS und programmierbare Logiksteuerungen sind für feste Automatisierungsaufgaben optimiert, während PACs Autonomie auf Missionsebene und die Integration mehrerer Sensoren unterstützen. PACs bieten außerdem eine stärkere Integration mit RTOS und FPGA-Beschleunigung für zeitkritische Anwendungen.

Im Vergleich zu universellen eingebetteten Steuerungen bieten PACs eine höhere Zuverlässigkeit, Umweltbeständigkeit und größere Modularität. Ihr verbessertes Sicherheitsrelaismodul und ihre Sicherheitsrelaismodule unterstützen Sicherheitsarchitekturen auf Systemebene, die in Verteidigungs- und missionskritischen Umgebungen erforderlich sind.

Relevante Normen und Umweltanforderungen

PACs, die für den Einsatz in Verteidigungs- und unbemannten Systemen entwickelt wurden, entsprechen häufig militärischen Umwelt- und Kommunikationsnormen. MIL-STD-1553 definiert ein deterministisches Kommunikationsprotokoll für die Interoperabilität zwischen Avionik- und Missionssystemen. Weitere verteidigungsrelevante Anforderungen umfassen Wärmemanagement, robuste Gehäuseleistung und EMV-Konformität, um die Zuverlässigkeit von PACs unter schwierigen oder rauen Bedingungen sicherzustellen.

Beschaffungsaspekte für Systemintegratoren

Käufer, die PACs für unbemannte Systeme evaluieren, bewerten in der Regel die Verarbeitungsleistung, die Skalierbarkeit der E/A, die Unterstützung von Kommunikationsbussen, die Umweltbeständigkeit und die Cybersicherheitsfunktionen. Die Ausfallsicherheit des Netzteils, die Konstruktion des Kühlsystems und die Echtzeitleistung sind wichtige Kriterien für Plattformen mit begrenzten thermischen Rahmenbedingungen oder missionskritischen Antriebsanforderungen. Die Integrationsflexibilität zwischen CPU-Modulen, FPGA-Modulvarianten, E/A-Modulen Ethernet-Schnittstellenoptionen und Sensorschnittstellenmodulen bestimmt, wie gut die PAC das langfristige Systemwachstum unterstützen kann.

Anbieter, die modulare Architekturen, Firmware-Anpassungen und konsistenten Langzeitsupport bieten, unterstützen Beschaffungsteams dabei, die Integrationszeit zu verkürzen und das Nachhaltigkeitsrisiko zu verringern. PACs, die für robuste Gehäuse, Echtzeitbetriebssysteme und erweiterte Diagnosemodulfunktionen optimiert sind, bieten zusätzliche Sicherheit für Verteidigungs- und kommerzielle Betreiber, die eine zuverlässige Automatisierungsinfrastruktur suchen.