Applikationsbeispiele Inkubatoren und Klimaschränke

Steuern, Bedienen und Überwachen von Klimaschränken

Umweltsimulation zur Prüfung von Materialien, Komponenten und Bauteilen unter widrigsten Bedingungen.

Entwicklung einer kompletten Produktfamilie in Hard- und Software, bestehend aus Kompaktsteuerung, E/A-Platine und Webpanel

  • Kompaktsteuerung mit 7“ Display
  • Webpanel mit 7“ oder alternativ 10“ Display
  • E/A-Platine mit hochgenauer Temperaturerfassung in einer Auflösung von 0,01 K 
  • Integrierte Unterbrechungsfreie Spannungsversorgung
  • Linux-basiertes Echtzeit-Betriebssystem mit Verwendung von Docker Applikations-Containern
  • CRA ready

 

Beschreibung

Klimaschränke sorgen für optimale Lagerungsverhältnisse bei unterschiedlichen Klimaeigenschaften zur Aufbewahrung eines Gutes bei konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit über einen längeren Lagerzeitraum. Je nach Anforderung wird ein kühles oder warmes Klima geschaffen.

Klimaschränke sind zudem häufig Bestandteil einer Messanordnung und dienen der Erzeugung und Aufrechterhaltung eines festgelegten Klimas, in der Regel Temperatur und Luftfeuchtigkeit, für die Zeitdauer der Messung oder Prüfung. Die Geräte werden z.B. für Forschung und Entwicklung, Produktion und Qualitätssicherung eingesetzt.

Anforderung

Bei Klimaschränken werden in der Regel Anzeige- und Bedieneinheiten zur Darstellung des Betriebszustands und Parametrierung der Prozesse direkt im Gerät verbaut. Dabei haben sich applikationsübergreifend Standards in der Hard- und Softwareausstattung der Bedienpanels herausgebildet, die wir durch unseren Technologiebaukasten abdecken können.

Zudem hat sich eine zweigeteilte Architektur der Steuerungselektronik herausgebildet. Neben dem Bedienpanel werden die Prozeßschnittstellen über eine abgesetzte E/A-Ebene angesteuert. Je nach Anwendungsfall ist diese entweder direkt auf dem Bedienpanel als Erweiterung aufgebracht oder als dezentrales E/A-Modul im Klimaschrank verbaut. Dabei kommen in der Regel Standard Feldbussysteme wie CANopen oder Ethercat zum Einsatz.

Die Aufteilung ist der Tatsache geschuldet, dass die verschiedenen Gerätevarianten auch unterschiedliche Ausbaustufen in der E/A-Ebene benötigen.

Typische Anforderungen an die Bedienpanels sind:

aktuelle, leistungsfähige Prozessorarchitekturen

  • i.MX7
  • ARM Cortex A72
  • 7", 10" TFT Displays
  • kundenindividuelle Coverglashinterdruckung
  • kapazitiver Touch, Handschuhbedienbar
     
  • Kommunikations-Schnittstellen:
    • LAN-Schnittstellen
    • USB-Ports
  • Prozeß-Schnittstellen zur E/A-Ebene
  • Integrierte Unterbrechungsfreie Spannungsversorgung
  • Linux-basiertes Echtzeit-Betriebssystem mit Verwendung von Docker Applikations-Containern
  • GUI Frameworks, z.B. QT, .net Core
  • zyklische Wartungs- und Service-Updates gemäß EU Cyber Resiliance Act

    

Die E/A-Erweiterung benötigt Schnittstellen für:

  • hochgenauer Temperaturerfassung in einer Auflösung von 0,01° K
  • Druck
  • Luftfeuchtigkeit
  • CO2
     
  • Heizelemente
  • Peltier- oder Kompressorkühlung
  • Magnetventile
  • Lüfter

Lösungsansatz

  • Beratung über die Vereinfachung der Module und des Gesamtaufbaus
  • Funktionsintegration zu einer Singleboardlösung
  • Anpassung an den Formfaktor des vorhandenen Geräts
     
  • Entwicklung eines Bedien- und Webpanels basierend auf dem Technologiebaukasten
    • Kompaktsteuerung mit 7“ Display
    • Webpanel mit 7” oder alternativ 10“ Display
    • Integrierte Unterbrechungsfreie Spannungsversorgung
    • Linux-basiertes Echtzeit-Betriebssystem mit Verwendung von Docker Applikations-Containern
    • QT, .net Core
    • Programmierung C / C++
    • CRA ready
  • Entwicklung einer E/A-Platine basierend auf unserem Dienstleistungsangebot und Technologiebaukasten
    • Hochgenaue, konfigurierbare Temperatureingänge mit einer Auflösung von 0,01°K
    • digitale Eingänge 24V DC
    • digitale Ausgänge 24V DC
    • analoge Eingänge für Strom, Spannung und Temperatur