Compact Logic unterstützt neben den direkten Ein- und Ausgängen des Controllers eine Reihe externer Sensoren, Aktoren und I/O-Bausteine.
Für die hier aufgeführten Komponenten stehen im CL-System bereits passende Funktionsblöcke zur Verfügung. Die Hardware kann damit eingerichtet und anschließend direkt im Diagrammdesigner verwendet werden, ohne dass dafür eigener Treibercode geschrieben werden muss.
Die grundlegende Hardwarekonfiguration erfolgt über das CL-PlatformSetup. Dort werden die verwendeten GPIOs, Busse und angeschlossenen Komponenten festgelegt. Im eigentlichen CL-Programm stehen anschließend die entsprechenden Funktionsblöcke zur Verfügung.
Die folgende Übersicht zeigt den aktuellen Stand der direkt unterstützten I/O-Hardware.
Direkte Ein- und Ausgänge
Viele Funktionen können direkt über die Ein- und Ausgänge des verwendeten Controllers realisiert werden.
| Hardware / Funktion | CL-Unterstützung |
|---|---|
| Digitale Eingänge | Digitaler Eingang (DIN) |
| Digitale Ausgänge | Digitaler Ausgang (DOut) |
| Analoge Eingänge | ADC-Eingang mit optionaler Kalibrierung, Filterung und Skalierung |
| PWM-Ausgänge | PWM-Ausgabe mit einstellbarer Frequenz und Tastverhältnis |
| Drehgeber | Rotary Encoder mit Hardware-Pulszähler |
| Drehgeber mit Wertauswahl | Rotary Button |
| Impulszähler | Hardwaregestützte Impulserfassung |
| Geschwindigkeits-/Drehzahlmessung | Speed Counter |
| Impulszeitmessung | µs-genaue Erfassung von Impulsabständen |
| S0-Schnittstelle | Energie-, Mengen- und Verbrauchszähler |
| DIP-Schalter / binäre Eingänge | Bis zu vier Hardwareeingänge plus weitere Logikeingänge |
| Schrittmotoren | Step/Dir-Ansteuerung mit Positionierung, Referenzierung und Bewegungssteuerung |
Welche GPIOs dafür tatsächlich verwendet werden können, hängt vom eingesetzten Controllerboard und dessen Hardwarebeschaltung ab.
Wägezellen – HX711
HX711
Der weit verbreitete 24-Bit-ADC HX711 für Wägezellen wird direkt unterstützt.
Der zugehörige CL-Block bietet unter anderem:
- Einlesen des 24-Bit-Rohwertes
- Skalierung des Messwertes
- Nullpunktkorrektur
- Filterung
- Schwellwertüberwachung
- Fehlerausgabe
Damit lassen sich beispielsweise Waagen, Kraftmessungen oder Füllstandserfassungen auf Basis von Wägezellen direkt im CL-System aufbauen.
I²C-Hardware
Für die folgenden I²C-Komponenten stehen spezielle CL-Funktionsblöcke zur Verfügung.
| Baustein | Funktion | CL-Unterstützung |
|---|---|---|
| VL53L4CD | Time-of-Flight-Abstandssensor | Abstand, Kalibrierung, Timing-Einstellungen und Diagnose |
| CCS811 | Luftqualität / Gassensor | TVOC, eCO₂, Status und Rohwerte |
| MLX90614 | Berührungsloser IR-Temperatursensor | Objekt- und Sensortemperatur |
| MLX90614 Extended | Erweiterte IR-Temperaturmessung | Adresseinstellung, Emissionsgrad und Diagnose |
| QMI8658C | 6-Achs-IMU | Gyroskop, Beschleunigung und Winkelberechnung |
| ADS1115 | 4-Kanal 16-Bit-ADC | Einzel- und Differenzmessungen, Skalierung und Hardware-Komparator |
| ADS1115 Basic | 4-Kanal 16-Bit-ADC | Vereinfachte Messwerterfassung |
| GP8302 | Stromausgang | 0…25 mA bzw. 4…20 mA |
| GP8403 | Zweikanal-Spannungsausgang | 0…5 V bzw. 0…10 V |
| 9555B I/O-Expander | Digitale I/O-Erweiterung | Acht digitale Ein-/Ausgänge |
| TCA9554 | 8-Bit-I/O-Expander | Acht einzeln als Ein- oder Ausgang konfigurierbare I/Os |
| MLX90642 | 32 × 24 IR-Thermopile-Array | Temperaturbild und Bereichsauswertungen |
| DAC80501 + XTR200 | Industrieller Analogausgang | 0…20 mA, 4…20 mA, 0…5 V, 0…10 V und 2…10 V |
VL53L4CD – Abstandsmessung
Der VL53L4CD kann für präzise berührungslose Abstandsmessungen verwendet werden. Neben dem eigentlichen Messwert unterstützt der CL-Block unter anderem Kalibrierung, Timing-Einstellungen und verschiedene Diagnosewerte.
ADS1115 – zusätzliche Analogeingänge
Mit dem ADS1115 lassen sich vier hochauflösende 16-Bit-Analogeingänge ergänzen. Neben Einzelmessungen werden auch Differenzmessungen und der im ADS1115 integrierte Hardware-Komparator unterstützt.
Analoge Industrieausgänge
Über GP8302, GP8403 sowie die Kombination aus DAC80501 und XTR200 lassen sich typische analoge Ausgangssignale direkt aus CL heraus erzeugen.
Unterstützt werden unter anderem:
0…5 V · 0…10 V · 2…10 V · 0…20 mA · 4…20 mA
Damit können beispielsweise Frequenzumrichter, Ventile, Stellantriebe oder externe Mess- und Automatisierungssysteme angesteuert werden.
MLX90642 – IR-Temperaturmatrix
Der MLX90642 stellt eine Matrix aus 32 × 24 Temperaturmesspunkten bereit.
Der CL-Funktionsblock kann definierte Bildbereiche direkt auswerten und daraus beispielsweise Mittel-, Minimal- und Maximaltemperaturen sowie Temperaturdifferenzen bestimmen. Dadurch müssen die 768 einzelnen Messpunkte für viele Anwendungen nicht erst in der Programmlogik verarbeitet werden.
Der QMI8658C ist in der aktuellen Blockreferenz noch als experimentelle Funktion gekennzeichnet.
SPI-Hardware
Auch verschiedene Sensoren und Messbausteine mit SPI-Schnittstelle werden direkt unterstützt.
| Baustein | Funktion | CL-Unterstützung |
|---|---|---|
| BME680 | Umweltsensor | Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit und Gaswiderstand |
| MAX31865 | PT100 / PT1000 Interface | Temperaturmessung mit 2-, 3- oder 4-Leiter-RTD |
| MAX31856 | Thermoelement-Interface | Thermoelemente B, E, J, K, N, R, S und T |
| MAX31855 | Thermoelement-Interface | Temperatur, Kaltstellentemperatur und umfangreiche Fehlerdiagnose |
| ATM90E36 / M90E36 | Dreiphasige Energiemessung | Spannung, Strom, Leistung, Energie, Frequenz, Phasenlage und Power Factor |
Widerstandsthermometer und Thermoelemente
Für industrielle Temperaturmessungen stehen mehrere Lösungen bereit.
Der MAX31865 unterstützt PT100- und PT1000-Widerstandsthermometer in 2-, 3- und 4-Leiter-Technik.
Für Thermoelemente stehen mit dem MAX31856 und MAX31855 ebenfalls fertige CL-Funktionsblöcke zur Verfügung. Neben der Temperaturmessung können auch Fehlerzustände und die Kaltstellentemperatur ausgewertet werden.
ATM90E36 – dreiphasige Energiemessung
Für umfangreiche Netz- und Energiemessungen wird der ATM90E36 unterstützt.
Je nach verwendetem CL-Block können unter anderem folgende Messgrößen erfasst werden:
- Spannung und Strom aller drei Phasen
- Wirk- und Blindleistung
- Gesamtleistung
- Energie
- Leistungsfaktor
- Frequenz
- Phasenwinkel
- Drehrichtung / Phasenfolge
- harmonische Anteile
- THD-Werte
Damit können beispielsweise Energiezähler, Netzüberwachungen oder Power-Monitoring-Systeme aufgebaut werden.
OneWire
DS18B20
Der weit verbreitete digitale Temperatursensor DS18B20 wird über OneWire direkt unterstützt.
Mehrere Sensoren können über ihre individuelle OneWire-Adresse unterschieden werden. Der CL-Block stellt Temperaturwert und Fehlerstatus zur Verfügung und ermöglicht zusätzlich eine Offsetkorrektur.
RGB-LEDs und LED-Strips
Adressierbare RGB-LEDs können im CL-System nicht nur als einfacher Ausgang, sondern auch direkt zur Visualisierung von Anlagenzuständen und Prozesswerten verwendet werden.
Dafür stehen verschiedene spezialisierte Funktionsblöcke bereit:
| CL-Block | Funktion |
|---|---|
| RGB LED | Einzelne LED bzw. Position ansteuern |
| RGB Status LED | Zustände und Fehler über Farben und Blinkmuster darstellen |
| RGB Line | Bis zu 16 LEDs innerhalb eines Blocks einzeln steuern |
| RGB Progress Bar | Analogwert als farbige Balkenanzeige darstellen |
| RGB Animation | Bewegte LED-Anzeige |
| RGB Position | Bis zu drei Positionen innerhalb eines LED-Bereichs anzeigen |
| RGB Flow Animation | Fließende Farb- und Bewegungsdarstellung |
Dadurch können adressierbare LED-Strips gleichzeitig als Anzeigeelement, Statusleuchte oder einfache Bedienerinformation eingesetzt werden.
Schrittmotoren
Für Step/Dir-Schrittmotortreiber stehen umfangreiche hardwaregestützte Bewegungsfunktionen zur Verfügung.
Die vorhandenen Funktionen unterstützen unter anderem:
- Geschwindigkeitsvorgabe
- Beschleunigungs- und Bremsrampen
- Positionsbetrieb
- definierte Schrittbewegungen
- Dauerbetrieb
- Referenzfahrten
- Endlagensignale
- Schrittzähler
- optionale Alarm- und Positionserreicht-Signale von Closed-Loop-Treibern
Die eigentliche Bewegungssteuerung muss dadurch nicht aus einzelnen Timern, Rampen und Ausgangsfunktionen aufgebaut werden.
Hardware einrichten
Bevor externe Hardware im CL-Programm verwendet wird, werden die benötigten Schnittstellen im CL-PlatformSetup eingerichtet.
Dort können beispielsweise
- GPIOs,
- digitale Ein- und Ausgänge,
- ADC,
- PWM,
- I²C,
- SPI,
- OneWire,
- RGB-LEDs
und weitere hardwarenahe Funktionen konfiguriert werden.
Diese Konfiguration erfolgt normalerweise einmalig. Anschließend wird im CL-ProgramDesigner nur noch mit den zugehörigen Funktionsblöcken gearbeitet.
→ Hardware im Compact-Logic-System einrichten – CL-PlatformSetup
Die Liste wird laufend erweitert
Die hier aufgeführten Komponenten entsprechen dem aktuellen Stand der direkt im CL-System unterstützten I/O-Hardware.
Compact Logic ist dabei nicht auf diese Bauteile beschränkt. Durch die Trennung zwischen Hardwarekonfiguration und Programmlogik können weitere Sensoren, Aktoren und Hardwareplattformen ergänzt werden, ohne das grundsätzliche Bedienkonzept zu verändern.
Fehlt ein bestimmter Sensor, Aktor oder I/O-Baustein für ein Projekt, kann die Unterstützung gezielt ergänzt werden.