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Oft gestellte Fragen - hier die Antworten
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SEPIA - FAQ

Kann man SEPIA auch mit VB6, VB.Net, Delphi oder C++ bzw. C# sharp (via Remote-PC) programmieren? 

Ja. Da die Kommunikation zwischen Windows-PC und SEPIA immer in ASCII erfolgt, ist ebenso der Einsatz von Delphi, Visual-BASIC, C++, C#  oder anderen Hochsprachen (WIN API-Unterstützung mit serieller COM-Schnittstelle) möglich. SEPIA wird dazu lediglich mit einem RS232 Port, oder via Ethernet XPort® am HOST-PC verbunden. Die Script-Sprache (welche hier als low-level Kommunikation ohne Zeilennummern dient) bleibt jedoch RT-ZBAS Advanced-BASIC. Mit dieser Methode lassen sich Remote-Befehle (auch aus anderen Anwendungen wie ProfiLab-Expert oder LabVIEW® heraus) leicht absetzen und die darauf folgenden Ergebnisse am PC empfangen bzw. auswerten und ggf. visualisieren. Alle Anweisungen und Rückmeldungen erfolgen hierbei als Text-String$, da diese i.d.R. von allen Hochsprachen und Visualisierungsprogrammen erzeugt und genutzt werden können. Ein offenes Delphi-Beispiel finden Sie hier: SEP_DELPH_RL8.ZIP

Warum wurde BASIC und keine andere Hochsprache gewählt?

Im Prinzip ist es vollkommen egal, mit welcher Sprache die Kommunikation stattfindet. Genauso hätte man ein ganz neues Übertragungsprotokoll "erfinden" können - das dann aber Niemand kennt. BASIC ist, verglichen mit anderen Hochsprachen, in seiner Syntax jedoch sehr transparent und ausführlich, so das beispielsweise mittels eingeschliffenen RS232-Sniffer die gesamte Remote-Kommunikation auf einem Zweit-PC sehr leicht analytisch verfolgt werden kann. Dies erleichtert erheblich die Programmierung u.a. bei der Fehlersuche, oder bei der ersten Inbetriebnahme, wenn COM-Schnittstellen nicht auf einander abgestimmt wurden (z.B. unterschiedliche Baudrate, Handshake- und Übertragungsprotokolle...).

Was ist der Unterschied zwischen Remote-I/O und Host-Betrieb?

Im Remote-I/O-Betrieb wird SEPIA über eine Schnittstelle, ähnlich wie ein MODEM, ferngesteuert. Im Host-Betrieb arbeitet der Rechner vollkommen eigenständig (ähnl. einem PC), so das der Anwender seine individuelle Programmierung direkt am System, entweder über COM-Port, oder mittels Tastatur (NET/VGA-Karte erforderlich) eingeben und starten kann.

Gibt es eine vollständige I/O-Adress-MAP als Übersicht?

Hier: SEPIA_MAP.html

Wie wird der Remote-I/O-Betrieb genau hergestellt?

Alle Ein- und Ausgaben erfolgen dazu über die Hauptkonsole auf COM1. Die Zuweisung der Schnittstelle wird mit der Einstellung von DIP-Schaltern auf den jeweiligen E/A-Karten festgelegt. Somit kann die COM1 von der CPU-Karte beispielsweise auf die PS/2-VGA, auf Ethernet, oder auf einen anderen COM-Port umgeleitet werden. Alle COM-Ports sind dazu in der Grundeinstellung auf 115.200 kBaud mit 8 Daten-Bit, no Parity und einem Stopp-Bit voreingestellt. Der Anwender hat zudem die Möglichkeit, auch langsamere Transferraten einzustellen, wenn beispielsweise sehr lange RS232- Leitungen Verwendung finden (bsp.. Gebäudeautomation). Alle Schnittstellen werden beim Booten gem. der DIP-Schalter-(vor)Einstellung initialisiert. Durch verändern der COM-Register kann jede Schnittstelle noch zu einem späteren Zeitpunkt re-programmiert werden, bis ein RESET wieder die Grundinitialisierung vornimmt. Der Rechner wird zunächst eingeschaltet und wartet nun auf ein Initialisierungszeichen vom Host-System. Nach einer kleinen Boot-Pause von ca. einer Sekunde wird als erstes Zeichen ein "R" für "Remote" an SEPIA gesendet. Danach startet das System mit dem RT-ZBAS Advanced-BASIC-Interpreter im Remote-Betrieb, sodass nun alle weiteren Befehle (ohne Zeilennummer) direkt verwendet werden können. Hierbei werden die Rückmeldungen unterdrückt und nur Befehle + Ergebnisse übermittelt. Der Interpreter arbeitet hierbei im Script-Mode, so dass man mit ext. Aufrufen die gesamte Hardware fernsteuern kann. Dies hat Vorteile, wenn man ProfiLab-Exptert oder LabVIEW... ohne weitere Treiber auf COM-Ebene aufsetzen möchte. 

Neu: Ab der BIOS-Version 4.0 kann die Remote-Verbindung wahlweise auch ohne "R"-Initialisierungszeichen eingeleitet werden, wenn dazu DIP-Schalter 4 (auf der CPU-Karte) auf "ON" gestellt wird. Bei "ON" wird lediglich eine Grundinitialisierung der Hardware durchgeführt und sofort in den Remote-Zustand gewechselt. 

Wie stellt man eine externe MODEM-Verbindung her?

Der gesamte Remote-Betrieb kann ebenso über eine Festnetzleitung per MODEM stattfinden, da alle Zeichen in ASCII übertragen werden. Dies ist besonders im Hinblick auf eine sichere Datenleitung (ohne Internet-Zugang), unter Verwendung von Inline-Verschlüsselungsgeräten (link encryption), zur Verteidigung vor Zugriffen von unberechtigten Personen interessant. Diese kryptographischen Verfahren werden vom Militär seit Jahrzehnten zum Schutz streng vertraulicher Daten, sowie von Finanzunternehmen u.a. Behörden, für eine sichere 1:1 Verbindung erfolgreich angewendet. Da ein BASIC-Programm beispielsweise Daten über COM2 (ser. Schnittstelle auf RTC-Karte) mittels String-Befehlen direkt kommunizieren kann, können MODEMs mit HAYES-Befehlssatz direkt verwendet werden. Die Anpassung der Baudrate kann über DIP-Schalter oder Register-Programmierung des jeweiligen COM-Ports vorgenommen werden.

Ist SEPIA-Advanced-BASIC wirklich virenfrei und sicher?

Ja. Im Gegensatz zu vielen anderen Steuerungen beinhaltet SEPIA wirklich mehr Security- und Safety-Funktionen. Da je nach Aufwand jedwede Art von Verschlüsselung früher oder später geknackt werden kann (denn schlussendlich bleibt immer eine Lücke offen, damit der Anwender seine Steuerung überhaupt über Schnittstellen programmieren kann), haben wir uns für einen drastischen Schritt in der Planung entschieden und SEPIA von Grund auf komplett neu entwickelt. SEPIA arbeitet somit vollkommen autark, da für den Betrieb weder DOS, Linux, Windows, oder andere Standard-Betriebssysteme benötigt werden. Der Anwender entscheidet selbst, ob SEPIA mit weiteren PCs verbunden werden soll. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Zudem befinden sich BIOS, Betriebssystem und RT-ZBAS Advanced-BASIC in einem EPROM Festwertspeicher, so dass hier keine Daten mehr durch Fremdmanipulation überschrieben werden können. 

Gerade in Zeiten von Cyberkrieg, Cyberterrorismus oder Spähern wird es immer wichtiger, sensible Anwendungen auf zuverlässigen Systemen zu betreiben, welche nicht beim erstbesten Hacker-Angriff jedwede Internas preisgeben. Da auf Grund der verwendeten CPU kein x86-Code auf SEPIA ausgeführt werden kann, sind Würmer, Viren und Schadsoftware wie Stuxnet, Conflicker, DUQU, Trojan oder Flame... völlig wirkungslos. Das nachträgliche und umständliche Kapseln von SPS-Funktionen, und / oder passwortgesteuerten FB/FC-Bausteinen (welche oft mit zusätzlichen Verlusten der CPU-Rechenleistung einhergehen, unnötig viel Zeit bei der Programmgestaltung kostet und die Anwendersoftware und Pflege weiter überfrachtet) entfällt bei unserem Konzept gänzlich. Im Gegensatz dazu kann der Befehl "PRIVACY" angewendet werden, welcher die Konsoleneingabe über ein Passwort schützt. Da SEPIA keine Treiber- und Hintergrundprogramme (sg. TSRs), backdoors oder weitere Schichten verwendet, sind die sonst typischen Sicherheitslücken hier ebenso ausgeschlossen, so dass auch diese Form von Angriffen ignoriert werden.

Kann ich mit SEPIA andere Messgeräte abfragen bzw. ansteuern?

Ja. Dazu besitzt SEPIA (je nach Ausbaustufe) weitere COM-Schnittstellen. Diese werden über Advanced-BASIC-Befehle individuell als Byte- Zahl oder Text- String$ seriell programmiert. So lassen sich beispielsweise externe Messgeräte wie Waagen, Multimeter, EMV-Testsysteme und andere Prüfeinrichtungen auf einfachste Weise direkt über RS232, RS422/485 oder per TTY 20mA Loop programmieren.

Wie schnell ist die Kommunikation?

Die Baudrate ist wahlweise über DIP-Schalter einstellbar: 1.200, 9.600, 19.200 oder 115.200 kBaud. Die Schnittstellenprogrammierung kann ebenso mit einem kleinen BASIC-Programm vorgenommen werden. Legt man dieses Programm als AUTOBAS  01 Datei auf eine CF-Card ab (IDE-Karte muss vorhanden sein), startet SEPIA zunächst dieses "Lade-"Programm um die COM-Änderungen am jeweiligen UART vorzunehmen. Ebenso besteht hier die Möglichkeit weitere Prüfsummen mit dem Host-Rechner auszutauschen.

Kann man über die Ethernet-Schnittstelle auch den Host-Betrieb realisieren?

Ja. Beide Betriebs-Modi lassen sich wahlweise über die Ethernet-Schnittstelle als virtueller COM-Port unter Windows realisieren. Die Kommunikation erfolgt wie eine serielle RS232-Schnittstelle, so dass die Einbindung in andere Hochsprachen oder Laborsoftware ohne weitere Treiber möglich ist.

Ich möchte SEPIA ganz einfach fernsteuern. Muss dazu ein PC angeschlossen werden?

Nein. Sämtliche Advanced-BASIC-Befehle lassen sich im Remote-Betrieb als Direktbefehl (ohne Zeilennummer) zur jeweiligen MSR-Karte anwenden. Sofern ein Rechner über eine programmierbare RS232-Schnittstelle verfügt, kann die Kommunikation ebenso mit einem PC-fremden Gerät erfolgen. Selbst ein einfaches Terminal würde schon ausreichen.

Wie kann man SEPIA über Windows fernsteuern?

Zum Beispiel mit Profilab-Expert über eine RS232-Leitung. Zur schnellen Einbindung in eigene Projekte wurden Funktionen über DLLs ergänzt, damit eine möglichst einfache Kommunikation mit SEPIA-Komponenten direkt stattfinden kann. Die COM-Ansteuerung erfolgt dazu im Remote-Betrieb mit 115.200 kBaud. Die Koodrination übernimmt ein RIO-Grundmodul (SEPIA_RIO_DLL), sodass über die eingestellte PC-Schnittstelle alle Karten quasi ferngesteuert werden können. Die Übertragung erfolgt dazu in ASCII Klartext, sodass man mit einem seriellen "Sniffer" diese Roh-Daten auf einem zweiten Monitor (bsp. Netbook mit RS232-USB-Konverter) während der Programmierphase leicht mitverfolgen kann.

Können Zeichen (oder Daten) bei der Kommunikation von SEPIA "verschluckt" werden?

Nein. Die serielle COM-Verbindung arbeitet zusätzlich mit den Handshake-Leitungen RTS und CTS um die Sicherheit bei der Datenübertragung zu gewährleisten, indem der Datenstrom gem. der Nutzungsbandbreite individuell moderiert wird. Die verwendeten UART-Bausteine vom Typ 16C550 besitzen zudem einen 16-Byte FIFO Zwischenspeicher, sowie einen Auto-Flow-Mode. Das einzige "Nadelöhr" ist, wenn überhaupt, ehr auf der gegenüber liegenden Seite (dem PC) anzutreffen, welcher SEPIA ggf. ausbremst, wenn dieser die übermittelten Daten bei Remote-Anwendungen nicht entsprechend schnell weiterverarbeiten oder auswerten kann. Damit eine COM-Verbindung reibungslos funktioniert wird auf der PC-Seite der Einsatz von echten RS232 Schnittstellen (COM1 oder COM2) empfohlen, da diese i.d.R. nicht über zusätzliche Treiber (bsp. USB) eingebunden werden müssen und daher auch keinen Datenversatz (Jitter) oder weitere Verluste bei der Umsetzung verursachen. Bei USB-zu-RS232 Konverter kann es beim FTDI-Chip mit 115.2 k (full-speed) Probleme mit dem FIFO geben, da serielle Daten nicht zeitig genug aus dem Puffer vom PC abgeholt werden (eventuell auch ein Treiberproblem zwischen SYS und Kernel). Bei Verwendung von Profilic-Chips tritt dieses Problem nicht auf.

Können Echtzeitprozesse garantiert werden?

Ja. Da SEPIA mit einem kaskadierten Interrupt-Controller auf der Bus-Platine ausgestattet ist, kann auf spontane Ereignisse unmittelbar reagiert werden. Da das Betriebssystem kein Multi-Tasking unterstützt, sind diese Prozesse immer redundant (als förderliche Redundanz) ausführbar. Die Priorität, nach denen unterschiedliche Informationen auf Grund von verschiedenen Ereignissanforderungen abgearbeitet werden, wird durch die Steckplatzvergabe (Bus-Nummer) vorpriorisiert. Oder anders formuliert: Erweiterungskarten, die näher zur CPU-Karte plaziert werden, werden bevorzugt behandelt, da deren Priorität auf Grund der Interrupt-Schaltung Vorrang gegenüber nachfolgenden Karten besitzt. Die Interruptauswertung arbeitet hier nach dem Verdränungsprinzip. Die Erfassung erfolgt CPU-unabhängig in einem CPLD und wird anschließend mit einem Interruptregister an die CPU zur Auswertung übermittelt.

Wie wurde SEPIA entwickelt?

SEPIA wurde von Grund auf neu entwickelt. Dies gilt ebenso für das Betriebssystem, welches direkt in Z80 Assembler geschieben wurde. Der BASIC-Interpreter von Dr.Hehl wurde stark erweitert und es wurden zusätzlich noch spezielle Real-Time-Automation-Routinen zur Hardware eingebaut. Das Betriebssystem wurde dann zuletzt mit dem Interpreter verkoppelt und mit einem Boot-Manager im BIOS versehen.
(Aufwand ca. 2 Jahre bei 80-Stunden-Wochen)

Was macht der neue Boot-Manager in Bezug auf CP/M?

Das CP/M-Betriebssystem (optional) wurde ebenfalls mit dem SEPIA-BIOS angepasst und auf der MEM-Karte mit einem Urlader IPL ausgelagert. Wurde die MEM-Karte mit CP/M integriert, kann das BS vom dem Boot-Manager aus per CF-Karte (an IDE0) gestartet werden. Hierbei werden alle Daten auf einem separaten SRAM verarbeitet, so dass eventuell vorhandene BASIC-Programme im Haupt-RAM der CPU-Karte unangetastet bleiben. Mit "GOBAS.COM" kann man wieder in den Boot-Manager zurückspringen und ein zuvor eingegebenes BASIC-Programm starten. Interessant ist, dass man schnelle Z80-Routinen mit dem Debugger (auch im Haupt-ROM vorhanden) in das BASIC-Programm zusätzlich einflechten kann. Mit SAVE wird das SRAM (kompl. 32 kB) mit BASIC und Assembler-teilen dann immer 1:1 auf den Datenträger gespiegelt, so dass man später mit LOAD alles zurückladen kann. Damit sind dann auch die Assembler-Einbindungen wieder an ihrem Platz.

Ist der neue RT-ZBAS Interpreter Real-Time fähig? 

Ja. Alle Prozesse werden im single-task Modus abgehandelt. Der Interpreter arbeitet die Befehlskette Step-by-Step immer nach dem gleichen Muster ab, so das hier kein zusätzlicher Datenjitter von anderen, nieder- oder höherprioren Tasks (wie bei einem Windows-PC) eingreifen kann. Bei einer Programmierung mit Interrupt-Routinen muss der Sub-Code bzgl. der Real-Time-fähigkeit ohnehin berücksichtigt werden.

Darf man VG 64/96pol. Service-Adapter verwenden ?

Das Verwenden von Adapterkarten zur Bus-Verlängerung ist über 8 MHz hinaus nicht empfehlenswert. Die bereits in Multilayer hergestellten Service-Adapter sind lt. Hersteller nur bis max. 8 MHz Bus-Takt zugelassen, da deren kapazitive Belastungen und die Einbringung (quasi als Stichleitung), gravierende Pegel- Timing- und Signalveränderungen hervorrufen können. Da SEPIA durch umschalten der Master-Clock-Frequenz von 20 MHz jedoch noch weitere Taktfrequenzen unterstützt (bsp. 10 und 5 MHz), können Service-Adapter mit dieser kleinen Einschränkung dennoch vorübergehend für Servicezwecke genutzt werden.

Wieso werden anstatt Pol-Klemmen bei SEPIA D-Sub-Steckverbinder verwendet?

Bei D-Sub Steckverbindern können bereits fertig konfektionierte EMV-Kabel und abgesetzte Übergabeklemmen individuell verwendet werden, welche den Verdrahtungsaufwand vor Ort wesendlich minimieren und somit mehr I/Os auf die Frontplatte bringen. Neben der hohen EMV-Schirmung werden gleichzeitig die Verbindungen sehr übersichtlich und können bei Austausch, oder Erweiterung, von Baugruppen schnell montiert werden, ohne jede Ader einzeln lösen zu müssen. Das spart viel Zeit, Geld, und reduziert Fehler bei einer störunanfälligeren und übersichtlichen Verdrahtung. 

Kann ich meine alte AWL-Software auf SEPIA weiter nutzen?

Nein. SEPIA ist einen großen Schritt weiter als kontaktplangesteuerte SPS-Steuerungen. FUP, KOP, AWL ...sind heutzutage recht unflexibel und zu sehr den einschlägigen DIN-Richtlinien verhaftet. Diese Eingaben erfolgen i.d.R. nur über herstellerspezifische Editor/Masken, welche Windows als Plattform zwingend voraussetzt. Der Funktionsumfang fällt bei diesen Konstrukten ebenfalls recht bescheiden aus. Die Übersichtlichkeit verliert sich dennoch schnell bei komplexen Schaltungen, insbesonders wenn zusätzlicher Code ergänzend eingebracht werden muss, da die mitgelieferten Funktionsbausteine nicht sämtliche Situationen abdecken können.

Unser SEPIA-Advanced-BASIC entspricht in etwa den textbasierten ST-Befehlen > siehe DIN EN 61131-3. Da wir (Dr.Hehl und H.Kolter) den BASIC Interpreter selbst entwickelt haben, sind wir in der glücklichen Lage, weitere Sonderbefehle (ggf. kostenpflichtig) einzupflegen, oder gemäß den Anforderungen nach Kundenwunsch individuell abzuändern. Ebenso besteht die Möglichkeit, maschinennahen Assemblercode zu integrieren.

Wieso BASIC und nicht AWL?

BASIC ist im Klartext wesendlich anwenderfreundlicher, da leichter zu verstehen. So können auch Fehler bei der Programmierung schneller erkannt und beseitigt werden. BASIC ist eine der einfachsten Hochsprachen, denn ihre Syntax ist größtenteils selbsterklärend. AWL wirkt hingegen ehr kryptisch und unübersichtlich. Eine Programmierung größerer Anwendungen ist mit AWL daher nicht empfehlenswert. Mit BASIC lassen sich zudem mathematische Berechungen sehr leicht handhaben: insbesonders klassische Regelalgorithmen, Skalierungen und Gleitkommaberechungen von analogen Wandlern, Matrix-Berechungen, If-Then-Else und For-Next-Schleifen, sowie leichter Zugriff auf die serielle Datenkommunikation. BASIC verkürzt den Entwicklungsvorgang entscheidend ab. Allein der Aufwand für das Debugging (schon bei mittleren Projekten oft der größte Zeitfresser) sinkt mit dieser Hochsprache auf ein Minimum, wenn mit wenigen Code-Zeilen bereits umfangreiche Funktionalität aktiviert werden kann.

Wie ist die Definition der Steuerung generell zu verstehen?

SEPIA ist lt. DIN 19226 eine frei programmierbare Kompaktsteuerung auf Basis eines Mikrorechners. Der Wirkungsweg besteht (wie bei allen anderen Steuerungen) aus einer Steuereinrichtung (Automatisierungsgerät) und einer Steuerstrecke (Technischer Prozess).

Kann man auf SEPIA denn DOS-Progamme starten?

Nein. SEPIA ist ein proprietäres System und wurde im Gegensatz zur herkömmlichen PC-Technik mit Absicht anders strukturiert, um nicht zuletzt auch Urheberrechtsverletzungen und Viren vorzubeugen. Dazu bildet SEPIA ein in-sich-geschlossenes aber dennoch offenes Bus-System. Zudem verwenden wir keinen x86 Zentralprozessor, da Chips dieser Familie auf Grund von Marktzwängen viel zu schnell abgekündigt werden. Wenn dennoch ein standarisiertes Betriebssystem implementiert werden soll, kann CP/M verwendet werden.

Welche Maße hat das Gehäuse?

Hierzu gibt es keine absoluten Maßangaben, da das System in verschiedene BGT Baugruppenträger von 42..63..84 TE, oder auch in Tisch- bzw. in Laborgehäusen verbaut werden kann. Die kleinste Bautiefe (42 TE BGT) beträgt 255 mm. Je nach Anwendung können neben 3 HE auch 4 HE oder 6 HE Gehäuse mit Lüfter Verwendung finden. In einem 7 HE 84 TE Gehäuse können insgesamt 4 unabhängige 42 TE - Systeme mit Zwangsbelüftung verbaut werden. Somit lassen sich vierfach-Redundante Systeme erstellen, welche größtmögliche Sicherheit in besonderen Fällen gewährleistet.

Ist die Gehäusefarbe änderbar?

Ja. Ab einer Mindeststückzahl von 12 Einheiten kann das Gehäuse beispielsweise in NATO olivgrün, bronzegrün RAL 6031, RAL 6014, oder nur die Frontgriffe und Seitenteile in Azurblau RAL 5009 geliefert werden. Alle Sonderlackierungen benötigen längere Lieferzeit.

MIL-Farbe RAL 6003 / RAL 6031 / RAL 6014 NATO Oliv, Flecktarn auf AnfrageRAL 3001, Siganalrot
RAL-Farben? Siehe hier: http://de.wikipedia.org/wiki/RAL-Farbe

Wieso werden keine SMD-Bauteile verwendet?

Durch den bewußten Verzicht auf hochintegrierte Lösungen und Verwendung robuster, diskreter Bauelemente erreichen SEPIA-Komponenten ein sehr hohes Maß an Ausfallsicherheit. Zudem sind gesockelte Bauteile im Fehlerfall sehr leicht und schnell vor Ort zu ersetzen, da kein weiteres  Spezialwerkzeug benötigt wird. Die THT-Bestückung ermöglicht zusätzlich eine bessere Wärmeabgabe unter Vermeidung von "hot-spots" und bietet gleichzeitig eine höhere Isolation durch größeren Kontaktabstand. Auf Wunsch kann die Bestückung ohne IC-Sockel erfolgen, wenn beispielsweise hohe G-Kräfte einwirken können. Ebenso sind weitere Sicherheitsmaßnahmen und Kontrollen nach individueller Absprache möglich.

Welche Schutzklassen müssen beachtet werden?

Erder Schutzklasse 1 (Schutzleiter gem. IEC 309, für fest angeschlossene Geräte). Die nach 73/23/EWG beschriebene Niederspannnungsrichtlinie ist im Prinzip gegenstandslos, da keine verwendete Spannung den festgelegten Schwellenwert erreicht. Die gesamte Spannungsversorgung erfolgt über ein externes, CE- TÜV- und UL-zertifiziertes Netzteil eines Drittanbieters.

Welche Schutzmaßnahmen wurden hinsichtlich der galvanischen Trennung und Überspannung unternommen?

Die erste Trennung erfolgt im AC-Netzteil, die zweite Trennung erfolgt bei Verwendung der PW1..7-Karte mittels DC/DC-Wandler, die dritte Trennung erfolgt bei Verwendung von E/A-Karten mit Optokoppler-Isolation und/oder Relais-Kontakt. Das SEPIA-Massekonzept wurde zudem aus EMV-technischen Gründen doppelt ausgelegt: Die Gehäuse-Masse (ALU-Baugruppenträger) ist vom gesamten int. GND-Potential isoliert. Somit besteht keine elektr. Verbindung zwischen Schutzerde und GND. Zudem wurden weitere Schutzbauelemente wie Ableiter, Varistor und TVS-Diode als Grob-, Mittel-, und Feinschutz bei der PWx-Karte integriert, damit Überspannungen aus dem Versorgungsnetz erfolgreich abgewehrt werden.

Wie sicher ist SEPIA?

Da Sie SEPIA völlig frei programmieren können, sind sämtliche Sicherheitsabfragen oder Algorithmen dem Programmierer überlassen. Erfahrene Automatisierer können somit ihren eigenen SIL Sicherheits-Level vollkommen selbst bestimmen und ihre Anwendung entsprechend absichern bzw. vor unbefugten Zugriff schützen.

Wo liegt der Anwendungsbereich von SEPIA?

In Stichworten: Automation im Bereich der Lebensmittelindustrie, Überwachung und Steuerung dezentraler Energieerzeugung, Messungen an Hybridantrieb- und Elektrofahrzeugen, Smart Meters & intelligente Gateway Applikationen, komplexe Automatisierung und Steuerung von ganzen Industrieanlagen, vernetzte/dezentrale Prozesssteuerung bei kommunikativen Sicherheitssystemen, Robotik, Sondermaschinenbau, Test- und Prüfstände im Bereich der Elektrotechnik und Mechatronik, intelligente Mess- und Regeltechnik, Energiedatenmanagement, sowie Leistungs- und Status- Monitoring von Solar- Windkraft- und klassischen Energieanlagen, smart grid Anwendungen, vernetzte Gebäudetechnik, vollautomatisierte Prüfanwendungen in der Qualitätssicherung, Protokollierung in der industriellen Fertigung, intelligenter Schnittstellen- und Datenkonzentrator für Netzwerkanwendungen im Bereich der Telekommunikation, Fernwirken, Anwendungen im Bereich der Forschung, Wissenschaft und Ausbildung, Wetterdatenaufnahme, Umwelt-Technik, Überwachung und Steuerung sowie Simulation im Bereich der Automobil-, Bahn und Luftverkehrstechnik, Automation & Kontrolle von Werkzeugmaschinen und diverser Automaten, KFZ-Prüfstände, Verpackungsmaschinen, vernetzte Schließanlagen und Zutrittskontollsysteme, sowie Messdaten-Fernüberwachung, Prozessvisualisierung, Datenlogger zur Überwachung von regenerativen Energieanlagen und BHKW´s, prog. Photovoltaik-Nachführungen, sowie dezentrale Gruppensteuerungen über weit entfernte Netzwerke, beispielsweise in der Gebäudeautomation...

Praxisbeispiele bei entsprechender Sensorik
In Stichworten: Messen von Spannung, Strom, Leistung, Druck, Füllstand, Temperatur, Verbrauch, pH-Wert, Drehzahl, Kraft, Dehnung, Winkel, Gewicht, Zeit... Schalten & Erfassen von: digitalen Zuständen über galv. getr. Relais und isolierte Optokoppler, steuern von Heizung, Belüftung, Gebäudeklima, sowie schalten von Pumpen und Ventile... Programmierbare Regelkeise: pressen, zählen, nachführen, transportieren, takten, überwachen, wiegen und sortieren von Stückgut... Sicherheitstechnik: erfassen von Brand-/Alarmgebern und Koordinierung von Meldelinien nach programmierbaren Prioritäten... Messen und Steuern von: hydraulischen Aktoren, Stellmotoren in Solaranlagen, Bremsen- und Motorprüfstände... Umwelt: Überwachung von Konzentrationen sowie Füllstanden, messen von Gasen, Schadstoffen u.a. Belastung in diversen Medien... Telekommunikation: Erfassen und übermitteln von vielfältigen digitalen und analogen Messdaten, messen und steuern über Netze... Verkehrstechnik: Leittechnik, Verkehrskontrolle, steuern von Ampelanlagen, Wegweisern und Anzeigetafeln, intelligent traffic control... Wissenschaft: Forschung und Entwicklung, Prototypenbau, Industriemessanlagen, Datenerfassung im Netzverbund (bsp. Umwelt- und Wetterdaten)..,

Ein Beispiel zur Vollausstattung:
CPU Karte mit COM1 (RS232), LPT1, Temperatursensor, Bus-Treiber
CLK Karte mit Clock- und Power-Fail Überwachung, Diagnose, Alarm-Ausgang
RTC Karte mit Real-Time-Clock + Akku, WatchDog, 2.COM-Port, 2.LPT-Port
IDE Karte mit CF-Einschub, optional mit SD Adapterkarte (als Slave-Laufwerk) 
NET Karte mit Ethernet-Port, PS/2-Tastatur, LCD-RS232-Port (TTL-Anschluss)
MEM Karte mit 1 MB SRAM (Datenerhalt über Akku)
SEA Karte mit 3.COM-Port (RS232) und AUX-Schnittstelle über 8255 I/O
ADC Karte mit 16 analogen Eingängen, 16 BIT A/D-Wandler, U oder I (0..20mA)
OI8 Karte mit 8 isolierten Eingängen, interruptfähig über Sub-Prozessor
E32 Karte mit 32 optoisolierten Eingängen (24 Volt DC, bipolar)
A32 Karte mit 32 optoisolierten Ausgängen (je max. 100mA DC)
CNT Karte mit 2 Kanal 24(25) BIT, Inkremental U/D-Counter, 10 MHz Zähler
RL8 Karte mit 8x 2 Ampere-Relais, UM-Kontakt, einzeln isoliert

Die ersten vier Karten stellen gemeinsam mit der Bus-Platine nebst Netzteil und Gehäuse ein Grundsystem. Alle anderen Karten können beliebig kombiniert werden. Mit neun A32 Karten könnte man zum Beispiel 288 digitale Ausgänge schalten. Ebenso können die freien Steckplätze mit neun ADC-Karten bestückt werden. In diesem Fall stehen dann 144 analoge Messkanäle zur Verfügung. Wird SEPIA als reiner Remote-Controller verwendet, kann die RTC- und IDE-Karte ggf. entfallen. Somit ergeben sich dann zwei weitere Steckplätze für zusätzliche MSR- oder I/O-Funktionen mit insgesamt 352 Kanälen, bei nur knapp 35 cm Baugruppenbreite.

Wo besteht bei SEPIA der wesentliche Unterschied zu anderen Systemen?

SEPIA kostet wesentlich weniger als cPCI-, PXIe- oder VME-Bus-Systeme, ist verglichen dazu aber nicht so leistungsfähig. Zudem unterscheidet sich das System auf Grund der wirklich einfachen Programmierung mittels RT-ZBAS, ohne auf fremde Betriebssysteme, Visualisierungs- und Laborsoftware und/oder Rechner mit weiteren Compilern angewiesen zu sein. SEPIA kann dazu problemlos im Host-, als auch Remote-I/O Betrieb (lüfterlos) verwendet werden. Damit ist SEPIA im Gegensatz zu anderen Systemen fexibler, günstiger und leichter programmierbar. Zudem fertigen wir alle Baugruppen hier in Handarbeit und können somit individuelle Kundenwünsche bei der Konfiguration berücksichtigen. Es gibt auch keine versteckten Sollbruchstellen. Ganz im Gegenteil: Wichtige Schaltkreise sind bis zu 300% überdimensioniert. 

Bei der Entwicklung waren inbesonders folgende Ziele wichtig:
- PAC- SPS- und MSR-Rechner als 19" Bus-System, individuell erweiterbar
- Extrem zuverlässig und virensicher, eigenes BIOS, Debugger und File-OS
- Unkompliziertes und unabhängiges System mit hoher Verfügbarkeit
- Host- und Remote-fähig über Standardschnittstellen (RS232 und Ethernet)
- ECO Design und niedriger Stromverbrauch, lüfterloser Betrieb
- Hoche EMV-Festigkeit, z.T. MIL-fähig, Safety Schaltungen mit hoher Redundanz
- Einfach vor Ort programmierbar, Echtzeit-, Interrupt- und Netzwerkfähig
- Vielfältige Test- und Diagnosefunktionen, klare Meldungen durch LEDs
- Breite Einsatzmöglichkeit durch Verwendung gängiger Standards

Wie lange wird SEPIA verfügbar/lieferbar sein?

Um eine möglichst lange Verfügbarkeit zu gewährleisten legen wir große Bauteilelager an. Mit jedem verkauften Stück ordern wir zusätzlich weitere Bauteile (teilweise in doppelter Menge) nach, um künftige Engpässe zu vermeiden. Da alle Schaltungen selbst entwickelt wurden, können bei unerwarteter Bauteileabkündigung ganze Karten und Serien mit anderen Bauteilen neu entworfen werden, welche dann zu 100% gleiche Funktionen erfüllen. Somit ist eine sehr lange Verfügbarkeit möglich, die über die heutige Bauteilesituation weit hinaus geht.


Was heißt eigentlich PAC ?

- PAC
(= engl.: programmable automation controller) ist eine Kombination aus Industrie-Rechner, Remote-I/O und/oder einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), oftmals unter Anwendung einer integrierten Hochsprache mit eigenem Betriebssystem. Diese Universalsysteme verfügen über einen robusten, störsicheren Systembus, sind hart echtzeitfähig und mittels Erweiterungskomponenten für individuelle MSR-/Automationsaufgaben ausbaufähig gestaltet. Zudem lassen sich Messdaten direkt vor Ort, oder dezentral erfassen. PAC-Systeme verfügen ebenso über mehrere Fail-, Alarm-, und Sicherheits- Funktionen. Diese Funktionen bedingen zum Teil spezielle, sowie unabhängige Hardware-Strukturen. Durch Kombination mit entsprechenden Programmierverfahren tragen diese Funktionen wesentlich zur Risikominderung im Fehlerfall bei, da sie im engen Verbund mit nachfolgenden Schaltungen wechselseitig korrespondieren können.

- Sicherheit
Die Sicheheit steht bei industriellen Anwendungen an erster Stelle. Als sicher gelten Systeme jedoch nur, wenn kein PC-basierter Server zwischen geschaltet werden muss und industriell geprüfte Hardware (bsp. HIL = hardware in loop getestet) gehärtet zum Einsatz kommt. Daher basieren echte PAC-Systeme demnach i.d.R. nicht auf PC-Techniken und PC-Betriebsystemen, wie Microsoft® Windows, welche bekannte Treiberkomplikationen und Virenprobleme mit sich bringen. PAC-Rechner sind zudem hoch Verfügbar, stromsparend und erleichtern auf Grund breiter Interface-Technologie die Anbindung von Sensoren und Aktoren vor Ort, sowie deren unmittelbare Programmierung bei möglichst kleinstem Aufwand.

- Funkion
Da die gesamte Programmierung aus einer (i.d.R. residenten) Hochsprache heraus erfolgt, werden Zeit- und Wandlungsverluste verschiedener Zusatzkomponenten mit uneinheitlichen Schnittstellen und Dialektiken bereits im Ansatz vermieden. Zwar haben Programmierarten wie AWL mit FUP gem. IEC 61131-3 ihren Reiz in der kurzen Eingabe für einfache, digitale E/A- und Schaltsteuerungen, jedoch ist die Programmierung einer Hochsprache der von üblichen PLC- und SPS-Systemen weit überlegen, da auch schwierige mathematische Berechnungen, komplexe Funktionen und vielfältiger Datenaustausch über Kommunitationskanäle direkt in den Quellcode mit einbezogen werden kann. Wollte man diesen Code mit den klassischen AWL-Funktionalitäten nachbilden, würde sich der zuvor genannte Vorteil schnell zum Nachteil der Unübersichtlichkeit verkehren, da jeder intelligente Algorithmus eine Vielzahl von Symbolen benötigt, oder gemeinhin nicht übersetzt werden kann. Dies sind typische Schwachstellen aus der SPS-Ära. Je nach Anwendungsfall und Komplexität haben dennoch beide Varianten ihre Berechtigung in der Automatisierung.

- Temperatur
PAC-Systeme sind für industrielle Anwendungen modular konzipiert und erlauben auf Grund ihrer flexiblen Konfiguration die Integration mehrerer Automatisierungsdisziplinen auf nur einer Plattform. Sie zeichnen sich insbesonders im harten Dauereinsatz, bei schwierigen Klima- und EMV-Umgebungen aus. Die typische Betriebstemperatur von PAC- Systemen liegt je nach Anwendungsbereich bei 0(-25)...+70 bis -40...+85 Grad Celsius. Schon diese Anforderung wird von normalen PC-Prozessoren und x86-Mainboards in der Regel nicht erfüllt. 

- EMV-Störfestigkeit
Die EMV-Schutzanforderungen sind bei industriellen Komponenten ebenfalls höher. Daher sollten alle Baugruppen für den harten vor-Ort-Einsatz zumindest die EMV-Norm: DIN EN 50082-2 erfüllen. Diese Norm legt die Störfestigkeit um 10 dB schärfer fest, als die übliche Prüfung, welche für priv. Konsum- und Büroartikel herangezogen wird. Gleiches gilt für die Prüfnorm EN 61000-4-3, EN 61000-4-4, EN 61000-4-5 und EN 61000-4-6 mit höheren HF-Feldern, Hochvolt-Prüfspannungen (Surge Stoßstrom/Spannung) und stärkeren Transienten.






Muss CP/M® installiert sein, um SEPIA-Advanced-BASIC nutzen zu können?

Nein. SEPIA-Advanced-BASIC RT-ZBAS arbeitet vollkommen eigenständig. Für den normalen Betrieb oder Remote-I/O-Betrieb benötigen Sie auch keine MEM-Karte. CP/M® wurde hier nur zu Kompatibilitäts- und Hobbyzwecken (quasi hausintern) auf SEPIA geprüft. CP/M ist somit nicht Teil des Lieferumfangs. Der Test soll lediglich die Funktionsvielfalt dieses Systems aufzeigen bzw. zu weiteren Ideen und Entwicklungen anregen. CP/M ist heute ein freies Betriebssystem, die Quellcodes sind öffentlich einsehbar zb.: http://www.schorn.ch/altair_6.php oder http://www.cpm.z80.de

Gibt es ein Handbuch zu CP/M?

Hier: CPM22-DRI.pdf

Ist SEPIA mit CP/M® vollwertig als Rechner/System einsetzbar?

Ja. Damit SEPIA CP/M-fähig wird, müssen hier jedoch die MEM- und IDE-Karte im System vorhanden sein. Auf der Memory-Karte befindet sich der Bootloader (EPROM) und ein 128/512kB SRAM, wovon 64kB für das OS genutzt werden. Der Urlader läd das Betriebssystem von einer CF-Karte in den Speicher und startet anschließend den CCP, so dass CP/M-Programme bis zu einer Größe von 54 kB gestartet werden können. Zusätzlich wird ein spezielles SYSGEN.COM mitgeliefert, welches die Systemspuren auf eine zweite CF-Karte (auf IDE1 = SLAVE) übertragen kann. Mittels RXD  Empfangs-Programm (RXD.COM) können weitere CP/M-Programme über die serielle COM2 (z.B. auf RTC-Karte vorhanden) mit 115.2 kBaud zum System übertragen werden. Hierzu wird der Einsatz mit ZOC.EXE quasi als "File Sender MODEM" empfohlen. Insgesamt werden drei Laufwerke unterstützt: A> virtuelle 1 MB RAM-DISK (demnächst lieferbar), B> IDE0: "MASTER" mit max. 32 MB und C> als IDE1: "SLAVE" mit max. 16 MB Speicherkapazität. Das CP/M-System meldet sich nach dem Booten wie folgt:
 
------------------------------
* IPL SYSTEM-LOADER Rev. 2.002
------------------------------

 RAM DISK ....... 1 MB
 Init SIO ....... fertig
 Init ZSIO ...... fertig
 Init PIO ....... fertig
 IDE Master ..... ja
 IDE SLAVE ...... ja
 IDE Init ....... fertig 

 System Tracks load ...
 ADVANCED CP/M 2.2  BIOS  1.30A  SEPIA o.k.

B0>_

 

Tatsächliche Bildschirmdarstellung: 80 x 36 Zeichen

Weitere Screenshots:
Siehe auch: Neues Boot-Menue
Siehe auch: CP/M-STAT
Siehe auch: SEPIA Drives
Siehe auch: CP/M Adressen
Siehe auch: CP/M IOMAP
Siehe auch: CP/M Memory

Ist SEPIA (unter CP/M) mit KERMIT einsatzfähig?

Jetzt ja. Eine neue SIO-Karte stellt die erforderliche, serielle RS232-Schnittstelle her, welche mit einem KAYPRO 10 vergleichbar ist. DFÜ- Programme wie XMODEM10.COM oder KERM411.COM können sofort kommunizieren bzw. Daten mit anderen Systemen mit bis zu 115.2 kBd austauschen. Der an der Karte befestigte 25 pol. D-SUB-Stecker entspricht der Pin.-Belegung eines Standard-PCs (Normbelegung gem. V.24). Host-zu-Host-Verbindungen müssen somit erst gekreuzt werden. Die SIO Interface-Karte unterstützt zudem alle Handshake-Leitungen inkl. RI mit echten +/-12 Volt Signalpegeln. 

Quellen zu Kermit: http://www.columbia.edu/kermit/archive.html
Unterstützte Liste: http://www.columbia.edu/kermit/cpm.html
Mehr zu RS232, siehe: ANSI/EIA/TIA-232-F-1997

Kann auf SEPIA auch Wordstar® (von MicroPro) genutzt werden?

Ja. Neben dem WS-Patch wurde der Tastaturprozessor hinsichtlich der Cursorsteuerung (Pfeiltasten auf der PC-Tastatur) in der Lookup-Table angepasst. Die deutschen Umlaute ä,ü,ö werden bei der Eingabe automatisch in "ae", "ue" und "oe" übersetzt. Die ß-Taste wird in "ss" übersetzt. Alle CP/M-wichtigen Strg/CTRL-Tasten wie ^K ^X ^C ^P... (sowie Tab, Backspace, Insert, Delete, Up/Down-Scroll) werden ebenso unterstützt. Die LPT1 (D-Sub- 25pol. Buchse auf CPU-Karte) dient als parallele Druckerschnittstelle für handelsübliche Centronics-Printer, welche man immer noch erwerben kann. Info-Link zu Wordstar: http://de.wikipedia.org/wiki/WordStar

Kann ich unter CP/M® auch in HEBAS BASIC programmieren?

Ja, kein Problem. Sie können den Interpreter (von Dr. Hehl) ebenso unter CP/M nutzen.
Link unter: http://www.hehlhans.de/bilder%20/euroz80/download/HEBASCPM.Z80

Kann ich unter CP/M® auch in C programmieren?

Ja. Wer CP/M 2.2 auf SEPIA nutzt, kann natürlich auch in C, Turbo Pascal, Assembler, Modula, ADA, Algol, Lisp, Fortan, Cobol u.a. Sprachen eigene Programme entwickeln, soweit - falls keine Freeware - entsprechende Compiler und Lizenzen vorhanden sind. Auf diesem Weg lassen sich ebenso weitere Kommunikationsprogramme und Schnittstellen erstellen, welche die gesamte Hardware individuell in Echtzeit nutzt. Es gibt jede Menge freie CP/M Software im Netz. Siehe z.B. C-Compiler: http://www.bdsoft.com/resources/bdsc.html

Ist eine Lizensierung von CP/M® nötig?

Nein. Weitere Hinweise finden Sie hier: http://www.gaby.de/faq.htm#5
Zusätzliche Informationen: http://www.cpm.z80.de/drilib.htm oder: http://www.digitalresearch.biz.
Hintergrundinformationen finden Sie unter: http://www.bernd-leitenberger.de/cpm.shtml

Warum CP/M?

So muss ein Betriebssystem eben sein: offen, schnell, absturzsicher, keine priviligierten Verbote, erweiterbar, ressourcensparend...
CP/M lebt - und ist selbst nach 30 Jahren unter den echten Maschinensprachen-Programmierern immer noch sehr beliebt.
Bitte hier weiter lesen...

Welche Programme laufen unter CP/M auf SEPIA? 

Siehe hier: CPM-DIR.txt

Wer hat CP/M entwickelt?

Dr. Gary Kildall. Siehe auch: http://www.digitalresearch.biz/GARY&CPM.HTM

Weitere Hintergrundinformationen dazu: 
http://www.computerhistory.org/atchm/early-digital-research-cpm-source-code
http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/Milestones:The_CP/M_Microcomputer_Operating_System,_1974
http://www.bernd-leitenberger.de/cpm.shtml
http://www.computermuseum-muenchen.de/dictionary/history/cpm.html
http://www.shaels.net/index.php/cpm80-22-documents

Sourcen zu CP/M:
http://www.cpm.z80.de/source.html
http://www.retroarchive.org/cpm/archive/unofficial/source.html
http://www.autometer.de/unix4fun/z80pack/doc_cpm22_src.html
http://www.z80.info/z80emu.htm
http://cpuville.com/cpm_on_new_computer.html
http://s3data.computerhistory.org/atchm/documents/CPM_source.zip

CP/M Doku unter:
http://bitsavers.trailing-edge.com/pdf/imsai/dos-a/05_CPM_Interface_Guide_1976.pdf
http://bitsavers.org/pdf/digitalResearch/cpm/2.0/CPM_2_0_Users_Guide_for_CPM_1_4_Users_1979.pdf

CP/M-calls:
http://www.seasip.demon.co.uk/Cpm/bdos.html

Wo gibt es noch weitere Unterlagen zu CP/M®?

Wichtige Dokumentation und Quellen: http://www.cpm.z80.de
CP/M Kommandos: http://www.oocities.org/homeofoscarvermeulen/cpm/cpm_commands.html
Komplettes Handbuch zu CP/M 2.2, ausführliche BDOS und CCP Dokumentation: CPM22_DOKU.PDF
Wer sich ein eigenes CP/M programmieren möchte, wird z.B. hier fündig: http://www.moria.de/~michael/yaze-p2dos
Wertvolle Programmierhilfen finden Sie dazu unter: http://hc-ddr.hucki.net/wiki/doku.php/cpm:systemdoku
Für alle Z80 Programmierer interessant: http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Assembly/Z80/
Weitere Infos unter: http://www.oocities.org/homeofoscarvermeulen/cpm.html und: http://www.seasip.demon.co.uk/Cpm

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