12-2023
Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik
Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik
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Dezember <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> Jg. 27<br />
Moderne Instandhaltungskonzepte<br />
für die Prozessindustrie<br />
Synostik GmbH, S. 10
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MESSER“ UNTER DEN<br />
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Ein Unternehmen der MPDV Gruppe
Editorial<br />
Andreas Dangl<br />
Geschäftsführer<br />
Fabasoft Approve GmbH<br />
www.fabasoft.com/approve<br />
Digitalisierung in KMU:<br />
Zwischen Herausforderungen und Chancen<br />
In der Ära der Digitalen Transformation spielt die Einführung bzw. Nutzung moderner<br />
Technologien und damit neuer Arbeitsweisen eine entscheidende Rolle für den<br />
langfristigen Erfolg von Unternehmen. Eine umfangreiche Digitalisierung wichtiger<br />
Geschäftsprozesse bietet insbesondere für kleine und mittelständische Unternehmen<br />
(KMU) ein erhebliches Potenzial, das besser heute als morgen genutzt werden<br />
sollte, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Vor allem in Ländern wie Deutschland und<br />
Österreich zeigt sich jedoch immer noch eine gewisse Zurückhaltung, wenn es um<br />
die Implementierung digitaler Technologien in die eigenen Geschäftsabläufe geht.<br />
Auch wenn deren Bedeutung zumeist hoch eingeschätzt wird, scheitert es häufig an<br />
der Umsetzung.<br />
Die Ursachen dafür sind zahlreich: Der Hauptgrund ist meiner Meinung nach, dass<br />
viele mittelständische Betriebe ganz offensichtlich keine langfristige Digitalisierungsstrategie<br />
vorzuweisen haben. Dazu kommen fehlende finanzielle Ressourcen sowie<br />
der aktuelle IT-Fachkräftemangel, der etliche in diese Richtung gehenden Vorhaben<br />
nicht nur verzögert, sondern teilweise komplett zum Erliegen bringt. Eine wichtige<br />
Bedeutung haben auch Sicherheitsbedenken. So zögern viele KMU aus Sorge um die<br />
Sicherheit ihrer Daten immer noch damit, den Schritt in die Digitalisierung zu wagen.<br />
Die Lösung liegt unter anderem in smarten Daten- und Dokumentenmanagementsystemen,<br />
die es erlauben, die eigenen Prozesse schnell und einfach zu digitalisieren.<br />
Im Idealfall unterstützen derartige Systeme umfangreiche No-Code-/Low-Code-<br />
Funktionalitäten, was Prozessmodellierungen oder -anpassungen mit wenig Aufwand<br />
und ohne Programmierkenntnisse erlaubt. Das schont wertvolle IT-Ressourcen und<br />
reduziert Entwicklungszeiten in Digitalisierungsprojekten signifikant. KMUs sollten<br />
dabei unbedingt auf eine Datenhaltung in Europa sowie international anerkannte Zertifizierungen<br />
im Bereich Datensicherheit und -schutz seitens des Anbieters achten.<br />
Die Digitalisierung bedingt demnach eine teils umfassende Transformation wichtiger<br />
Prozesse im Unternehmen. Dabei gilt es, das Silodenken aufzubrechen und wichtige<br />
Arbeitsabläufe grundlegend neu zu gestalten. Viele Unternehmen denken vorwiegend<br />
an ihr eigenes Geschäftsmodell, vergessen dabei jedoch den Mehrwert, den<br />
eine ganzheitliche Betrachtung der gesamten Supply-Chain bringt. Bei der Digitalisierung<br />
geht es vielmehr darum, Teil eines großen Ökosystems zu sein und davon<br />
zu profitieren. Beispielsweise benötigt der Anlagenbauer Siemens Energy für den<br />
Bau eines Kraftwerks unzählige Komponenten wie Turbinen, Pumpen oder Rohrleitungen.<br />
Um diese effizient von Lieferanten beziehen zu können, nutzt Siemens ein<br />
cloudbasiertes Daten- und Dokumentenmanagementsystem. Dieses ermöglicht eine<br />
effiziente Kommunikation sowie den Austausch wichtiger Unterlagen zwischen Kunden<br />
und Lieferanten. Genauso hat ein Pumpenhersteller als Lieferant selbst auch<br />
wieder Sublieferanten und dieses Ökosystem bringt die digitale Transformation letztendlich<br />
als ganzheitlichen Prozess voran.<br />
Die Digitalisierung stellt ein anspruchsvolles Unterfangen für KMU dar, das jedoch<br />
immens große Potenziale in puncto Kostenreduktion und Effizienzsteigerung birgt.<br />
Führungsverantwortliche in Deutschland und Österreich müssen damit beginnen, den<br />
digitalen Wandel als Chance zu begreifen und aktiv daran mitwirken. Nur so sichern<br />
sie langfristig ihre Wettbewerbsfähigkeit und laufen nicht Gefahr, den Anschluss an<br />
die internationale Entwicklung zu verpassen.<br />
Andreas Dangl<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 3
Inhalt <strong>12</strong>/<strong>2023</strong><br />
Dezember <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> Jg. 27<br />
3 Editorial<br />
4 Inhalt<br />
6 Aktuelles<br />
10 Titelstory<br />
<strong>12</strong> Komponenten/Stromversorgung<br />
32 IPCs/SBCs/Module/Embedded<br />
40 Kommunikation<br />
48 Qualitätssicherung<br />
49 Messen/Steuern/Regeln<br />
54 Bedienen und Visualisieren<br />
56 Software/Tools/Kits<br />
58 Digitalisierung<br />
59 Kennzeichnen und Identifizieren<br />
60 Automatisierung<br />
61 Bildverarbeitung<br />
62 Fachartikel exklusiv im e-Paper<br />
Moderne Instandhaltungskonzepte<br />
für die Prozessindustrie<br />
Synostik GmbH, S. 10<br />
Titelstory:<br />
Moderne<br />
Instandhaltungskonzepte<br />
für die Prozessindustrie<br />
In kaum einem anderen Industriezweig ist<br />
die Instandhaltung so wichtig wie in der<br />
Prozessindustrie. 10<br />
Zeitschrift für Mess-, Steuer- und Regeltechnik<br />
Herausgeber und Verlag:<br />
beam-Verlag<br />
Krummbogen 14<br />
35039 Marburg<br />
www.beam-verlag.de<br />
Tel.: 06421/9614-0<br />
Fax: 06421/9614-23<br />
Redaktion:<br />
Christiane Erdmann<br />
redaktion@beam-verlag.de<br />
Anzeigen:<br />
Tanja Meß<br />
tanja.mess@beam-verlag.de<br />
Tel.: 06421/9614-18<br />
Erscheinungsweise:<br />
monatlich<br />
Satz und Reproduktionen:<br />
beam-Verlag<br />
Druck & Auslieferung:<br />
Bonifatius GmbH, Paderborn<br />
www.bonifatius.de<br />
Der beam-Verlag übernimmt trotz sorgsamer<br />
Prüfung der Texte durch die Redaktion keine<br />
Haftung für deren inhaltliche Richtigkeit.<br />
Alle Angaben im Einkaufsführerteil beruhen<br />
auf Kundenangaben!<br />
Handels- und Gebrauchsnamen,<br />
sowie Waren bezeichnungen und<br />
dergleichen werden in der Zeitschrift<br />
ohne Kennzeichnungen verwendet. Dies<br />
berechtigt nicht zu der Annahme, dass<br />
diese Namen im Sinne der Warenzeichenund<br />
Markenschutzgesetz gebung als frei zu<br />
betrachten sind und von jedermann ohne<br />
Kennzeichnung verwendet werden dürfen.<br />
Industrielle Digitalisierung<br />
sollte kein Selbstzweck sein<br />
Mitglieder des Smart Electronic Factory e.V. beleuchten:<br />
Wertschöpfungspotenzial der Digitalisierung. 58<br />
Smarte Module für Smart Factory<br />
IPC-Technik für minimalinvasive Anlagenaufrüstungen 32<br />
4 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Remote Access in der Industrie<br />
Risiken und Lösungsansätze 40<br />
Powermanagement<br />
und intelligente Stromversorgung<br />
Der Inverter in der Elektromobilität und die Anforderungen<br />
an Steckverbinder <strong>12</strong><br />
Digitizer liefern endloses<br />
Datenstreaming<br />
mit 10 GS/s Abtastrate<br />
COTS-Lösungen speichern<br />
über 6 Stunden Daten<br />
und führen kontinuierliche<br />
Signalverarbeitung durch. 52<br />
Neuer virtueller Treffpunkt<br />
für Technologiebegeisterte<br />
PI (PROFIBUS & PROFINET International) richtet mit der PROFINET<br />
Ecosystem Plattform einen virtuellen Kollaborationsraum für all diejenigen ein,<br />
die an der Zukunft der PROFINET-Technologie aktiv mitwirken möchten. 43<br />
Impedanzmessung -<br />
Grundlegende Messmethoden<br />
Die Impedanz ist eine wichtige Größe in der Elektrotechnik,<br />
sobald Wechselspannungen im Spiel sind. 50<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 5
Aktuelles<br />
App zum Identifizieren, Analysieren<br />
und Bewerten von Risiken<br />
Adlon präsentiert das Risikomanagement Cockpit<br />
• Einfache Suche bzw. Selektion<br />
• Bearbeitung durch mehrere<br />
Personen – Verteilung auf<br />
mehrere Schultern<br />
• Erhöhung der Aufmerksamkeit,<br />
d.h. Sensibilisierung auf Risiken<br />
und deren Vermeidung<br />
• Risikobewertung durch einen<br />
einheitlichen Prozess<br />
• Benennung von Verantwortlichen<br />
und Maßnahmen zur<br />
Risiko-Vermeidung<br />
Die Digitalisierung von Arbeitsprozessen<br />
im Fokus: Als IT-Dienstleister<br />
plant, entwirft und betreibt<br />
Adlon den digitalen Arbeitsplatz<br />
von der Modernisierung der Infrastruktur<br />
über die Digitalisierung der<br />
Prozesse und Tätigkeiten bis hin<br />
zur Arbeitsplatz- und Informationssicherheit.<br />
Mit dem Ziel, seine Kunden<br />
mit IT zu stärken. Mit der Risikomanagement<br />
App erweitert Adlon<br />
die Erfolgsserie der fertigen Plug<br />
& Play-Lösungen um eine smarte<br />
App und begegnet der neuen NIS<br />
2 EU-Richtlinie.<br />
Smarte IT-Lösungen zur Automatisierung<br />
von Aufgaben und Prozessen<br />
setzen sich auch am Microsoft<br />
365-Arbeitsplatz weiter durch. Ein<br />
Risikomanagement-System ist Teil<br />
von verantwortungsvollem und<br />
unternehmerischem Handeln. Es<br />
ist Bestandteil von Informationssicherheit<br />
und gewährleistet Sicherheit,<br />
Kontinuität und Verfügbarkeit.<br />
Unabhängig von der Unternehmensgröße<br />
sind Unternehmen angehalten,<br />
sich mit Risiken in ihren Geschäftsprozessen<br />
auseinanderzusetzen.<br />
Smartes Management<br />
von möglichen Risiken<br />
Mithilfe der neuen ADLON App<br />
können Unternehmen systematisch<br />
die Risiken erfassen und verwalten.<br />
Sie bietet dem Risikomanager<br />
eine Gesamtübersicht der schutzbedürftigen<br />
Werte und der Risiken<br />
sowie durchdachte Management-<br />
Prozesse. Risiko-Owner profitieren<br />
von einer einfachen Bewertung<br />
und Behandlung und automatisierten<br />
Erinnerungen und Bearbeitungsvorlagen.<br />
Damit begegnet die<br />
App den Anforderungen der ISO<br />
31001:2018 Risikomanagement-<br />
Norm und der ISO 27001 sowie<br />
der ISO 2301 Business Kontinuitätsmanagement.<br />
Wie funktioniert die App?<br />
Die App ist ein Technologie-Stack<br />
aus Microsoft PowerPlatform und<br />
im Tenant des Unternehmens eingebunden.<br />
Das Preismodell sieht<br />
einmalige Kosten vor statt Cost- per-<br />
User und Lizenzkosten. Entgegen<br />
anderen Lösungen am Markt gibt<br />
es keine versteckten oder zusätzlichen<br />
Kosten. Die App kann über<br />
das Smartphone oder über den<br />
Desktop bedient werden, was die<br />
Integration aller Mitarbeiter (auch<br />
Frontline-Worker) in den digitalen<br />
Arbeitsplatz ermöglicht.<br />
Die Bedienung ist intuitiv und<br />
begegnet den typischen Anforderungen:<br />
• Transparente Abbildung des<br />
Risikomanagement-Prozesses<br />
und beteiligter Prozesse<br />
• Zentrale Übersicht der<br />
Kritikalität der Risiken<br />
• Datenschutzkonformität<br />
(Berechtigung/Zugriff)<br />
und hinterlegtes Löschkonzept<br />
• Zentrale Speicherung der Daten<br />
bzw. revisionssichere Abbildung<br />
aller Vorgänge, um der<br />
Auskunfts pflicht von Kontrollbehörden<br />
begegnen zu können<br />
Wer profitiert<br />
von der Lösung?<br />
Unternehmer, die sich ihrer<br />
Management-Verantwortung bewusst<br />
sind und die Informationssicherheit<br />
gewährleisten und digital unterstützen<br />
möchten. Die Lösung bietet<br />
sich insbesondere dann an, wenn<br />
es keine eigens für Risikomanagement<br />
vorhandene Ressourcen gibt<br />
und eine gängige Branchensoftware<br />
die Bearbeitung der Risiken unnötig<br />
aufbläst. Unabhängig von der Branche<br />
oder Firmengröße pusht die<br />
Lösung digitales Arbeiten, indem<br />
Excel-Listen, manuelle Erfassung<br />
und Papiererfassung der Vergangenheit<br />
an gehören.<br />
Fertige IT-Lösungen,<br />
mehr als Problemlöser –<br />
verkannte Helfer<br />
Plug & Play-Lösungen von Adlon<br />
basieren auf Microsoft 365- bzw.<br />
PowerPlatform-Modulen. Die IT-<br />
Lösungen können einfach adaptiert<br />
und am eigenen Arbeitsplatz,<br />
d.h. im eigenen Tenant integriert<br />
werden: Plug & Play. Durch den<br />
modularen Aufbau werden nach<br />
und nach die Prozesse der Fachabteilungen<br />
digitalisiert. Ohne zusätzliche<br />
Software(kosten). Das pusht die<br />
interne Digitalisierung und schont<br />
die eigenen Ressourcen.<br />
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6 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
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Aktuelles<br />
Perschmann Calibration feiert 30 Jahre<br />
Kalibrierdienstleistungen<br />
Die Braunschweiger Kalibrier-Experten setzen auf Expansion und erweiterte Services<br />
Die Perschmann Calibration GmbH, ein führender<br />
Anbieter von Kalibrierdienstleistungen,<br />
begeht ihr 30. Firmenjubiläum. Zu diesem Anlass<br />
präsentiert das Unternehmen seine Pläne für<br />
einen neuen, eigenständigeren Firmenauftritt, ein<br />
erweitertes Angebot und die Einrichtung eines<br />
modernen Metrologie-Zentrums in Brauschweig.<br />
Qualität und Verlässlichkeit<br />
Alexander Siefert, Geschäftsführer der<br />
Perschmann Calibration GmbH, betont die Bedeutung<br />
dieses Jubiläums: „Nach 30 Jahren erfolgreicher<br />
Tätigkeit haben wir uns als eines der führenden<br />
Kalibrierlabore in Deutschland etabliert.<br />
Qualität und Verlässlichkeit sind unsere Markenzeichen<br />
– das feiern wir mit unseren engagierten<br />
Mitarbeitenden. Wir blicken auf unsere Vergangenheit<br />
zurück, richten aber vor allem unseren<br />
Fokus auf zukünftige Entwicklungen. Und wir<br />
haben ehrgeizige Pläne für die Weiterentwicklung<br />
unseres Unternehmens.“<br />
Komplettanbieter fürs Kalibrieren –<br />
auch digital<br />
Mit dem aktuellen Kalibrierkatalog hat Perschmann<br />
Calibration bereits das Angebot um zusätzliche<br />
akkreditierte Dienstleistungen für dimensionelle,<br />
mechanische, thermodynamische und<br />
elektrische Messmittel erweitert. Dabei bleibt die<br />
Dimension Länge weiterhin ein Schwerpunkt,<br />
für den das Unternehmen einen ausgezeichneten<br />
Ruf genießt. Gleichzeitig werden jedoch<br />
auch konsequent das Sortiment erweitert und<br />
die Expertise für eine breite Palette von Kalibrierdienstleistungen<br />
vertieft, um sich in Zukunft<br />
noch stärker als Komplettanbieter für sämtliche<br />
Kalibrierbedürfnisse in Industrie und Handwerk<br />
zu etablieren.<br />
Digitalisierung und Automatisierung<br />
Mit Blick auf die weitere Entwicklung setzt<br />
Perschmann Calibration auf die Themen Digitalisierung<br />
und Automatisierung. Mit dem Online-<br />
Portal trendic hub haben Kunden die Möglichkeit,<br />
ihre Kalibrierdaten digital zu verwalten und<br />
auditsicher aufzubewahren. Auch bei der Entwicklung<br />
des digitalen Kalibrierscheins ist das<br />
Unternehmen mit seiner Expertise dabei. Ein<br />
weiterer Trend ist die Kalibrierung von Messund<br />
Prüfmitteln vor Ort beim Kunden, um Ausfallzeiten<br />
zu minimieren.<br />
Neuer Firmenauftritt<br />
Derzeit in Arbeit ist der modernisierte Unternehmensauftritt<br />
von Perschmann Calibration.<br />
Ein Teil der Veränderung wird die Neugestaltung<br />
der Unternehmens-Website sein, die eine<br />
umfassende Darstellung der Kalibrierdienstleistungen<br />
und -angebote bietet. Die Website<br />
wird auf Benutzerfreundlichkeit und einfache<br />
Zugänglichkeit ausgerichtet, um Kunden noch<br />
besser zu informieren.<br />
Modernes Metrologie-Zentrum<br />
in Braunschweig<br />
Die Expansionspläne auch bauliche Entwicklungen<br />
am Standort Braunschweig. Hierzu gehört<br />
die Modernisierung einer bestehenden Halle<br />
auf dem Perschmann Campus sowie in einem<br />
nächsten Schritt der Bau einer neuen Halle auf<br />
einem benachbarten Grundstück. Das langfristige<br />
Ziel ist die Einrichtung eines modernen<br />
Metrologie-Zentrums bis 2027, das nicht nur<br />
funktional, sondern auch architektonisch ansprechend<br />
gestaltet sein wird und als Begegnungsstätte<br />
für die Mitarbeitenden der Perschmann<br />
Gruppe dienen soll.<br />
Attraktiver Arbeitgeber<br />
mit großem Fachwissen<br />
Als integraler Bestandteil der Perschmann<br />
Gruppe bietet das Unternehmen attraktive Karrieremöglichkeiten<br />
und erweitert sein Team im<br />
technischen und kaufmännischen Bereich. Die<br />
interne Qualifikation hat dabei einen hohen Stellenwert,<br />
und neue Mitarbeiter werden intensiv<br />
geschult, um das erforderliche Fachwissen und<br />
die Fähigkeiten für die Kalibrierung von Messund<br />
Prüfmitteln zu erwerben.<br />
Gefeiert wurde das Jubiläum mit einem großen<br />
Familienfest im Oktober <strong>2023</strong> auf dem Firmencampus,<br />
zu dem alle Beschäftigten der Perschmann<br />
Gruppe am Standort Braunschweig und<br />
ihre Familien eingeladen waren. ◄<br />
Perschmann Calibration GmbH<br />
www.perschmann-calibration.de<br />
8 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
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Titelstory<br />
Moderne Instandhaltungskonzepte<br />
für die Prozessindustrie<br />
In der Prozessindustrie spielen Inspektion und Wartung eine sehr große Rolle, da ungeplante Stillstände in der Prozessfertigung enorme Kosten verursachen<br />
können. © shutterstock.com/metamorworks<br />
© Synostik GmbH<br />
Autor:<br />
Johannes H. Diedrich<br />
Leiter Industrieprojekte<br />
Synostik GmbH<br />
info@synostik.de<br />
www.synostik.de<br />
In kaum einem anderen Industriezweig<br />
ist die Instandhaltung so<br />
wichtig wie in der Prozessindustrie.<br />
Hoch- und Herunterfahren der Anlagen<br />
ist zumeist langwieriger und aufwendiger<br />
als in der diskreten Fertigung,<br />
weshalb Inspektion und Wartung<br />
genauestens geplant und effizient,<br />
aber vor allem vollständig durchgeführt<br />
werden müssen. Kommt es<br />
trotz allem zu ungeplanten Stillständen,<br />
ist jede Sekunde, die bei Fehlersuche<br />
und Reparatur eingespart<br />
werden kann, viel Geld wert. Je besser<br />
Instandhaltungs-Fachkräfte bei<br />
ihren Aufgaben unterstützt werden,<br />
desto effizienter und vor allem zuverlässiger<br />
können sie arbeiten. Diese<br />
Unterstützung schafft digitalisierte,<br />
geführte Instandhaltung.<br />
Status Quo<br />
der Instandhaltung<br />
Die Instandhaltung hat zum Ziel,<br />
die Funktionsfähigkeit einer Produktionsanlage<br />
erstens zu erhalten und<br />
zweites bei Verlust wiederherzustellen.<br />
Ersteres geschieht zumeist<br />
durch Inspektion und Wartung, letzteres<br />
durch Fehlersuche und Reparatur.<br />
In der Prozessindustrie spielen<br />
Inspektion und Wartung im Vergleich<br />
zu vielen anderen technischen<br />
Anwendungen eine größere Rolle,<br />
da ungeplante Stillstände in der Prozessfertigung<br />
durchschnittlich vielfach<br />
höhere Kosten verursachen.<br />
Daher müssen solche Stillstände,<br />
die eine Fehlersuche und Reparatur<br />
notwendig machen, von vornherein<br />
vermieden werden.<br />
Inspektion und Wartung<br />
gut planen<br />
Da die Anlagen auch für Inspektion<br />
und Wartung heruntergefahren<br />
werden müssen, entstehen zusätzlich<br />
Kosten durch Produktionsausfälle.<br />
Wird während der Wartung<br />
festgestellt, dass benötigtes Werkzeug<br />
fehlt, oder zusätzliche Ersatzteile<br />
benötigt werden, steigen die<br />
Zusatzkosten ungeplant an. Gleiches<br />
passiert, wenn eingeplante<br />
Fachkräfte zum Zeitpunkt der Wartung<br />
ausfallen und ungeübten Vertretern<br />
die zu erledigenden Aufgaben<br />
erst erklärt werden müssen.<br />
Kurzum: Inspektion und Wartung<br />
müssen generalstabsmäßig geplant<br />
und durchgeführt werden. Dabei<br />
reicht es nicht, Zeitpunkt und Dauer<br />
zu planen. Vollständigkeit bei maximaler<br />
Effizienz kann nur erreicht<br />
werden, wenn alle Tätigkeiten, die<br />
während der Inspektion und Wartung<br />
durchgeführt werden sollen,<br />
bekannt und geplant sind.<br />
In vier Schritten zur<br />
geführten Instandsetzung<br />
Um bei der Planung strukturiert<br />
vorzugehen und sicherzustellen,<br />
dass alle relevanten Tätigkeiten<br />
berücksichtigt werden, sollten die<br />
folgenden vier Schritten iterativ<br />
bearbeitet werden:<br />
1. Überblick verschaffen<br />
Alle Bestandteile des Anlagensystems,<br />
die Gegenstand von Inspektion<br />
und Wartung sein können, müssen<br />
übersichtlich gelistet und dargestellt<br />
werden. Dabei hilft es der<br />
Struktur, die einzelnen Bestandteile<br />
in Gruppen zu unterteilen.<br />
Beispielsweise kann nach Aktoren,<br />
10 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Titelstory<br />
erhält jede beteiligte Fachkraft einen<br />
Abarbeitungsplan und die ihr zugewiesenen<br />
Algorithmen (ggf. in der<br />
individuell sinnvollen Detailtiefe und<br />
Sprache). Benötigte Werkzeuge und<br />
Ersatzteile können vorab bereitgestellt<br />
werden und der effizienten und<br />
vollständigen Abarbeitung der Aufgaben<br />
während des geplanten Zeitfensters<br />
steht nichts mehr im Wege.<br />
Eine software-gestützte Erarbeitung von maschinenlesbaren Ergebnissen ermöglicht beispielsweise die<br />
Bereitstellung der Algorithmen auf digitalen Endgeräten, oder die Einbindung der Planung und Durchführung<br />
in ERP-Systeme. © shuttestock.com/Olya Humeniuk<br />
Sensoren, Steuergeräten und rein<br />
mechanischen Bauteilen unterteilt<br />
werden. So kann die Vollständigkeit<br />
gruppenweise überprüft werden.<br />
Weitere Anhaltspunkte dafür<br />
können Verbau- und Teilelisten sein.<br />
Im Rahmen dieser Systemanalyse<br />
bietet es sich an, eindeutige Namen<br />
und – im Vorgriff auf eine spätere<br />
Digitalisierung - maschinenlesbare<br />
Adressen zu vergeben.<br />
2. Ursachen erkennen<br />
und bewerten<br />
Als nächstes muss für jeden zuvor<br />
ermittelten Bestandteil des Gesamtsystems<br />
hinterlegt werden, welche<br />
Fehlerursachen hier auftreten können.<br />
Weiterhin muss beurteilt werden,<br />
ob das Auftreten der Fehlerursache<br />
durch Wartung verhindert<br />
oder zumindest die Eintrittswahrscheinlichkeit<br />
gesenkt werden kann.<br />
Abschließend gilt es auf Basis dieser<br />
Einschätzungen zu beurteilen, an<br />
welchen Bauteilen für welche Fehlerursachen<br />
Inspektion und Wartung<br />
vorgesehen werden sollten. Für die<br />
Fehlerursachen können abhängig<br />
von der Art (Gruppe) des Systembestandteils<br />
generische Kataloge<br />
verwendet und gepflegt werden.<br />
Einzelne Katalogeinträge können<br />
fallweise auf Relevanz überprüft<br />
und entsprechend berücksichtigt<br />
oder mit entsprechendem Vermerk<br />
außer Acht gelassen werden. Auch<br />
hier ist es wieder sinnvoll, eindeutige<br />
Namen und maschinenlesbare<br />
Identifier für die Fehlerursachen zu<br />
verwenden.<br />
3. Inspektions- und<br />
Wartungs-Algorithmen<br />
definieren<br />
Für alle Inspektions- und Wartungsfälle,<br />
die im vorangegangenen<br />
Schritt für zielführend befunden<br />
wurden, müssen nun Algorithmen<br />
definiert werden. Algorithmen<br />
sind nicht notwendiger Weise Quellcodes.<br />
Im Grunde sind es einfache<br />
Schritt-für-Schritt-Anweisungen zur<br />
Abarbeitung von Aufgaben. Gegenüber<br />
Checklisten wird der Nutzer an<br />
die Hand genommen und durch die<br />
Aufgabe geführt, statt dass er sie<br />
lediglich quittiert. Es mag auf den<br />
ersten Blick aufwändig erscheinen,<br />
diese Anleitungen zu erstellen, aber<br />
ihr Nutzen überwiegt den Aufwand<br />
bei Weitem. Die Aufgaben können<br />
schneller und vor allem in wiederholbarer<br />
Qualität abgearbeitet werden.<br />
Es können ergänzende Checklisten<br />
zu benötigtem Werkzeug, Ersatzteilen<br />
und Vergleichswerten für Messungen<br />
und Teilenummern hinterlegt<br />
werden. Außerdem sollte zu<br />
jedem Inspektions- und Wartungs-<br />
Algorithmus hinterlegt werden, in<br />
welchem Intervall er durchzuführen<br />
ist und wie viele Personen und<br />
Zeiteinheiten für die Durchführung<br />
benötigt werden.<br />
Digitalisierung<br />
Zudem lohnt sich auch hier ein<br />
Blick in Richtung Digitalisierung:<br />
Werden diese Algorithmen software-gestützt<br />
erzeugt, kann ein<br />
generischer Grundalgorithmus<br />
geschaffen und von diesem unterschiedlich<br />
stark ins Detail gehende<br />
Derivate abgeleitet werden. So kann<br />
beispielsweise ein sehr detailliertes<br />
Derivat zur Unterstützung von Auszubildenen<br />
und ein weniger detailliertes<br />
für Fachkräfte mit langjähriger<br />
Erfahrung erzeugt werden. Auch<br />
die Übersetzung in verschiedenen<br />
Sprachen ist bei digital erzeugten<br />
Algorithmen kein Problem.<br />
4. Inspektion und Wartung<br />
planen<br />
In einem letzten Schritt werden<br />
Inspektion und Wartung auf Grundlage<br />
der Algorithmen und ihrer Metadaten<br />
zeitlich und inhaltlich ausgeplant.<br />
Metadaten umfassen zum Beispiel<br />
benötigtes Personal, Werkzeug<br />
und Ersatzteile, geschätzte Dauer,<br />
Durchführungsintervall, etc. Steht<br />
eine Inspektion oder Wartung an,<br />
Da geht doch mehr<br />
Ausweitung und Digitalisierung: Auf<br />
Basis der Ergebnisse der Schritte<br />
eins und zwei können ebenfalls<br />
Algorithmen für die Fehlersuche<br />
und Reparatur erstellt werden. So<br />
kann zielgerichtet und effizient gearbeitet<br />
werden, sollte trotz aller Wartung<br />
ein ungeplanter Stillstand auftreten.<br />
Dabei sollte unter Schritt zwei<br />
dokumentiert werden, wie sich eine<br />
Kombination aus Fehler ursache an<br />
einem bestimmten Systembestandteil<br />
bemerkbar macht. Fehlersuch-<br />
Algorithmen sind Schritt-für-Schritt-<br />
Anweisungen, um von einem solchen<br />
Symptom zur eigentlichen<br />
Fehlerursache zu gelangen. Der<br />
entsprechende Reparatur-Algorithmus<br />
beschreibt die Behebung der<br />
Fehlerursache.<br />
Unterstützung<br />
durch Software<br />
Eine software-gestützte Erarbeitung<br />
von maschinenlesbaren Ergebnissen<br />
eröffnet zusätzliche Möglichkeiten:<br />
die Bereitstellung der Algorithmen<br />
auf digitalen Endgeräten,<br />
oder die Einbindung der Planung<br />
und Durchführung in ERP-Systeme<br />
sind nur die Spitze des Eisbergs.<br />
Automatisierung und der Einsatz<br />
von Künstlichen Intelligenzen sind<br />
die nächsten Schritte. Selbst die<br />
Unterstützung der Fachkräfte durch<br />
Augmented Reality oder das Trainieren<br />
von Instandhaltungsfällen in<br />
einer Virtual Reality sind denkbar.<br />
Fazit<br />
Mit dem Fortschreiten der Digitalisierung<br />
bieten sich mehr und<br />
mehr Möglichkeiten, Fachkräfte bei<br />
der Instandhaltung von technischen<br />
Systemen wie Produktionsanlagen<br />
zu unterstützen. Die Potenziale<br />
zur Einsparung von Zeit und damit<br />
Geld und zur Vermeidung von Produktionsausfällen<br />
sind enorm. Es<br />
wäre vermessen zu glauben, dass<br />
sich geführte Instandhaltung nicht<br />
lohnt. ◄<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 11
Komponenten/Stromversorgung<br />
Powermanagement<br />
und intelligente Stromversorgung<br />
Der Inverter in der Elektromobilität und die Anforderungen an Steckverbinder<br />
also die elektrische Energie in die jeweils für<br />
den Verbraucher nötige Spannungs ebene und<br />
-form, um eine optimale Leistung sicherzustellen.<br />
Batteriemanagementsysteme und die Leistungselektronik<br />
spielen für die Elektromobilität<br />
eine Schlüssel rolle, denn sie verbinden unterschiedliche<br />
Komponenten im E-Auto mobil miteinander.<br />
Die Verbindungsfunktion innerhalb der<br />
Inverter kommt den Steckverbindern zu. Diese<br />
sind gefordert, die Signale, Daten und die hohen<br />
Ströme trotz der anspruchsvollen Einsatzbedingungen<br />
zuverlässig, sicher, schnell und ohne<br />
Verluste zu steuern und zu übertragen. Hierzu<br />
müssen die Steckverbinder in puncto Temperaturbeständigkeit,<br />
Kompaktheit und Flexibilität<br />
sowie Leistungsfähigkeit und Robustheit einige<br />
Anforderungen erfüllen.<br />
Autorin:<br />
Franziska Lill<br />
Produktmanager I&C<br />
ept GmbH<br />
www.ept.de<br />
Wandel zur E-Mobilität<br />
Die Automobilindustrie hat in den letzten Jahren<br />
eine Verschiebung hin zur E-Mobilität erfahren.<br />
Diese Verschiebung zeigt sich anhand<br />
einer erhöhten Produktion von Elektrofahrzeugen<br />
(EVs) und gestiegenen Verkaufszahlen<br />
sowie dem Ausbau der Ladestruktur für EVs.<br />
Die Verbrauchernachfrage nach nachhaltigeren<br />
Transportoptionen wächst stetig. Ebenso wurden<br />
hohe Invest itionen in die Batterietechnologie<br />
getätigt, um Fortschritte bei den Themen<br />
Reichweite, Leistung und Kosten der E-Fahrzeuge<br />
zu erzielen. Regierungsanreize für die<br />
EV-Adaption, die Verpflichtungen der Automobilhersteller,<br />
den Verbrennungsmotor abzuschaffen,<br />
sowie verschärfte Emissionsvorschriften<br />
verleihen dem Umschwung zur Elektromobilität<br />
weiterhin Dynamik. Als Ergebnis steigern<br />
die traditionellen Automobilhersteller die Produktion<br />
von EVs.<br />
Inverter im E-Automobil<br />
Alle Bilder © ept GmbH<br />
Inverter sind in E-Fahrzeugen für die intelligente<br />
Stromversorgung und das Energiemanagement<br />
verantwortlich. Sie verbinden die Batterie des<br />
Elektrofahrzeugs mit den elektrischen Verbrauchern<br />
im Fahrzeug und beim Ladevorgang auch<br />
mit dem öffentlichen Stromnetz. Hierbei werden<br />
unterschiedliche Spannungsebenen benötigt.<br />
Es werden hauptsächlich zwei Arten von Invertern<br />
in Elektro autos eingesetzt: DC/DC-Inverter<br />
und AC/DC-Inverter. DC/DC-Inverter ändern die<br />
Spannung eines Gleichstroms. AC/DC- Inverter<br />
( Gleich- oder Wechselrichter) ändern Gleich- in<br />
Wechselstrom oder umgekehrt. Inverter wandeln<br />
Motor braucht Wechselspannung<br />
Einen Verbraucher im Elektrofahrzeug stellt<br />
der Motor dar. Die Synchron- und Asynchronmotoren<br />
in Elektrofahrzeugen werden mit Wechselspannung<br />
betrieben. Da die Batterie jedoch<br />
einen Gleichstrom liefert, müssen Umrichter die<br />
gewünschte Eingangswechselspannung erzeugen.<br />
Die Wechselrichter dienen auch dazu, die<br />
bei Bremsvorgängen erzeugte Rekuperationsenergie<br />
gleichzurichten und ins Hochvoltbordnetz<br />
einzuspeisen. Inverter sorgen demnach<br />
für eine effiziente Übertragung zwischen Batterie<br />
und Elektromotor, um eine möglichst große<br />
Reichweite zu gewährleisten. Auch beim Ladevorgang<br />
wird ein Wechselrichter eingesetzt, welcher<br />
die Eingangsspannung des öffentlichen<br />
Netzes gleichrichtet und in der Batterie speichert.<br />
In einem Elektrofahrzeug übernimmt ein<br />
Gleichstromwandler die Funktion der Lichtmaschine.<br />
Der Vorteil an einem Inverter im Vergleich<br />
zu einem zusätzlichen Generator zeigt<br />
sich durch eine höhere Effizienz, geringeres<br />
Gewicht und Wartungsfreiheit.<br />
Gleichstromwandler<br />
Dieser Gleichstromwandler transformiert die<br />
Hochvoltbordnetzspannung auf die niedrigeren<br />
Spannungsebenen der Nebenaggregate, z. B.<br />
des Radios. Die Batterie speist Gleichstrom ins<br />
Hochvoltbordnetz ein. Theoretisch wäre dazu kein<br />
zusätzlicher Wandler mehr nötig, da die Hochvoltbordnetzspannung<br />
an die Batteriespannung<br />
angepasst werden könnte. Jedoch variiert die<br />
Zellspannung der Batterie in Abhängigkeit vom<br />
Lade- und Belastungszustand. Dies führt dazu,<br />
Bild 1: Übersteckbereich des One27<br />
<strong>12</strong> PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Komponenten/Stromversorgung<br />
dass die an das Bordnetz angeschlossenen<br />
Wechsel- und Gleichrichter hohe Spannungsschwankungen<br />
aushalten müssen.<br />
Der Einsatz von Komponenten mit solchen<br />
Eigenschaften würde nicht unerhebliche Mehrkosten<br />
bedeuten, weshalb zur Spannungsstabilisierung<br />
ein zusätzlicher Gleichstromwandler<br />
zwischen der Batterie und dem Hochvoltbordnetz<br />
eingesetzt wird. Dadurch können Kosten<br />
reduziert werden und in Abhängigkeit vom Fahrzyklus<br />
auch der Gesamtwirkungsgrad gesteigert<br />
werden. Des Weiteren haben Inverter diverse<br />
Schutzfunktionen zu erfüllen, um das Elektroauto<br />
und seine Komponenten vor Überlastung,<br />
Überspannung und Überhitzung zu schützen.<br />
Insgesamt tragen Inverter dazu bei, dass das<br />
Elektroauto sicher, effizient und zuverlässig funktioniert<br />
und eine hohe Leistung erzielt.<br />
Anforderungen an Inverter<br />
Inverter müssen vielerlei Anforderungen<br />
erfüllen. Hierzu gehört mitunter die Kompatibilität,<br />
Integrierbarkeit sowie die Effizienz. Das<br />
bedeutet, die Inverter müssen kompatibel mit<br />
anderen Systemen im Elektroauto, wie Batterie,<br />
Elektromotor und Steuerungseinheit sein.<br />
Außerdem müssen Inverter einfach integrierbar<br />
sein, um den Aufbau des Elektroautos zu<br />
vereinfachen und Zeit und Kosten zu sparen.<br />
Zudem ist eine hohe Effizienz unerlässlich, um<br />
große Reichweiten zu ermöglichen.<br />
Auch Zuverlässigkeit, Kosteneffektivität und<br />
der Überlastungsschutz müssen gegeben sein.<br />
Eine zuverlässige Funktionsweise ist erforderlich,<br />
um eine stabile Funktion für sicheres und unterbrechungsfreies<br />
Fahren garantieren zu können.<br />
Inverter müssen erschwinglich für die wirtschaftlichen<br />
Anforderungen des Elektroautos sein.<br />
Ebenfalls müssen Inverter mit Überlastungsschutz<br />
ausgestattet sein, um Über lastung und<br />
Überspannung zu vermeiden und das Elektroauto<br />
und seine Komponenten zu schützen.<br />
Bezüglich technischer Anforderungen spielen<br />
die Temperaturbeständigkeit, die Kompaktheit,<br />
die Leistungsfähigkeit sowie die Robustheit<br />
eine zentrale Rolle.<br />
Merkmale<br />
So müssen die Inverter:<br />
• in einem weiten Temperaturbereich funktionieren<br />
und stabil sein, um in einem Fahrzeug<br />
eingesetzt zu werden<br />
• platzsparend und leicht sein, denn jedes<br />
zusätzliche Gewicht mindert die Reichweite<br />
eines Elektroautos<br />
• eine hohe Leistung bei der Strom- und Datenübertragung<br />
nachweisen, um den Bedürfnissen<br />
des Elektromotors und anderer Systeme<br />
zu entsprechen<br />
• widerstandsfähig gegenüber Umwelteinflüssen,<br />
Schock und Vibrationen sowohl im Installations-<br />
und Montageprozess als auch für automatisiertes<br />
Fügen und im Betrieb sein.<br />
Anforderungen<br />
an Steckverbindersysteme<br />
Inverter verbinden die unterschiedlichen Komponenten<br />
im Fahrzeug, wie den Batteriespeicher<br />
mit dem Elektromotor. Hierbei müssen die Inverter<br />
die oben aufgeführten Anforderungen erfüllen,<br />
um die Daten und Ströme in Echtzeit und<br />
zuverlässig zu übertragen.<br />
Die Verbindungsfunktion zwischen den Leiterplatten<br />
innerhalb der Inverter kommt den Steckverbindern<br />
zu. Die Steckverbinder sollen die<br />
Signale, Daten und Ströme trotz der anspruchsvollen<br />
Umweltbedingungen zuverlässig, sicher,<br />
schnell und ohne Verluste übermitteln. Für die<br />
Steckverbindungen gelten daher vergleichbare<br />
Anforderungen an die Qualität.<br />
Bild 2a: Simulation eines ungeschirmten Steckverbinders<br />
Bild 2b: Simulation eines geschirmten Steckverbinders<br />
Temperaturbeständigkeit<br />
Die Materialien der Steckverbinder sollten hohe<br />
Temperaturen aushalten, da die Einsatzbedingungen<br />
im Auto dies fordern. Bei der Auswahl<br />
des richtigen Steckerbinders stehen für den Isolierkörper<br />
eine Vielzahl an Kunststoffmaterialien<br />
zur Verfügung. Sehr gute Eigenschaften weist<br />
hier jedoch das Material LCP (Liquid Crystal Polymers)<br />
auf. Ein LCP-Isolierkörper besticht mit einer<br />
außerordentlichen Maß- sowie Wärmestabilität,<br />
einer hohen Steifigkeit, auch bei dünnwandigen<br />
Bauteilen und einem geringen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten.<br />
Aus der Brennbarkeitsklasse<br />
UL 94 V-0 resultieren Betriebstemperaturen<br />
bei Steckverbindern mit LCP-Isolierkörpern<br />
von -55 °C bis +<strong>12</strong>5 °C.<br />
Kompaktheit und Flexibilität<br />
Steckverbinder mit einem kleinen Rastermaß<br />
eignen sich sehr gut für den Einsatz im Inverter,<br />
da sie platzsparend sind, nur wenig Bauraum<br />
auf der Leiterplatte benötigen und somit dem<br />
Anspruch an die Kompaktheit gerecht werden.<br />
Eingesetzt werden hierfür beispielsweise Systeme<br />
mit einem Rastermaß von 1,27 mm, 0,8 mm<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 13
Komponenten/Stromversorgung<br />
Bild 3: Beispiel Zero8 – Stromtragfähigkeit pro Kontakt in Abhängigkeit von<br />
Polzahl und Anzahl stromführender Kontakte.<br />
Bild 4: Schematische Darstellung: doppelseitiger Federkontakt des One27.<br />
oder 0,5 mm. Aber nicht nur klein sollten die<br />
Stecker sein, sondern auch anpassungs fähig<br />
an die unterschiedlichsten Anforderungen. Dies<br />
betrifft beispielsweise die benötigten Bauhöhen,<br />
Polzahlen oder Leiterplatten anordnungen.<br />
Bei Steckverbindern wie dem One27 von ept,<br />
ermöglichen die Vielzahl der Bauformen die<br />
Verbindung von Leiterplatten in paralleler, horizontaler<br />
oder rechtwinkliger Anordnung sowie<br />
den Anschluss von Flachband kabeln auf die<br />
Leiterplatte.<br />
Der One27 ermöglicht eine stufenlose Realisierung<br />
horizontaler Leiterplattenabstände<br />
von 8 mm bis zu 20 mm. Dies wird ermöglicht<br />
durch die Ausführung des Steckgesichts mit<br />
einer Kontaktüberdeckung von 2,4 mm. Durch<br />
den Einsatz einer Kabelverbindung können je<br />
nach Anwendung Toleranzen in alle Richtungen<br />
ausge glichen und individuell erforderliche Leiterplattenabstände<br />
realisiert werden.<br />
Leistungsfähigkeit<br />
Gute Signalintegritätseigenschaften, welche<br />
für die Qualität der Datenübertragung von Sender<br />
zu Empfänger stehen, sowie der Schutz der<br />
Signale sind eine Grundvoraussetzung für den<br />
Einsatz in Invertern. Denn die vom Steckverbinder<br />
übertragenen Daten dienen dazu, dass<br />
der Inverter Daten intelligent und in Echtzeit an<br />
die gekoppelten Verbraucher übermitteln kann.<br />
Die Qualität der Datenübertragung hängt von<br />
drei Kriterien ab. Das erste Kriterium ist der Impedanzverlauf<br />
eines Steckverbinders. Sobald sich<br />
im Übertragungsweg die Impedanz verändert,<br />
wird das Signal reflektiert, was die Qualität der<br />
Datenübertragung verschlechtert. Bereits eine<br />
Material- oder Geometrieänderung kann bewirken,<br />
dass die Impedanz schwankt.<br />
Eine weitere Kennzahl bei der Datenübertragung<br />
ist die Einfügedämpfung, auch Insertion<br />
Loss genannt. Sie ist ein Maß dafür, wie stark<br />
ein Steckverbinder ein Signal abschwächt.<br />
Die Einfügedämpfung berechnet sich als Verhältnis<br />
zwischen am Bauteil einfallender und<br />
durchgelassener Signalleistung. Dieser Parameter<br />
hilft bei der Bewertung, ob der Empfänger<br />
ein Signal über den gesamten Übertragungsweg<br />
hinweg eindeutig identifizieren kann.<br />
Zieht man als Kriterium für die Datenrate beim<br />
Zero8 Steckverbinder von ept (SMT-Steckverbinder<br />
im Raster 0,8 mm mit ScaleX-Technologie)<br />
einen typischen Wert der Einfügedämpfung<br />
von -3 dB heran, ergibt sich bei 8 GHz<br />
eine Übertragungsgeschwindigkeit von mindestens<br />
16 Gbit/s.<br />
Als drittes Kriterium kann das Übersprechen<br />
bei der Signalübertragung herangezogen werden.<br />
Übersprechen ist die unerwünschte Beeinflussung<br />
eines Signals durch ein Signal auf einer<br />
anderen Leitung, wobei je nach Art der Beeinflussung<br />
in Nah- und Fernübersprechen unterschieden<br />
wird. Die Stärke des Übersprechens<br />
hängt maßgeblich von der Signal- und Massebelegung<br />
ab.<br />
EMV-Schutz<br />
Die Signalintegritätseigenschaften eines Steckverbinders<br />
können durch einen EMV-Schutz<br />
(Elektromagnetische Verträglichkeit) deutlich<br />
verbessert werden. Elektromagnetische Verträglichkeit<br />
bedeutet die Fähigkeit eines technischen<br />
Gerätes, durch gewollte und ungewollte elektrische<br />
oder elektromagnetische Effekte nicht<br />
gestört zu werden oder andere zu stören. Hochfrequente<br />
Signale sind sehr empfindlich gegenüber<br />
elektromagnetischen Störungen. Bereits<br />
ein kleiner Impuls kann das Nutzsignal verfälschen.<br />
Elektromagnetische Störungen lassen<br />
sich bei Steckverbindern durch ein Schirmkonzept<br />
reduzieren. Die Koppelinduktivität simuliert<br />
den Steckverbinder sowohl als Störquelle oder<br />
als Störsenke. Anhand der farblichen Verläufe<br />
und den Werten der Koppelinduktivität kann man<br />
die Wirkung des Schirmkonzeptes in den Bilder<br />
2a und 2b deutlich erkennen.<br />
Durch den Einsatz des geschirmten Zero8<br />
Steckverbinders können Störquellen und Störsenken<br />
auf der Leiterplatte näher zueinander<br />
positioniert werden. Auch lassen sich dadurch<br />
höhere Leistungsklassen bei den vorgeschriebenen<br />
Burst- und Surge-Prüfungen des elektrischen<br />
Gerätes erreichen.<br />
Stromtragfähigkeit<br />
Neben den Signalintegritätseigenschaften<br />
stellt auch die Stromtragfähigkeit eines Steckverbinders<br />
zur Übertragung der Leistung eine<br />
wichtige Kernkompetenz dar. Fließt ein elektrischer<br />
Strom durch einen Widerstand, führt dies<br />
zu Verlustleistung, welcher sich in Erwärmung<br />
des Materials äußert. Je höher dabei der Stromfluss,<br />
desto stärker erwärmt sich dabei auch der<br />
Leiter. Die Temperatur, die auf ein elektrisches<br />
Bauteil einwirkt, ist maßgeblich für dessen ordnungsgemäße<br />
Funktionsweise entscheidend,<br />
denn elektrische und mechanische Eigenschaften<br />
verändern sich in Abhängigkeit von thermischen<br />
Einflüssen.<br />
Mithilfe von Strombelastbarkeits-Kurven kann<br />
man ermitteln, wie viel Strom bei einer gegebenen<br />
Umgebungstemperatur durch einen Kontakt<br />
geführt werden darf, um die maximal zulässige<br />
Grenztemperatur des Bauteils nicht zu überschreiten.<br />
Die folgende Derating-Kurve zeigt beispielhaft,<br />
wie sich beim Steckverbinder Zero8<br />
in Abhängigkeit der Polzahl und Anzahl stromführender<br />
Kontakte unterschiedliche Stromangaben<br />
pro Kontakt ergeben.<br />
Wie in Bild 3 zu sehen ist, erreichet ein Steckverbinder<br />
mit <strong>12</strong> Pins (blaue Kurve) eine bessere<br />
Stromtragfähigkeit im Vergleich zu einem Steckverbinder<br />
mit 80 Pins (grüne Kurve). Grund hierfür<br />
ist eine geringere Hotspot-Bildung im Inneren<br />
von Steckverbindern mit kleiner Polzahl: Hier<br />
entsteht weniger Wärme und diese kann besser<br />
verteilt werden. Noch besser wird die Wärme<br />
abgeleitet, wenn der Strom nur über einen kleinen<br />
Anteil der Kontakte geführt wird (rote Kurve).<br />
14 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Komponenten/Stromversorgung<br />
Isolierkörper<br />
Um dauerhaft hohe Ströme führen zu können,<br />
muss der Isolierkörper eines Steckverbinders<br />
aus hitzebeständigem Material sein.<br />
Hierzu eignet sich ein wärmebeständiges LCPoder<br />
PBT-Material. Ein konstanter Kontaktquerschnitt<br />
ermöglicht darüber hinaus, dass hohe<br />
Ströme über den Kontakt geführt werden, ohne<br />
eine partielle Überhitzung des Kontaktes zu riskieren.<br />
Die Vermeidung von Querschnittsänderungen<br />
wirkt sich außerdem positiv auf den<br />
Impedanzverlauf und damit auf die HF-Eigenschaften<br />
eines Steckers aus.<br />
Robustheit<br />
Der Einsatz im Automobil fordert auch die<br />
Robustheit eines Steckverbinders heraus, sowohl<br />
im Betrieb als auch in der Montage. Die Widerstandfähigkeit<br />
von Steckverbindern kann nicht<br />
pauschal in einem Wert ausgedrückt werden,<br />
sondern sie kann sich auf gänzlich unterschiedliche<br />
Aspekte der Verbindungstechnik beziehen.<br />
Bei SMT-Steckverbindern zeigt sich die Robustheit<br />
eines Steckverbinders beispielsweise in der<br />
Ausführung des Kontaktprinzips zwischen Messer-<br />
und Federleiste mit einer doppelten Kontaktierung<br />
(Bild 4), der Qualität der Kontaktbeschichtung<br />
für einen geringen Oberflächenabrieb<br />
oder den Lötfüßen, welche für eine optimale<br />
Meniskusbildung ausgelegt werden müssen.<br />
Auch bei der Verarbeitung und Handhabung<br />
von SMT-Steckverbindern kann es darauf<br />
ankommen, dass diese möglichst robust sind.<br />
Beim Stecken selbst ermöglichen Einführschrägen<br />
und ein großzügig ausgelegter Fangbereich<br />
einen hohen Toleranzausgleich und dienen<br />
dazu, die Handhabung von Steckverbindern<br />
möglichst einfach zu gestalten.<br />
Einpresstechnik<br />
Steckverbinder sind in einem Inverter hohen<br />
Schock und Vibrationen ausgesetzt, da diese in<br />
der Regel motornah angebracht werden. Schock<br />
und Vibrationen gefährden den konstanten und<br />
störungsfreien Kontakt zwischen Leiterplatte und<br />
Bild 5: Der Einpressvorgang<br />
Steckverbinder sowie auch zwischen Steckverbindungen<br />
untereinander. Eine zuverlässige und<br />
haltbare Kontaktierung zwischen einem Steckverbinder<br />
und der Leiterplatte erreicht man z. B.<br />
durch Einpresstechnik (Bild 5). Mit der Einpresstechnik<br />
wird das Ziel verfolgt, möglichst hohe<br />
Haltekräfte zwischen Steckverbinder und Leiterplatte<br />
zu realisieren. Denn die Haltekräfte entscheiden<br />
über die mechanische Verbindung, die<br />
wiederum Schock und Vibration trotzen muss.<br />
Diese Anschlusstechnik ist ein bewährtes Verfahren,<br />
bei dem ein Einpressstift in ein Leiterplattenloch<br />
gepresst wird und durch mechanische<br />
Verformung des Stiftes eine gasdichte, korrosionsfreie,<br />
niederohmige und elektrisch sicher<br />
leitende mechanische Verbindung entsteht,<br />
welche sich auch für den Verguss eignet. Die<br />
ept GmbH bietet Katalogprodukte sowie auch<br />
kundenspezifische Lösungen mit dieser Verarbeitungstechnik<br />
an.<br />
Mechanische stabile Verbindung<br />
Bei diesem Verfahren hat der Einpressstift<br />
eine größere Diagonale als der Lochdurchmesser<br />
der Leiterplatte. Der Steckverbinderstift ist in<br />
der Einpresszone flexibel, damit die Leiterplatte<br />
durch die physikalischen Kräfte beim Einpressvorgang<br />
nicht verformt oder beschädigt wird.<br />
Die Verformung beschränkt sich also auf die<br />
Einpresszone. Während dem Einpressvorgang<br />
entsteht eine Kaltverschweißung zwischen dem<br />
Kontaktstift und dem metallisierten Leiterplattenloch,<br />
welche die Verbindung mechanisch stark<br />
belastbar macht, ohne die Leiterplatte thermisch<br />
mit einem Lötvorgang zu belasten. Sie wird darüber<br />
hinaus in der DIN EN 60352-5 spezifiziert<br />
und bleibt auch bei sehr hohen mechanischen<br />
und thermischen Belastungen, wie Vibration,<br />
Biegung und starken Temperaturwechseln kontaktsicher<br />
und hält Schockbelastungen von bis<br />
zu 200g stand.<br />
Durch die Einpresstechnik zeichnet sich der<br />
Flexilink Steckverbinder von ept mit besonderen<br />
Qualitätsmerkmalen aus:<br />
• Geringer Düseneffekt<br />
(d.h. Verformung der Leiterbahn)<br />
• Vermeidung kalter Lötstellen und<br />
Kurzschlüsse durch Lötbrücken<br />
• Hohe Festigkeit und Robustheit<br />
bei gleichzeitig hervorragenden<br />
Federeigenschaften<br />
• Prozesssichere Verarbeitbarkeit<br />
durch optimale Abstimmung auf die<br />
Verarbeitungstechnik<br />
• Zuverlässige Reproduzier barkeit in der<br />
Herstellung durch geprägte Formgebung<br />
• Erfüllt höchste Anforderungen von führenden<br />
Herstellern in der Automobilelektronik<br />
• Höchste Zuverlässigkeit und<br />
Ausfallsicherheit milliardenfach bewährt. ◄<br />
Fachmessen für<br />
Industrieautomation<br />
Termine 2024<br />
Hamburg<br />
17. + 18. Januar<br />
Friedrichshafen<br />
5. + 6. März<br />
Heilbronn<br />
15. + 16. Mai<br />
Straubing NEU!<br />
26. + 27. Juni<br />
Zürich<br />
28. + 29. August<br />
Chemnitz<br />
18. + 19. September<br />
Düsseldorf<br />
1. + 2. Oktober<br />
Wo sind Sie<br />
mit dabei?<br />
www.allaboutautomation.de<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 15
Komponenten/Stromversorgung<br />
Anschlussstecker mit Intelligenz<br />
Die Intelligenz digitaler Sensoren sitzt am besten im Anschlussstecker<br />
AHLBORN Mess- und<br />
Regelungstechnik GmbH<br />
www.ahlborn.com<br />
Um Sensoren beliebiger Hersteller<br />
zu digitalisieren und an flexible<br />
Datenlogger anzuschließen,<br />
hat Ahlborn eine Messtechnik entwickelt,<br />
die sich auf den Anschlussstecker<br />
konzentriert. Durch Verwendung<br />
leistungsfähiger Mikroprozessoren<br />
werden autarke, digitale<br />
Fühler geschaffen, die selbst<br />
wie ein Messgerät funktionieren.<br />
Die Konfiguration ist denkbar einfach<br />
und wird über das geräteseitige<br />
Sensormenü oder eine kostenlose<br />
Konfigurationssoftware vorgenommen.<br />
Vorteile der neuen Technologie<br />
sind neben der Anbindung unterschiedlichster<br />
Sensoren die digitale<br />
Signalübertragung, beliebige<br />
Kabellängen und austauschbare<br />
Sensoren ohne Verlust von Kalibrierdaten.<br />
Zudem können individuelle<br />
Parameter wie Skalierung,<br />
Dämpfung, Mittelwertbildung,<br />
Messrate oder längere<br />
Kommentare im Anschlussstecker<br />
gespeichert werden. Jeder<br />
Stecker bietet Platz für 10 Messund<br />
Rechenkanäle.<br />
Die Darstellungsbereiche im Gerät<br />
können auf 200.000 Digits erweitert<br />
werden. Die Sensoren sind beliebig<br />
tauschbar und erweitern die Anwendungsmöglichkeiten<br />
der Messgeräte<br />
um ein Vielfaches. ◄<br />
Ungekühlte InGaAs-Linearsensoren jetzt günstig in großen Stückzahlen lieferbar<br />
Der ungekühlte InGaAs-<br />
Linear-Sensor mit 1024 x<br />
1 Pixeln im Keramikgehäuse<br />
wird jetzt in großen<br />
Stückzahlen bei stark reduziertem<br />
Stückkostenpreis<br />
produziert. Diese Preisvorteile<br />
gibt Andanta an seine<br />
Kunden weiter.<br />
Ab Lager erhältlich<br />
sind auch Test-Sensoren<br />
zu einem noch günstigeren<br />
Preis.<br />
Der Linearsensor besteht<br />
aus einem linearen<br />
InGaAs-Fotodiodenfeld,<br />
welches mit integrierten<br />
p-auf-n Ausleseschaltkreisen<br />
verbunden ist. Empfindlich<br />
ist der Sensor im Standard-InGaAs-Spektralbereich<br />
von<br />
0,9 – 1,7 µm. Die Pixel-Verfügbarkeit<br />
beträgt >99 % und die Quanteneffizienz<br />
>70 % bei 1550 nm.<br />
Es sind 16 verschiedene Verstärkungseinstellungen<br />
möglich. Mit<br />
seinen zwei Ausgängen erreicht<br />
der Sensor bei einer Pixelrate<br />
von 22 MHz (Datenrate 11 MHz)<br />
eine Ausleserate von 40 kHz und<br />
mehr. Für den 1024 x 1 Linearsensor<br />
sind die Pixelgeometrien <strong>12</strong>,5<br />
x <strong>12</strong>,5 µm quadratisch und <strong>12</strong>,5 x<br />
250 µm rechteckig erhältlich. Die<br />
ungekühlten Sensoren haben ein<br />
Keramik-DIP (CDIP)-Gehäuse mit<br />
28 Anschlüssen ohne thermoelektrischen<br />
Kühler. Sie können<br />
bei Raumtemperatur<br />
bzw. Umgebungstemperatur<br />
betrieben werden.<br />
Die Sensoren unterstützen<br />
das SPI-Protokoll<br />
für die Einstellung des<br />
Befehlsregisters. Einstellbar<br />
sind auch die Verstärkung,<br />
eine Kontrolle der<br />
Sensor-Leistungsaufnahme<br />
sowie die pixelweise<br />
Reihenfolge des<br />
Ausgangssignals.<br />
Zu den Haupt-Anwendungen<br />
zählen NIR-<br />
Spektroskopie, Inspektion<br />
von Bandmaterialien,<br />
Optische Kohärenztomografie<br />
(OCT), NIR-Scanner, Halbleiterinspektion<br />
und Prozessüberwachung.<br />
ANDANTA GmbH<br />
www.andanta.de<br />
16 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Komponenten/Stromversorgung<br />
Erste Mikrocontroller mit geringer Pinzahl<br />
und I3C-Unterstützung<br />
Die Serie PIC18-Q20 ist platzsparend und lässt sich einfach mit Systemen verbinden, die in mehreren<br />
Spannungsdomänen arbeiten<br />
von IoT-Anwendungen und die Einführung<br />
der neuen Standard-Kommunikationsschnittstelle.“<br />
I3C hilft bei schwierigen<br />
Anforderungen<br />
Mit der schrittweisen Zunahme<br />
von Daten, die von mit der Cloud<br />
verbundenen Edge-Knoten gesammelt<br />
und übertragen werden, wird<br />
I3C (Improved Inter Integrated<br />
Circuit) schnell zu einer nachhaltigeren<br />
Lösung für die Anbindung<br />
von Sensoren mit hoher Datenrate<br />
und trägt dazu bei, die Fähigkeiten<br />
von Geräten der nächsten Generation<br />
zu erweitern. Als Vorreiter bei<br />
der I3C-Integration hat Microchip<br />
Technology seine Mikrocontroller<br />
(MCUs) der Reihe PIC18-Q20 auf<br />
Microchip Technology Inc.<br />
www.microchip.com<br />
den Markt gebracht. Es sind die<br />
branchenweit ersten MCUs mit<br />
geringer Pinzahl, die über bis zu<br />
zwei I3C-Peripherie-Einrichtungen<br />
und Multi-Voltage-I/O (MVIO) verfügen.<br />
Die MCUs sind in 14- und<br />
20-Pin-Gehäusen mit einer Größe<br />
von nur 3 mm x 3 mm erhältlich und<br />
stellen eine kompakte Lösung für<br />
Anwendungen wie Echtzeitsteuerung,<br />
Berührungserkennung und<br />
Datenanbindung dar. Die MCUs bieten<br />
konfigurierbare Peripherie, fortschrittliche<br />
Kommunikationsschnittstellen<br />
und eine einfache Verbindung<br />
über mehrere Spannungsdomänen<br />
ohne externe Komponenten.<br />
Stromsparende MCUs<br />
Mit I3C-Funktion, flexibler Peripherie<br />
und der Möglichkeit, auf<br />
drei unabhängigen Spannungsdomänen<br />
zu arbeiten, eignen sich die<br />
PIC18-Q20 MCUs für den Einsatz<br />
in Verbindung mit einer primären<br />
MCU in einem größeren Gesamtsystem.<br />
Die neue MCU-Reihe kann<br />
die Verarbeitung von Sensordaten,<br />
das Handhaben von Interrupts mit<br />
geringer Latenz und die Meldung<br />
des Systemstatus übernehmen,<br />
was die Haupt-MCU nicht so effizient<br />
ausführen kann. Während die<br />
CPU in einem anderen Spannungsbereich<br />
läuft, arbeitet die I3C-Peripherie<br />
mit 1 bis 3,6 V. Die stromsparenden<br />
MCUs mit kleinem Formfaktor<br />
können in zahlreichen platzsparenden<br />
Anwendungen und Märkten<br />
zum Einsatz kommen, darunter<br />
Automotive, industrielle Steuerung,<br />
Computer, Consumer, IoT und Medizintechnik.<br />
Flexibles Skalieren<br />
von IoT-Anwendungen<br />
Greg Robinson, Corporate Vice<br />
President der 8-Bit-MCU-Business<br />
Unit bei Microchip, dazu: „Eines<br />
der Haupthindernisse für eine groß<br />
angelegte IoT-Einführung sind die<br />
Kosten für die Implementierung<br />
eines Edge-Knotens. Mit der MCU-<br />
Reihe PIC18-Q20 tragen wir dazu<br />
bei, diese Hürde zu überwinden. Als<br />
branchenweit erste MCU mit niedriger<br />
Pinzahl und I3C ermöglicht sie<br />
flexibles, kostengünstiges Skalieren<br />
I3C hilft Hardware- und Softwareentwicklern,<br />
diese potenziell schwierigen<br />
Anforderungen zu erfüllen –<br />
denn der Markt verlangt nach leistungsfähigeren<br />
Lösungen mit geringerem<br />
Stromverbrauch und kleinerer<br />
Größe. Im Vergleich zu I 2 C bietet<br />
I3C höhere Kommunikationsraten<br />
und einen geringeren Stromverbrauch,<br />
wobei die Abwärtskompatibilität<br />
mit älteren Systemen erhalten<br />
bleibt. Die I3C- und MVIO-Funktion<br />
ermöglicht zusammen mit der<br />
konfigurierbaren Core-unabhängigen<br />
Peripherie (CIPs) von Microchip<br />
niedrigere Systemkosten, eine geringere<br />
Designkomplexität und weniger<br />
Platzbedarf auf der Leiterplatte,<br />
indem externe Pegelumsetzer durch<br />
mehrere Spannungsdomänen auf<br />
dem Chip ersetzt werden. Weitere<br />
Informationen über das PIC-MCU-<br />
Angebot von Microchip finden sich<br />
auf der Website.<br />
Entwicklungstools<br />
Die PIC18-Q20 MCUs werden<br />
durch Microchips komplettes Entwicklungs-Ökosystem<br />
aus Hardwareund<br />
Software-Tools unterstützt. Dazu<br />
zählen die integrierten Entwicklungsumgebungen<br />
(IDE) MPLAB X und<br />
MPLAB Xpress sowie der MPLAB<br />
Code Configurator (MCC). Die Entwicklungsumgebung<br />
von Microchip<br />
ist unkompliziert und erleichtert das<br />
Implementieren und Generieren von<br />
Code, was die Gesamtentwicklungszeit<br />
verkürzt und die Kosten senkt.<br />
Günstiges<br />
Entwicklungsboard<br />
Einen schnellen Einstieg in die<br />
Evaluierung der I3C- und MVIO-<br />
Funktionen des PIC18-Q20 erhalten<br />
Entwickler mit dem PIC18F16Q20-<br />
Curiosity-Nano-Evaluierungskit von<br />
Microchip, einem kompakten, kostengünstigen<br />
Entwicklungsboard für<br />
Rapid Prototyping. ◄<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 17
Komponenten/Stromversorgung<br />
Zuverlässige Versorgung in Industrie und privat<br />
Netz-0-Notstrom – Stromausfall und dann?<br />
Kraus & Naimer GmbH<br />
www.krausnaimer.com<br />
In der Industrie, medizinischen Versorgung<br />
oder im privaten Bereich –<br />
ohne Strom geht heute quasi nichts<br />
mehr. Laut der deutschen Bundesregierung<br />
sind „großflächige langanhaltende<br />
Stromausfälle sehr<br />
unwahrscheinlich“, aber durch einen<br />
punktuell zu hohen Stromverbrauch<br />
möglich. Beispielsweise, wenn viele<br />
Haushalte Heizlüfter oder Elektroheizungen<br />
nutzen um Gas zu sparen.<br />
Kurze Stromausfälle können<br />
sowieso immer wieder<br />
auftreten. Noch problematischer<br />
wird es aber,<br />
wenn wichtige Strom- oder<br />
Hochspannungsleitungen<br />
zum Beispiel durch Stürme<br />
beschädigt oder zerstört<br />
werden und der Strom flächendeckend<br />
und mittelfristig<br />
ausfällt.<br />
Zur Überbrückung bei<br />
Stromausfall durch Unwetterschäden<br />
oder zu hoher<br />
Energieanforderung an das<br />
Netz empfiehlt sich deshalb<br />
eine adäquat abgestimmte<br />
Notstromversorgung.<br />
Normgerecht<br />
umschalten<br />
Bei der Einrichtung eines<br />
Notstromsystems gibt es<br />
einiges zu beachten. Mit<br />
dem Kraus & Naimer Netz-<br />
O-Notstrom-Umschalter<br />
wird die reguläre Stromversorgung<br />
sicher auf eine Ersatzstromversorgung<br />
(z. B. Aggregat, Photovoltaik)<br />
umgeschaltet. Die genormten Schaltgeräte<br />
(IEC 60947-6-1 und IEC<br />
60947-3) der KA- und KG-Reihe<br />
sind für Verteiler- oder Fronteinbau<br />
sowie als Aufputz-Variante im<br />
Gehäuse verfügbar.<br />
Die Norm IEC 60947-6-1 regelt<br />
die Ausführung und Prüfungen,<br />
die ein Schaltgerät dieser Kategorie<br />
erfüllen muss, damit ein Verbraucher<br />
auf Strom aus Aggregat-Betrieb<br />
sicher und zuverlässig<br />
geschaltet werden kann. Hier müssen<br />
genaue technische Parameter<br />
eingehalten werden, die auch größtenteils<br />
von der Norm IEC 60947-3<br />
abgedeckt werden und als MTSE<br />
(Manual Transfer Switch Equipment)<br />
gekennzeichnet sind.<br />
Verschiedene Varianten<br />
Die Netz-0-Notstrom-Umschalter<br />
gibt es mit einer Schaltleistung<br />
von 25 bis 160 A. In Deutschland<br />
kommt hauptsächlich die 4-polige<br />
Variante zum Einsatz. Achsverlängerungen<br />
oder Gehäusevarianten<br />
ergänzen das Programm sinnvoll.<br />
Flexibles Baukastensystem<br />
Der weltweite Marktführer von<br />
Nockenschaltern und Spezialist<br />
für Industrieschalter Kraus & Naimer<br />
bietet zudem ein flexibles Baukastensystem<br />
an. Es schafft Raum<br />
für individuelle Sonderanfertigungen<br />
mit verschiedenen Zusatzeinrichtungen<br />
wie Sperrvorrichtungen,<br />
Schlüsselschaltern oder Hilfskontakten<br />
- umfassende Beratung<br />
inklusive.<br />
Alle Netz-0-Notstrom Produktinformationen<br />
auf: https://flippingbook.<br />
krausnaimer.com/Netz-0-Notstrom-<br />
Umschalter_DE/ ◄<br />
Moderne Datenspeicherung<br />
Wenn man erstklassige Leistung, hohe<br />
Effizienz und Sicherheit bei der Speicherung<br />
von Daten sucht, aber nur wenig Platz<br />
hat, dann kommt man an NVMe SSDs<br />
im M.2 2230 Formfaktor nicht vorbei.<br />
Spectra stellt die M.2 2230 NVMe PCIe<br />
Gen3 x2 SSDs der T425-Serie vor, die<br />
sowohl A- als auch E-Key-Sockel unterstützen<br />
und PCIe Gen3 x2-Lanes für<br />
die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung<br />
nutzen. Man hat die Wahl zwischen<br />
Speicherkapazitäten von 64 GB, <strong>12</strong>8 GB<br />
und 5<strong>12</strong> GB und bekommt sequentielle<br />
Geschwindigkeiten von bis zu 815 MB/s beim<br />
Lesen und 760 MB/s beim Schreiben geboten.<br />
Für den Schutz der Daten sorgen Features<br />
wie End-to-End Data Protection oder auch<br />
Dynamic Thermal Throttling-Funktionen, die<br />
die Wärmeentwicklung effektiv steuern und<br />
die optimale Leistung auch bei hoher<br />
Arbeitsbelastung aufrechterhalten. Die<br />
integrierte SLC-Schreib-Cache-Technologie<br />
garantiert eine nahtlose Datenübertragung<br />
und eine effiziente Datenverarbeitung.<br />
Auf Grund des kompakten<br />
M.2 2230-Formfaktors (22 mm x 30 mm)<br />
findet die SSD auch einen Platz, wenn<br />
es eng wird. Der erweiterte Betriebstemperaturbereich<br />
von 0 °C bis 70 °C unterstützt<br />
den industriellen Einsatz.<br />
Spectra GmbH & Co. KG<br />
info@spectra.de<br />
www.spectra.de<br />
18 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
NEW<br />
PBC15<br />
Bajonett-Schnellverriegelung<br />
Schraubklemm-Anschlusstechnik<br />
3 Power + PE + 2 Signal, IP67<br />
Schirmbar<br />
www.binder-connector.de
Komponenten/Stromversorgung<br />
Robuste Power- und Signalschnittstelle<br />
mit Schnellverriegelung<br />
PBC15 – Power Bayonet Connector<br />
tragungsfähigkeit seiner drei Power-<br />
Kontakte und den zwei Signalpins<br />
ist der Steckverbinder vielseitig einsetzbar,<br />
um Geräte und Antriebe mit<br />
Leistung zu versorgen. Die Schnellverriegelung<br />
sowie die Schraubklemm-Anschlusstechnik<br />
ermöglichen<br />
Anwendern eine einfache<br />
und schnelle Konfektionierung und<br />
Inbetriebnahme.“<br />
Normung<br />
Für die Spannungsversorgung<br />
und Signalanbindung von Geräten<br />
über nur ein Kabel eignet sich<br />
der neue Power Bayonet Connector<br />
PBC15 von binder. Wichtige<br />
Merkmale des kompakten Steckverbinders<br />
mit Schnellverschluss<br />
sind die hohe Leistungsdichte und<br />
sein benutzerfreundliches Design,<br />
das für schnelle Konfektionierung<br />
und Inbetriebnahme ausgelegt ist.<br />
M15-Gewinde<br />
binder, ein führender Anbieter<br />
industrieller Rundsteckverbinder,<br />
präsentiert den Power Bayonet Connector<br />
PBC15. Seine Baugröße entspricht<br />
einem M15-Gewinde; somit<br />
schließt der PBC15 bei Steckverbindern<br />
für die Spannungs- und Leistungsversorgung<br />
die Lücke zwischen<br />
den verbreiteten Bauformen<br />
M<strong>12</strong> und M23.<br />
Kompakt und robust<br />
Der kompakte, aber dennoch<br />
äußerst robuste Steckverbinder eignet<br />
sich zur Leistungsversorgung insbesondere<br />
von Drehstrommotoren<br />
oder Frequenzumrichtern. Er hat<br />
drei Spannungskontakte, um beispielsweise<br />
die drei stromführenden<br />
Franz Binder GmbH & Co.<br />
Elektrische Bauelemente KG<br />
info@binder-connector.de<br />
www.binder-connector.de<br />
Phasen eines Drehstrommotors zu<br />
versorgen, zwei weitere Kontakte für<br />
die Signalübertragung sowie einen<br />
PE-Schutzkontakt.<br />
Schnellverschluss<br />
Die Bauart des PBC15 ist in der<br />
Norm DIN EN IEC 61076-2-116<br />
definiert. Ein Schnellverschluss<br />
gewährleistet einfaches, schnelles<br />
und zuverlässiges Verriegeln mittels<br />
einer Viertelumdrehung. Der Leiteranschluss<br />
wird über Schraubklemmen<br />
hergestellt. Den PBC15 gibt es<br />
bei binder zunächst als konfektionierbare<br />
Kabeldosen und Kabelstecker,<br />
jeweils als ungeschirmte oder<br />
als schirmbare Variante.<br />
Applikationsfeld<br />
Dank der Bemessungswerte von<br />
630 V und 16 A für die Power-Schnittstelle<br />
ist der Rundsteckverbinder<br />
für die Leistungsversorgung kleiner<br />
bis mittelgroßer Antriebe geeignet.<br />
Über die Signalkontakte lassen sich<br />
bei Bemessungswerten von 63 V<br />
und 10 A beispielsweise Bremsen<br />
ansteuern oder Betriebswerte wie<br />
Temperaturen abfragen. Die schirmbaren<br />
Varianten des Power Bayonet<br />
Connector sind für den Einsatz<br />
in elektromagnetisch belasteten<br />
Umgebungen gerüstet. Typische<br />
Anwendungsbeispiele finden sich<br />
in der Intralogistik, der Fabrik- und<br />
Prozessautomatisierung sowie im<br />
Maschinenbau.<br />
Konstruktive<br />
Besonderheiten<br />
Eine Besonderheit des PBC15<br />
besteht in seiner kompakten Bauform:<br />
Sie bietet jedoch zum einen<br />
sehr wenig Platz für eine den Spannungspegeln<br />
angemessene Isolation.<br />
Zum anderen erfordern die<br />
hohen Ströme Leiterquerschnitte<br />
bis 2,5 mm 2 und ausreichend große<br />
Kontakte, um die Litzen optimal<br />
anschließen zu können. Den Konstrukteuren<br />
bei binder ist es gelungen,<br />
den PBC15 so zu gestalten,<br />
dass eine komfortable Konfektionierung<br />
mithilfe der Schraubklemmkontakte<br />
möglich ist.<br />
Eine weitere Herausforderung<br />
ergab sich mit der Verbindung des<br />
PE-Pins (Protective Earth), der hier<br />
als mittlerer Kontakt ausgeführt ist,<br />
zum Steckverbindergehäuse. Die<br />
Verbindung wurde über ein Federblech<br />
realisiert, welches innerhalb des<br />
Kontaktkörpers mit dem PE-Kontakt<br />
verpresst wird, und so eine sichere<br />
Verbindung zum Gehäuse herstellt.<br />
Leistungsdichter und<br />
benutzerfreundlicher<br />
Steckverbinder<br />
Philipp Zuber, Produktmanager<br />
bei binder, sagt: „Mit dem PBC15<br />
ist uns ein sehr leistungsdichter und<br />
benutzerfreundlicher Steckverbinder<br />
gelungen, der sich ideal für kleinere<br />
und mittlere Drehstrommotoren<br />
eignet. Mit der hohen Stromüber-<br />
Elektrische Verbindungstechnik<br />
für kleine und mittlere Drehstromantriebe<br />
ist bislang oftmals durch<br />
Produkte verschiedener Hersteller<br />
gekennzeichnet, die unterschiedliche<br />
Bauformen für den Anschluss<br />
desselben Motors aufwiesen und<br />
nicht untereinander austauschbar<br />
sind. Ein Gremium aus verschiedenen<br />
Unternehmen, dem auch<br />
binder angehört, hat einen Normungsvorschlag<br />
erarbeitet, um<br />
eine einheitliche Schnittstelle für<br />
dieses Applikationsfeld zu schaffen.<br />
Dieser Vorschlag wurde im<br />
April 2022 als offizieller Normenentwurf<br />
DIN EN IEC 61076-2-116<br />
veröffentlicht. Der Power Bayonet<br />
Connector von binder entspricht<br />
dieser Bauartnorm, und die Herstellerunabhängigkeit<br />
kundenseitiger<br />
Applikationen ist somit<br />
gewährleistet.<br />
Anwendungsgebiete:<br />
• Automatisierungstechnik<br />
• Intralogistik<br />
• Maschinenbau<br />
Eigenschaften:<br />
• Verschlussart:<br />
M15 Schnellverriegelung<br />
• Anschlussart:<br />
Schraubklemm anschluss<br />
• Anschlussquerschnitt:<br />
max. 2,5 mm²<br />
• Kabeldurchlass: 7 bis 14 mm<br />
• Polzahl:<br />
5+PE (3 Power, 2 Signal)<br />
• Kontaktoberfläche: Silber<br />
• Bemessungsspannung:<br />
630 V (Power), 63 V (Signal)<br />
• Bemessungsstrom:<br />
16 A (Power), 10 A (Signal)<br />
• Schutzart: IP67 ◄<br />
20 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Universell einsetzbares Lüftergitter<br />
Komponenten/Stromversorgung<br />
SEPA EUROPE GmbH<br />
www.sepa-europe.com<br />
Der Lüfter soll vor unbeabsichtigter<br />
Berührung geschützt werden,<br />
oder es soll verhindert werden,<br />
dass Staub und kleinere Partikel<br />
eindringen? Dann ist das Lüftergitter<br />
FG<strong>12</strong>0FU von Sepa Europe<br />
die ideale Lösung! Hergestellt aus<br />
hochwertigem Kunststoff PA66, bietet<br />
das Lüftergitter FG<strong>12</strong>0FU nicht nur<br />
Schutz, sondern auch eine ästhetische<br />
Ergänzung zu jedem Lüfter<br />
der Größe <strong>12</strong>0x<strong>12</strong>0 mm. Ein herausragendes<br />
Merkmal ist die Luftdurchlässigkeit,<br />
denn es entsteht nur ein<br />
minimaler Druckverlust im Luftstrom<br />
und die Effizienz des Lüfters kann<br />
beibehalten werden.<br />
Im Vergleich zu den ringförmigen<br />
Schlitzen, die oft in Blechgehäusen<br />
eingestanzt sind, ist das Lüftergitter<br />
FG<strong>12</strong>0FU deutlich überlegen.<br />
Es minimiert Luftverwirbelungen,<br />
die zu höherem Lüftergeräusch und<br />
geringerem Volumenstrom führen<br />
können. So kann der Lüfter leise<br />
und effektiv seine Arbeit verrichten.<br />
Das Schutzgitter FG<strong>12</strong>0FU ist<br />
somit eine universelle Lösung, um<br />
den Lüfter zuverlässig zu schützen,<br />
die Leistung aufrechtzuerhalten und<br />
gleichzeitig eine ästhetische Komponente<br />
hinzuzufügen. Mit ihrer<br />
Luftdurchlässigkeit, hochwertigem<br />
Kunststoff und Anpassungsfähigkeit<br />
sind sie die perfekte Wahl für<br />
alle, die nach einer erstklassigen<br />
Lösung suchen. ◄<br />
130 bis 500 Watt konduktionsgekühlte AC/DC-Netzteile im Metall-Gehäuse<br />
bis zu +80 °C sind entweder mit Lastreduktion<br />
oder Zwangskühlung möglich. Die Netzteile der<br />
Serie TCI erfüllen außerdem die OVC-III-Anforderungen<br />
und können in einer Höhe von bis zu<br />
5000 m betrieben werden. Sie verfügen über<br />
eine aktive Leistungsfaktorkorrektur und bieten<br />
EMV-Eigenschaften, die speziell für Anwendungen<br />
in den Bereichen Industrie/Automation<br />
sowie Prüf- und Messtechnik vorgesehen sind.<br />
TCI 130, TCI 240 und TCI 500(U) sind drei<br />
Serien konduktionsgekühlter, im Gehäuse<br />
eingebauter 130- bis 500-Watt-AC/DC-Netzteile<br />
mit verstärktem Isolationssystem von bis<br />
zu 4250 V AC. Die neue TCI-Reihe von Traco<br />
Power legt den Fokus auf die Maximierung der<br />
Leistung konduktionsgekühlter Systeme: Die auf<br />
einem Metallgehäuse oder einer Grundplatte<br />
montierten Netzteile bieten ein besseres Temperaturverhalten.<br />
Auf diese Weise können die<br />
Modelle der TCI-Serie bis zu 100 % der maximalen<br />
Ausgangsleistung liefern, ohne dass ein<br />
Lüfter erforderlich ist. Der ausgezeichnete Wirkungsgrad<br />
von bis zu 94 % ermöglicht einen Arbeitstemperaturbereich<br />
von -30 °C bis +50 °C<br />
ohne Lastreduktion. Arbeitstemperaturen von<br />
Eigenschaften im Überblick<br />
• Konduktionsgekühlte Konstruktion<br />
• Lüfterloser Betrieb mit bis zu 100 %<br />
Ausgangsleistung<br />
• Arbeitstemperaturbereich<br />
von -30 °C bis +80 °C<br />
• Verstärkte E/A-Isolation 4250 V AC<br />
• Überspannungskategorie (OVC III)<br />
• Hoher Wirkungsgrad von bis zu 94 %<br />
• Betrieb bis 5000 m Höhe<br />
• Integrierter Filter gemäß EN 55032,<br />
Klasse B<br />
• Vorbereitet für Schutzklasse II<br />
• 3 Jahre Produktgarantie<br />
Traco Electronic AG<br />
www.tracopower.com<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 21
Komponenten/Stromversorgung<br />
Anzeige<br />
Steckverbinder:<br />
Zuverlässigkeit jenseits der Spezifikation<br />
EPT orientiert Produktions- und Lieferprozesse über die Standards hinaus<br />
Pünktlichkeit<br />
versus Umweltschutz<br />
Autorin:<br />
Verena Grieser<br />
ept GmbH<br />
www.ept.de<br />
Industriell hergestellte Waren werden<br />
zusehends auf den Prüfstand<br />
gestellt. Neben hohen Qualitätsansprüchen<br />
und der Einhaltung technischer<br />
Vorgaben gewinnt dabei die<br />
Umweltverträglichkeit aller Elemente<br />
der Lieferkette immer mehr an Bedeutung.<br />
Der Markt für Steckverbinder<br />
bleibt davon nicht ausgenommen.<br />
Die ept GmbH stimmt alle Produktions-<br />
und Lieferprozesse traditionell<br />
so aufeinander ab, dass neben<br />
einem Höchstmaß an Qualität auch<br />
alle denkbaren Kriterien einer nachhaltig<br />
orientierten Unternehmensführung<br />
zur Geltung kommen.<br />
Zertifizierungen<br />
Um als Lieferant von Komponenten<br />
für die Herstellung von Markenprodukten<br />
überhaupt infrage zu kommen,<br />
muss ein Zulieferer strenge<br />
Voraussetzungen erfüllen. Auf der<br />
einen Seite werden Unternehmen<br />
mit immer vielfältigeren Nachweispflichten<br />
konfrontiert, die ihnen insbesondere<br />
auf internationaler Ebene<br />
vom Gesetzgeber auferlegt werden.<br />
Darüber hinaus sichern sich global<br />
agierende Konzerne hinsichtlich der<br />
Zuverlässigkeit von Auftragnehmern<br />
dadurch ab, dass als Grundlage<br />
einer Liefervereinbarung das Vorliegen<br />
bestimmter Zertifizierungen<br />
zusehends obligatorisch wird. Und<br />
schließlich tragen gerade in jüngster<br />
Zeit geopolitische Spannungen<br />
dazu bei, dass nach dem Vorbild<br />
US-amerikanischer Initiativen die<br />
industrielle Basis auch auf europäischer<br />
Ebene gestärkt und damit<br />
die Abhängigkeit beim Import von<br />
Schlüsselkomponenten aus China<br />
wo immer möglich reduziert werden<br />
soll.<br />
Nachhaltiges Wirtschaften<br />
Was jeweils für sich genommen<br />
jeden Zulieferer bereits vor erhebliche<br />
Herausforderungen stellt,<br />
erfährt durch die unbedingte Notwendigkeit<br />
zur Verringerung der globalen<br />
CO 2 -Belastung eine zusätzliche<br />
Dimension. Während im öffentlichen<br />
Diskurs häufig der Eindruck<br />
entsteht, als würden sich im Wirtschaftsraum<br />
der EU angesiedelte<br />
Unternehmen erst jetzt dieser Thematik<br />
widmen, bildet in diesem Kontext<br />
nachhaltiges Wirtschaften für<br />
die ept GmbH von jeher ein Kernelement<br />
der Unternehmensführung.<br />
Vorhandene Ressourcen sparsam<br />
und umsichtig einzusetzen, bedeutet<br />
die Umwelt zu schützen und gleichzeitig<br />
die Kosteneffizienz aller Produktions-<br />
und Lieferprozesse kontinuierlich<br />
zu verbessern.<br />
Die unmittelbaren Effekte einer<br />
nachhaltig orientierten Produktionsbasis<br />
werden deutlich am Beispiel<br />
der Transportwege. Steckverbinder,<br />
die für den Einsatz im<br />
Fahrzeugbau vorgesehen sind,<br />
müssen wie alle anderen zugelieferten<br />
Komponenten Just-in-Time<br />
zur Verfügung stehen und können<br />
von den Automobilherstellern mangels<br />
Lagerkapazität nicht über längere<br />
Zeiträume bevorratet werden.<br />
Sofern die Komponenten aus dem<br />
ostasiatischen Raum nach Europa<br />
importiert werden, erfolgt der Transport<br />
zur Vermeidung unvorhersehbarer<br />
Verzögerungen üblicherweise<br />
nicht auf dem Seeweg sondern<br />
per Luftfracht. Die damit verbundenen,<br />
höheren Transportkosten<br />
stehen dabei in Relation zu<br />
den potenziellen Verlusten, die ein<br />
Automobilhersteller im Falle einer<br />
nicht rechtzeitig eintreffenden Lieferung<br />
zu verzeichnen hätte.<br />
Abseits der Frachtkosten fällt die<br />
Umweltbilanz beim Lufttransport von<br />
Steckverbindern allerdings gravierend<br />
negativ aus, wie das Ergebnis<br />
einer Berechnung bezogen auf<br />
ept-Leiterplattensteckverbinder der<br />
Baureihe One27 verdeutlicht. Die<br />
Verbinder kommen beispielsweise<br />
in Invertern für die E-Mobilty und<br />
Steuerungen für den Maschinenund<br />
Anlagenbau zum Einsatz und<br />
werden von ept am Standort Harbatov<br />
in der Tschechischen Republik<br />
hergestellt. Die Auslieferung<br />
an Automobilhersteller in allen Teilen<br />
Europas erfolgt in der Regel<br />
per LKW und den Kundenanforderungen<br />
entsprechend Just in Time.<br />
Wenig CO 2<br />
bei LKW-Transport<br />
Bei der Berechnung des mit dem<br />
Transport von 1 kg Steckverbindern<br />
der Baureihe One27 verbundenen<br />
CO 2 -Ausstoßes an den Zielort Hamburg<br />
hängt das Ergebnis von Variablen<br />
ab, die im Einzelfall deutlich<br />
voneinander abweichen können.<br />
Dazu zählen für den LKW-Transport<br />
beispielsweise der Fahrzeugtyp<br />
22 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Komponenten/Stromversorgung<br />
und der aktuelle Kraftstoffverbrauch,<br />
die konkrete Streckenführung sowie<br />
die Verkehrslage. Analog dazu gilt<br />
es bei der Luftfracht, Faktoren wie<br />
den Flugzeugtyp oder die aktuell<br />
gewählte Flugstrecke zu berücksichtigen.<br />
Die von ept angestellte Berechnung<br />
kommt zu dem Ergebnis, dass<br />
der Transport von 1 kg Steckverbindern<br />
vergleichbar der Baureihe<br />
One27 per Luftfracht von Shanghai<br />
nach Hamburg einen CO 2 -Ausstoß<br />
in Höhe von durchschnittlich<br />
2.446 kg verursacht. Demgegenüber<br />
liegt der Vergleichswert für den<br />
LKW-Transport per 40-Tonner vom<br />
Werk Harbatov nach Norddeutschland<br />
bei lediglich <strong>12</strong> kg, also rund<br />
200-mal niedriger.<br />
Recycling<br />
mit hohen Potenzialen<br />
Im Herstellungs- und Lieferprozess<br />
von Steckverbindern spielen<br />
die Transportwege hinsichtlich der<br />
CO 2 -Emissionen zwar eine große,<br />
aber nicht die einzige Rolle. Bezogen<br />
auf das eigentliche Produkt, fokussiert<br />
sich die Betrachtung vor allem<br />
auf die Metalle der Kontakte und<br />
Kontaktoberflächen sowie die für<br />
das Gehäuse verwendeten Kunststoffmaterialien.<br />
In der Gesamtbilanz bezogen<br />
auf einen einzelnen Steckverbinder<br />
entfällt der größte Anteil des<br />
CO 2 -Aufkommens mit rund 80 %<br />
nach Berechnungen von ept auf<br />
die im Produkt enthaltene Kupferlegierung.<br />
Die Emissionen entstehen<br />
allerdings nicht während der Verarbeitung<br />
in den ept-Werken, sondern<br />
vielmehr schon vorher im energieintensiven<br />
Abbau und in der Aufbereitung<br />
der Rohstoffe. Nach Ablauf<br />
der Lebensdauer können die im<br />
Steckverbinder enthaltenen Metalle<br />
über Recycling allerdings einer neuerlichen<br />
Verwendung zugeführt werden,<br />
was die CO 2 -Bilanz kontinuierlich<br />
entlastet. Schon heute wird die<br />
Hälfte des in Europa genutzten Kupfers<br />
nach Angaben der nationalen<br />
Branchenorganisation Kupferverband<br />
e.V. auf diesem Wege gewonnen.<br />
Der Anteil an recyceltem Kupfer<br />
liegt global bei derzeit etwa 17 %. In<br />
Deutschland liegt dieser Anteil mit<br />
rund 41 % um einiges höher.<br />
Einen größeren Einfluss hat ept<br />
hingegen auf den Umgang mit den<br />
Stanzabfällen, die für die Produktion<br />
der Steckverbinder-Kontakte eingesetzt<br />
werden. So werden sämtliche<br />
Stanzabfälle sortenrein getrennt,<br />
recycelt und wiederverwendet.<br />
Beim Spritzguss werden die<br />
Angüsse wieder zu Granulat verarbeitet<br />
und anschließend in den Prozess<br />
zurückgeführt. Dem Einsatz<br />
von Recyclingmaterial sind an dieser<br />
Stelle jedoch Grenzen gesetzt,<br />
da der Anteil an recyceltem Granulat<br />
im Gehäuse für Industriekunden<br />
auf 25 % begrenzt ist. Anwender aus<br />
dem Bereich Automotive lassen an<br />
dieser Stelle aktuell gar keine Recyclingmaterialien<br />
zu.<br />
Einsatz<br />
regenerativer Energien<br />
Was den mit der Herstellung von<br />
Steckverbindern einhergehenden<br />
Energieverbrauch angeht, wird der<br />
daraus resultierende CO 2 -Ausstoß<br />
der ept-Werke durch gezielten Einsatz<br />
unterschiedlicher Technologien<br />
kontinuierlich seit Langem immer<br />
weiter reduziert. Seit 2013 konnte<br />
ept in den deutschen Werken auf<br />
diese Weise eine Verringerung um<br />
mehr als 60 % erzielen.<br />
Außerdem bekennt sich das<br />
Unternehmen uneingeschränkt zu<br />
den Klimaschutzzielen des Pariser<br />
Abkommens COP2021 sowie des<br />
deutschen Klimaschutzgesetzes<br />
und bestrebt bis spätestens 2035<br />
Netto-Null-Treibhausgasemission.<br />
Das Klimaschutzziel erfordert globale<br />
Treibhausgasneutralität, das<br />
heißt die dann immer noch unvermeidbaren<br />
Treibhausgasemissionen<br />
(THG-Emission) müssen durch<br />
Bindung bzw. durch Entnahme von<br />
Treibhausgasen aus der Atmosphäre<br />
mindestens aufgehoben werden.<br />
Umweltschutz in der Praxis<br />
Der europäische Steckverbinderhersteller<br />
ept trägt als Teil der globalen<br />
Gemeinschaft Verantwortung<br />
für den Schutz des Planeten und<br />
beteiligt sich aktiv an der Bekämpfung<br />
des Klimawandels.<br />
Zum Beispiel gewinnt ept für das<br />
Werk Buching bereits seit 2013 Erdwärme<br />
aus Tiefenbohrungen, am<br />
selben Standort werden auch Photovoltaik-Anlagen<br />
zur Stromerzeugung<br />
eingesetzt. Über alle Standorte<br />
hinweg wurden energieintensive<br />
und teils umweltschädliche<br />
Leuchtmittel wie Leuchtstoffröhren<br />
sukzessive durch sparsame LED-<br />
Produkte ersetzt, und in den Galvanikanlagen<br />
am Standort Augsburg<br />
werden die notwendige Prozesstemperaturen<br />
per Fernwärme<br />
erzeugt. Darüber hinaus setzt ept<br />
auf die Optimierung vorhandener<br />
Produktionsmittel, indem beispielsweise<br />
energiesparende Pressen im<br />
Eigenbau gefertigt wurden oder die<br />
Abwärme der Lüftungsanlagen am<br />
Standort Peiting per Wärmetauscher<br />
erneut genutzt wird. Aktuell<br />
wird auch der unternehmensinterne<br />
Fahrzeugpool dem neuesten<br />
Stand der Technik angepasst und<br />
auf E-Mobilität umgestellt.<br />
Nachhaltig<br />
über das Produkt hinaus<br />
Für ept sind nachhaltig aufgestellte<br />
und umweltschonende Produktionsprozesse<br />
nicht nur ein Gebot der<br />
Stunde, sondern vielmehr traditionell<br />
ein elementarer Bestandteil<br />
der Unternehmensführung. Indem<br />
in Europa angesiedelte Kunden<br />
für hochwertige Produkte wichtige<br />
Komponenten wie Steckverbinder<br />
auch aus europäischer Herstellung<br />
beziehen, reduzieren sie nicht nur<br />
die strategische Abhängigkeit von<br />
ostasiatischen Lieferanten, sondern<br />
leisten zugleich einen aktiven Beitrag<br />
zur Verbesserung der globalen<br />
Umweltbilanz. ◄<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 23
Komponenten/Stromversorgung<br />
Kompakte Safety-Sensoren<br />
Die TWK stellte ihre neuen Produkte aus der Reihe der Safety-Sensoren auf der SPS vor.<br />
lenformen, lassen die Geräte quasi<br />
an jedem Einbauort ihren Platz finden:<br />
direkt am Rad, an der Lenkung<br />
oder am Motor. Für letzteres gibt<br />
es Geräte mit magnetisch abschirmendem<br />
Stahl oder Edelstahl für die<br />
unverfälschte Erfassung von Position<br />
und Geschwindigkeit. Ausführungen<br />
mit dem bewährten Multiturn-Getriebe<br />
sind ab 42 mm Durchmesser<br />
erhältlich.<br />
Safety-SIL2-Drehgeber ohne<br />
Wellenlager<br />
TWK-ELEKTRONIK GmbH<br />
www.twk.de<br />
Durch die kleine Bauweise sind<br />
die kompakten Drehgeber und<br />
Neigungs sensoren ideal für autonom<br />
fahrende Fahrzeuge geeignet<br />
– im Logistik- wie auch im Agrarbereich.<br />
Aufgrund ihrer SIL2 bzw. SIL3<br />
Zertifizierung erfüllen die robusten<br />
Sensoren die erforderlichen Sicherheitsstandards.<br />
Insbesondere in der<br />
Branche der sich selbstständig bewegenden<br />
Fahrzeuge wird zertifizierte<br />
Sicherheitssensorik in kleiner Bauform<br />
verlangt. Durch die sicheren<br />
Daten ‚Position und Geschwindigkeit‘<br />
können sie zügig ihre Zielpositionen<br />
anfahren und Arbeitsvorgänge<br />
verrichten.<br />
Weitere Einsatzbereiche<br />
Neben den Fahrerlosen Transportsystemen<br />
FTS (engl.: Automatic<br />
Guided Vehicles AGV) sind auch<br />
die sogenannten Autonome Mobile<br />
Roboters AMR für die Logistik interessant,<br />
da sie aufgrund ihrer flexibleren<br />
Navigation ohne Spur- und<br />
Routenvorgabe und weitere Infrastruktur<br />
anpassungsfähiger an die<br />
aktuelle Arbeitssituation sind. In der<br />
zunehmend digitalisierten und automatisierten<br />
Landwirtschaft kommen<br />
diese autonomen Fahrzeuge ebenfalls<br />
vermehrt zum Einsatz. Während<br />
in der Logistik überwiegend<br />
Waren von Ort zu Ort gebracht<br />
werden, müssen bei den Landmaschinen<br />
Feldbearbeitungsprozesse<br />
verrichtet werden – beispielsweise<br />
das Ausbringen von Düngemitteln<br />
oder das Einbringen der Ernte –<br />
und zwar umwelt- und ressourcenschonend<br />
und dennoch effizient und<br />
kostengünstig.<br />
Leistungsstarke Sensorik<br />
In jedem Fall ist eine leistungsstarke<br />
Sensorik wichtig, um den<br />
Lenkwinkeleinschlag, die Rad-<br />
Geschwindigkeit und die Position<br />
ggf. vorhandener Arbeitsgeräte jederzeit<br />
verlässlich vorliegen zu haben.<br />
Die TWK bietet hierfür ein großes<br />
Spektrum an robuster Safety-Sensorik<br />
mit hohem IP-Schutzgrad bis<br />
IP69K und hoher EMV-Festigkeit<br />
an, um den Anforderungen auch bei<br />
widrigen Umgebungsbedingungen<br />
gerecht zu werden. Die Dreh- und<br />
Weggeber sowie Neigungssensoren<br />
sind mit allen gängigen Industrieschnittstellen<br />
lieferbar: PROFIsafe,<br />
Failsafe over EtherCAT oder CANopen<br />
Safety. Weitere Schnittstellen<br />
wie J1939 Safety, IO-Link uvm. sind<br />
auf Anfrage verfügbar.<br />
Kompakt und vielseitig<br />
Bezüglich der mechanischen Ausführung<br />
hat die TWK ihr Augenmerk<br />
besonders auf die Kleinheit und<br />
Vielseitigkeit der Drehgeber gelegt.<br />
Bauformen ab 38 mm Durchmesser<br />
oder 30 mm Gehäusetiefe mit<br />
einer Vielzahl an Flansch- und Wel-<br />
Ein Highlight auf der Messe war<br />
der neu entworfene kostengünstige<br />
Safety-SIL2-Drehgeber ohne<br />
Wellenlager mit CANopen Safety-<br />
Schnittstelle. Eine ‚Scheibe‘ mit nur<br />
20 mm Tiefe, bei der der Aktivierungsmagnet<br />
auf der Applikationsseite<br />
fixiert wird und dem Gebergehäuse<br />
ohne mechanische Verbindung<br />
gegenübersteht – ideal für die<br />
platzsparende Integration in bestehende<br />
Systeme.<br />
Softwareunterstützung<br />
Zudem kann eine spezielle Software<br />
– die Drehkranzsoftware –<br />
gewählt werden, die bei Verwendung<br />
eines Untersetzungsgetriebes<br />
die Position der Motor/Sensor-Wellenstellung<br />
auf die Stellung<br />
der Räder (Lenkeinschlag) sicher<br />
umrechnet – sogar, wenn beliebig<br />
weit in eine Richtung gedreht und<br />
damit der Messbereich komplett<br />
und mehrfach durchlaufen wird. Die<br />
nach Norm IEC61508 und ISO13849<br />
SIL2 oder SIL3 und PLd zertifizierten<br />
Drehgeber können Drehzahlen bis<br />
15.000 U/min verarbeiten und bieten<br />
eine typische Positionsauflösung<br />
von 16 Bit/360°.<br />
Safety-Neigungssensoren<br />
Ein zusätzlicher Sicherheitsaspekt<br />
ist die Fahrzeugneigung. Hierfür<br />
bietet TWK Safety-Neigungssensoren<br />
mit PROFIsafe und CANopen<br />
Safety Schnittstelle an. Diese stellen<br />
neben dem dynamisch korrigierten<br />
Winkelsignal bis 360° auch ein<br />
Geschwindigkeits signal und Rohwerte<br />
zur Verfügung. Als Gehäuse<br />
kann Aluminium oder Edelstahl<br />
1.4404 in Ausführungen bis IP65K<br />
ausgesucht werden. ◄<br />
24 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Skived Fin-Verfahren:<br />
Hochleistungskühlkörper mit geschälten Rippen<br />
Neue Schälmaschine ermöglicht noch leistungsfähigere Kühlkörper<br />
Komponenten/Stromversorgung<br />
Durch eine neue Schälmaschine<br />
kann CTX nun Hochleistungskühlkörper<br />
mit noch höheren und feineren<br />
Rippen sowie minimierten<br />
Abständen zwischen den Rippen<br />
als bisher realisieren.<br />
Mit der Maschine sind nun folgende<br />
maximale Parameter bei<br />
Kühlkörpern aus Kupfer oder Aluminium<br />
realisierbar:<br />
CTX Thermal Solutions GmbH<br />
info@ctx.eu<br />
www.ctx.eu<br />
Um eine hohe spezifische Leistungsdichte<br />
bei Kühlkörpern zu<br />
gewährleisten, setzt CTX Thermal<br />
Solutions unter anderem auf das<br />
Skived Fin-Verfahren. Durch eine<br />
neue Schälmaschine können mit diesem<br />
Verfahren nun große Kühlkörper<br />
mit noch feineren und höheren<br />
Kühlrippen hergestellt werden.<br />
Höhere Verlustleistung -<br />
mehr Wärme<br />
Bei elektronischen Bauteilen geht<br />
der Trend zu mehr Leistung auf weniger<br />
Bauraum. Das bringt jedoch<br />
einen unangenehmen Nebeneffekt<br />
mit sich: Durch die höhere Verlustleistung<br />
entsteht mehr Wärme, die<br />
abgeführt werden muss. Die große<br />
wärmeleitende Oberfläche von<br />
Rippenkühlkörpern ermöglicht die<br />
schnelle und effiziente Entwärmung<br />
der Leistungselektronik. Für deren<br />
Herstellung kommen verschiedene<br />
Verfahren in Betracht: Das Skived<br />
Fin-Verfahren, das CTX schon lange<br />
anbietet, ist ideal, wenn Hochleistungselektroniken<br />
einen sehr effektiven<br />
Wärmetransport benötigen.<br />
Kühlkörper mit<br />
hoher spezifischer<br />
Leistungsdichte<br />
Beim Skived Fin-Verfahren werden<br />
die Kühlrippen aus einem Aluminium-<br />
oder Kupferblock einzeln<br />
herausgeschält – die Verbindung<br />
zwischen Rippen und Kühlkörper<br />
wird dabei nicht unterbrochen. Auf<br />
diese Weise entstehen Kühlkörper<br />
mit einer hohen Dichte an besonders<br />
feinen und hohen Rippen, die<br />
übergangslos mit der Kühlkörperbasis<br />
verbunden sind. Dies gewährleistet<br />
eine hohe spezifische Leistungsdichte.<br />
• Rippenstärke:<br />
Al: 0,1 – 2,0 mm; Cu: 0,081 mm<br />
– 2,0 mm<br />
• Länge der Kühlkörper:<br />
Al und Cu: 10 mm – 2.900 mm<br />
• Breite der Kühlkörper:<br />
Al und Cu: 10 mm – 900 mm<br />
• Rippenhöhe:<br />
Al und Cu: 1 mm – 180 mm<br />
• Rippenabstand Mitte zu Mitte:<br />
Al: 0,2 –<strong>12</strong> mm; Cu: 0,16 mm –<br />
<strong>12</strong> mm.<br />
Die neuen Maße sind eine deutliche<br />
Steigerung gegenüber den bisherigen<br />
Möglichkeiten. Bei Bedarf<br />
können die Skived-Kühlkörper auch<br />
mit einer CNC-Maschinen bearbeitet<br />
werden, um den Strömungsweg<br />
durch verschiedene Ausrichtungen<br />
der Rippen zu verbessern und<br />
somit höhere Kühlanforderungen<br />
zu erfüllen. ◄<br />
Fine Pitch-Board-to-Board-Steckverbinder für Signal- und Datenübertragung<br />
Möglich wird der Performance-<br />
Sprung bei dieser innovativen<br />
Serie durch intelligentes Bauteil-Design<br />
und qualitätsgetriebene<br />
Fertigung. Damit Datenintegrität<br />
und Sollimpedanz bei<br />
Kundenapplikationen eingehalten<br />
werden, bietet Phoenix Contact<br />
als Service spezifische Simulationen<br />
an.<br />
Die Skalierbarkeit der Board-to-<br />
Board- und Wire-to-Board-Steckverbinder<br />
bei geraden Polzahlen<br />
von 6 bis 100 sorgt für hohe Flexibilität<br />
bei der Komponentenwahl.<br />
Mezzanine und koplanare<br />
Anwendungen sind ebenso realisierbar<br />
wie Mother-Daughter-<br />
Verbindungen. Das durchdachte<br />
Kontakt-Design lässt zudem eine<br />
flexible Ausrichtung der Leiterplatte<br />
zu. Dabei ist die Kompatibilität<br />
zur vorherigen Serie FP 1,27<br />
und den einschlägigen Marktbegleitern<br />
gegeben. Die vergoldeten<br />
Kontaktstellen ermöglichen eine<br />
langzeitstabile Signalübertragung<br />
mit Strömen bis 2,3 A.<br />
Hauptmerkmale<br />
• Rastermaß: 1,27<br />
• Polzahlen: 6 bis 100<br />
• Stapelhöhen: 8 bis 13,8 mm<br />
• Nennstrom pro Kontakt: 2,3 A<br />
• Steckzyklen: 500<br />
• Bauformen: vertikal,<br />
horizontal, Flachbandkabel<br />
pk components<br />
www.pk-components.de<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 25
Komponenten/Stromversorgung<br />
DC-Notstromversorgung<br />
mit integrierter LiFePO 4 -Batterie<br />
All-In-One DC-USV schützt 24V-Systeme bei Ausfall oder Störung der Stromversorgung<br />
UPSI-2406DP3 – All-In-One 24V DC-USV-Lösung mit integrierter<br />
LiFePO 4 -Batterie<br />
Direktlink zu UPSI-2406DP3:<br />
https://www.bicker.de/upsi-2406dp3<br />
Produktvideo:<br />
https://youtu.be/z2DGkNUNQWw?si=<br />
tm6Uqu0qzaDlUGHr<br />
Bicker Elektronik GmbH<br />
info@bicker.de<br />
www.bicker.de<br />
Um 24V-Applikationen bei Stromausfall,<br />
Spannungseinbruch oder Flicker<br />
zuverlässig vor Systemausfällen<br />
und Datenverlust zu schützen, bietet<br />
Bicker Elektronik die besonders<br />
kompakte DC-USV UPSI-2406DP3<br />
– „Made in Germany“. Für den integrierten<br />
Batteriepack zur Pufferung<br />
der 24V-Versorgungsspannung kommen<br />
sichere LiFePO 4 -Hochleistungszellen<br />
mit hoher Energiedichte und<br />
besonders langer Lebensdauer zum<br />
Einsatz. Alle Komponenten befinden<br />
sich in einem kompakten Aluminium-Gehäuse<br />
für die schnelle<br />
und einfache DIN-Rail-Montage. Die<br />
neue USV-Management-Software<br />
‚UPScom‘ mit Cross-Plattform-Technologie<br />
und intuitiver Benutzeroberfläche<br />
steht kostenlos zum Download<br />
bereit und bietet umfangreiche<br />
Funktionen für Monitoring, Parametrisierung<br />
und Messenger-Dienste.<br />
24VDC-Notstromversorgung<br />
mit vielseitigen<br />
Einsatzfeldern<br />
Die platzsparende DC-USV<br />
(24 V/6 A) überzeugt in Schaltschrankanwendungen,<br />
dezentralen<br />
Lösungen und mobilen Systemen<br />
gleichermaßen zur Absicherung von<br />
Embedded-IPCs, Mess-, Regelund<br />
Steuerungstechnik, Motoren<br />
und Sensorik. Die UPSI-2406DP3<br />
eignet sich somit ideal für eine<br />
Vielzahl von Anwendungen in den<br />
Bereichen Industrie 4.0, Prozesstechnik,<br />
Energie, Kommunikation,<br />
Infrastruktur, Medizin- und Labortechnik,<br />
Sicherheitssysteme, u.v.m.<br />
Sicher, leistungsstark<br />
und langlebig<br />
Der integrierte 10-Jahres-Batteriepack<br />
mit Lithium-Eisenphosphat-Batterietechnologie<br />
(LiFePO 4 ) zeichnet<br />
sich durch eine hohe Lebensdauer<br />
von bis zu 6.000 vollen Lade- und<br />
Entladezyklen aus, sowie einem weiten<br />
Temperaturbereich von -20 bis<br />
+50 °C. Das Hochleistungs-Batterie-Management-System<br />
(BMS) zur<br />
Optimierung von Lebensdauer und<br />
Sicherheit überwacht und steuert den<br />
kompletten Lade- und Entladevorgang<br />
jeder Batteriezelle des Energiespeichers.<br />
Dank der Cell-Balancing-Funktion<br />
wird zudem sichergestellt,<br />
dass alle Zellen gleichmäßig<br />
geladen werden, wodurch die volle<br />
Kapazität des LiFePO 4 -Batteriepacks<br />
dauerhaft erhalten bleibt.<br />
Intelligente DC-USV-Lösung<br />
für ausfallsichere Systeme<br />
Die PowerSharing-Funktion der<br />
UPSI-2406DP3 stellt sicher, dass<br />
die Eingangsleistung konstant gehalten<br />
und entsprechend angepasst<br />
auf Last und Batterie-Lader verteilt<br />
wird. Bei geringer Last am Ausgang<br />
fließt mehr Energie in den Lader und<br />
umgekehrt. Bei Spannungseinbrüchen<br />
oder Stromausfall trennt ein<br />
MOSFET innerhalb weniger Mikrosekunden<br />
den Eingang ab und die<br />
angeschlossene Last wird unterbrechungsfrei<br />
aus dem Energiespeicher<br />
heraus versorgt. Im Backup-<br />
Betrieb stellt die UPSI-2406DP3 eine<br />
konstant geregelte DC-Ausgangsspannung<br />
zur Verfügung. Sowohl<br />
USB- und RS232-Schnittstellen für<br />
die Datenkommunikation sowie ein<br />
Relaiskontakt für „Power-Fail“ sind<br />
standardmäßig integriert.<br />
‚UPScom‘ mit Cross-<br />
Plattform-Technologie<br />
Die komplett neu entwickelte USV-<br />
Management-Software ‚UPScom‘ steht<br />
kostenlos zum Download für Microsoft<br />
Windows und Linux bereit. Die<br />
Software ermöglicht während eines<br />
Stromausfalls das kontrollierte Herunterfahren<br />
und Ausschalten der angeschlossenen<br />
Geräte. Zur Einstellung<br />
und Vorprogrammierung aller Parameter<br />
des DC-USV-Systems sowie<br />
dem Echtzeit-Monitoring mit Ladezustandsanzeige<br />
wird das responsive<br />
WEB-UI in einem Web-Browser aufgerufen.<br />
Zu den einstellbaren Parametern<br />
zählen u. a. Load-Sensor (mA),<br />
Shutdown-Verzögerung, maximale<br />
UPSI-2406DP3 mit 24VDC-Eingang und gepuffertem 24 V/6 A DC-Ausgang<br />
UPSI-2406DP3 DC-USV-Lösung mit inkludierter Software ‚UPScom‘<br />
26 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Komponenten/Stromversorgung<br />
Backup-Zeit, Mindestladekapazität<br />
vor Systemstart, Benachrichtigungen<br />
per E-Mail. Die USV-Management-<br />
Software ‚UPScom‘ nutzt die neue<br />
WebAssembly (WASM) Architektur,<br />
welche in den meisten aktuellen Web-<br />
Browsern lauffähig ist. ‚UPScom‘ ist<br />
auf x86 kompatiblen Systemen und<br />
auch auf den meisten ARM-64 basierenden<br />
Systemen unter Microsoft Windows<br />
und verschiedenen Linux-Distributionen<br />
lauffähig.<br />
Shutdown und<br />
Reboot-Funktion für IPCs<br />
Bei einem „Power-Fail“ signalisiert<br />
die USV über das integrierte USBoder<br />
RS232-Interface den Ausfall der<br />
Versorgungsspannung, so dass ein<br />
kontrollierter Shutdown des Computersystems<br />
eingeleitet und wertvolle<br />
Daten gesichert werden. Auch kann<br />
vor Herunterfahren des Systems ein<br />
Skript (Batch) ausgeführt werden,<br />
um eigene applikationsrelevante<br />
Prozesse zu verarbeiten. Die integrierte<br />
Reboot-Funktion der DC-USV<br />
leitet nach wiederkehrender Versorgungsspannung<br />
selbstständig den<br />
Neustart des versorgten IPC ein,<br />
ohne dass eine aufwendige Vorort-<br />
Intervention eines Service-Mitarbeiters<br />
notwendig wäre, z. B. bei vollkommen<br />
autarken Computersystemen<br />
an unzugänglichen Standorten.<br />
Niedrige Gesamtbetriebskosten<br />
(TCO)<br />
Im Gegensatz zu den vermeintlich<br />
günstigen Blei-Säure/Gel/AGM-<br />
Akkumulatoren weisen hochwertige<br />
Lithium-Eisenphosphat-Zellen eine<br />
ca. 15 - 20x längere Lebensdauer<br />
und Zyklenfestigkeit auf. Bei Berechnung<br />
der TCO (Total Cost of Ownership)<br />
über den gesamten Einsatzzeitraum<br />
von bis zu 10 Jahren ergibt<br />
sich ein deutlicher Kostenvorteil gegenüber<br />
Blei-Säure-Batterien, zumal<br />
auch der Aufwand für Wartung und<br />
Batterietausch bei LiFePO 4 in diesem<br />
Zeitraum entfällt.<br />
Alle Produktvorteile<br />
auf einen Blick<br />
• All-In-One 24 V DC-USV<br />
(144 W / 6 A)<br />
• Integrierte LiFePO 4 -Hochleistungsbatterie<br />
• Bis zu 6000 Vollzyklen<br />
• Betriebstemperaturbereich<br />
-20…+50 °C<br />
• Intelligente Eingangsstromerkennung<br />
• Geregelte Ausgangsspannung<br />
im Batterie-Betrieb<br />
• Mindestlasterkennung<br />
• Power-Fail Timer-Funktion<br />
• Relaiskontakt für Power-Fail<br />
• Shutdown und Reboot-Funktion<br />
für IPC-Systeme<br />
• Erweiterte Funktionalität mit<br />
UPScom Management Software<br />
inklusive<br />
• Sofort ab Lager verfügbar ◄<br />
PCIe 4x4 Single Chip SSD für maximale Leistung auf minimalem Raum<br />
APdate! stellt die neue nanoSSD PCIe im M.2 Typ 1620 BGA Gehäuse mit Kapazitäten bis zu 1 TB und einer<br />
Bandbreite bis zu 8 GB/s von Innodisk vor.<br />
APdate card solutions e.K.<br />
www.apdate.de<br />
Mit der neuen nanoSSD trägt<br />
Innodisk dem Trend zur Miniaturisierung<br />
bei hohen Anforderungen<br />
an Performance und<br />
Zuverlässigkeit Rechnung, der<br />
besonders im Edge KI-Umfeld<br />
zu beobachten ist.<br />
Die neue Single Chip SSD hat mit<br />
den Maßen 16 x 20 x 1,65 mm nur<br />
etwa 1 % der Größe einer Standard<br />
2,5“ SSD, ist aber mindestens so<br />
leistungsfähig. Im Unterschied zu<br />
anderen M.2-Modulen, die gesteckt<br />
werden, ist die nanoSSD vibrationsfest<br />
auf dem Motherboard verlötet<br />
und ist auch im Außenbereich<br />
einsetzbar.<br />
Hoher Durchsatz<br />
Die Single Chip SSD ist mit 1<strong>12</strong><br />
Layer 3D TLC Flashspeicher aufgebaut.<br />
Kombiniert mit einem<br />
<strong>12</strong>-nm-Flashcontroller wird ein<br />
maximaler Datendurchsatz von<br />
3,6 GB/s erreicht, wobei der Stromverbrauch<br />
und auch die Wärmeentwicklung<br />
niedrig bleiben. Die<br />
nanoSSD kommt ohne DRAM aus<br />
und nutzt stattdessen HMB (Host<br />
Memory Buffer).<br />
Größtmögliche Flexibilität<br />
Sowohl für das Design als auch für<br />
die Fertigung in SiP-Technik zeichnet<br />
Innodisk allein verantwortlich.<br />
Das erlaubt größtmögliche Flexibilität<br />
in Bezug auf kundenspezifische<br />
Anpassungen. Zusätzliche<br />
Optionen wie beispielsweise Namespaces<br />
oder weitere Security Funktionen<br />
können auf Kundenwusch<br />
realisiert werden. Für Entwickler<br />
bietet Innodisk im Vorfeld kompetente<br />
technische Unterstützung an,<br />
die auch ein Design-Kit einschließt,<br />
sich aber nicht darauf beschränkt.<br />
Speicherdevice<br />
für anspruchsvolle<br />
Anwendungen<br />
Die nanoSSD ist als Serie 4TE3<br />
(native TLC) in Kapazitäten von<br />
<strong>12</strong>8 GB bis 1 TB und als Serie<br />
4IE3 mit 40 bis 320 GB in Innodisk<br />
iSLC Technologie und damit<br />
der 33-fachen Lebensdauer von<br />
Standard TLC Speicher in Kürze<br />
verfügbar.<br />
In beiden Varianten empfiehlt sich<br />
die nanoSSD als flexibles, effizientes<br />
und zuverlässiges Speicherdevice<br />
für anspruchsvolle Anwendungen<br />
mit beschränktem Platzangebot<br />
z. B. in den Bereichen<br />
Medizin, Automotive, Luftfahrt<br />
oder 5G. ◄<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 27
Komponenten/Stromversorgung<br />
Superkompaktes Netzteil<br />
liefert lautlose 180 W mit hervorragender EMV<br />
In Kombination mit einem Lüfter stehen sogar 250 W für Industrie- und Medizinanwendungen zur Verfügung.<br />
Ab sofort ist die NGB250-Serie im Programm<br />
von Fortec Power. Es handelt sich um hochleistungsfähige<br />
und extrem kompakte Schaltnetzteile<br />
der neuesten Generation des Partners<br />
Advanced Energy. In klassischer Kombination<br />
mit einem Lüfter kann das Netzteil bis<br />
zu 250 W bereitstellen, ein für die kompakten<br />
Abmessungen sehr guter Wert.<br />
Fortec Power EMTRON Electronic GmbH<br />
www.emtron.de/<br />
Lüfterloser Betrieb<br />
Ihre besonderen Stärken spielt sie aber auf<br />
anderen Gebieten aus: Im lüfterlosen Betrieb liefert<br />
die NGB250-Serie 180 W und eignet sich<br />
dadurch hervorragend für den Einsatz in einer<br />
stillen Umgebung, wie z. B. auf Kranken- oder<br />
Pflegestationen. Auch für den rauen Feldeinsatz<br />
in feuchter oder staubiger Umgebung, wo<br />
Lüfter und Ventilationsöffnungen inakzeptabel<br />
sind, ist die NGB250-Serie hochwillkommen.<br />
EMV-konformes Design<br />
Durch das exzellente EMV-konforme Design<br />
werden die einschlägigen Klasse B Grenzwerte<br />
um 6 dB (typ.) bei abgeleiteten und 3 dB (typ.)<br />
bei abgestrahlten Störaussendungen unterschritten.<br />
Das schafft Freiraum in der Abnahme des<br />
Systemdesigns. Obendrein werden auch die<br />
verschärften EMV-Anforderungen der Schwerindustrie<br />
erfüllt.<br />
Die NGB250-Serie ist Teil der „Next Generation“<br />
Reihe, die die Leistungsklassen von 150<br />
bis <strong>12</strong>00 W abdeckt und hochwertige Netzteile<br />
mit ITE- und Medizinzulassung bereitstellt. Der<br />
Schwerpunkt liegt dabei auf weitestgehend lüfterlosem<br />
Betrieb und außergewöhnlich guten<br />
EMV-Werten.<br />
Die komplette NGB250-Serie kann ab sofort<br />
bei Fortec Power bestellt werden.<br />
Die wichtigsten Merkmale im<br />
Überblick:<br />
• Ausgangsleistung 180 W<br />
konvektionsgekühlt,<br />
mit Lüfter bis zu 250 W<br />
• Weitbereichseingang 85 bis 264 V AC<br />
• Sehr kompakte Bauform:<br />
55,1 x 103,1 x 38,1 mm<br />
• Erfüllt die EMC-Anforderungen der<br />
Schwerindustrie (IEC60601-1-2 4. Edition)<br />
• Unterschreitung der EMV-Grenzwerte<br />
nach Class B um 6 dB (abgeleitet)<br />
• Weniger als 100 µA Ableitstrom<br />
• Varianten für Schutzklasse I und II<br />
verfügbar<br />
• Elektrolytkondensatoren für mehr als<br />
7 Jahre Lebensdauer ausgelegt<br />
• Zugelassen nach IEC 60601-1,<br />
3. Ausgabe & EN/IEC/UL 62368-1<br />
• 3 Jahre Herstellergarantie ◄<br />
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28 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Schnell und sicher verriegeln<br />
Komponenten/Stromversorgung<br />
M8x1 Steckverbinder mit Schnapp & Schraub-/Schnapp Anschluss für schnelles und sicheres Verriegeln.<br />
Sie können werkzeuglos eingesetzt werden<br />
Um Zeit und somit Kosten zu sparen,<br />
spielen bei der Verkabelung<br />
im industriellen Bereich Wartungsfreundlichkeit<br />
und Schnelligkeit bei<br />
der Montage eine immer größere<br />
Rolle. Steckverbinder umspritzt mit<br />
Schnappverriegelung lassen sich<br />
schnell und einfach auf Flansche,<br />
Sensoren und Aktoren aufstecken<br />
ohne weitere Arbeitsschritte oder<br />
Werkzeuge. Die kompakte Verriegelung<br />
erfolgt sicher und erfüllt<br />
die Schutzart IP67 und das bei bis<br />
zu 6 Polen.<br />
Snap-Steckverbinder<br />
für enge Einsatzbereiche<br />
CONEC Rundsteckverbinder und<br />
Flansche der Baugröße M8 mit<br />
Schnapp- und Schraub-/Schnappverriegelung<br />
gibt es in den standardisierten<br />
Codierungen A und B zur<br />
Signalübertragung. Besonders wenn<br />
nur wenig Bauraum zu Verfügung<br />
steht, lassen sich die Snap-Steckverbinder<br />
sehr gut auf ihr Gegenstück<br />
montieren, wahlweise mit<br />
gewinkeltem oder geradem Leitungsabgang.<br />
Zwei Verriegelungsarten<br />
Varianten mit einseitigem Gewinde<br />
M8x1 können fest z. B. am Flansch<br />
mit Gewinde am Schaltschrank montiert<br />
werden, das andere Ende mit<br />
Schnappverriegelung kann flexibel<br />
an der Montage- und Produktionslinie<br />
verwendet werden. Kombinierte<br />
CONEC Flansche mit Schraub-/<br />
Schnappverriegelung weisen beide<br />
Verriegelungsarten auf, es können<br />
sowohl Steckverbinder mit Gewinde<br />
M8x1 als auch Steckverbinder mit<br />
Schnappverriegelung montiert werden.<br />
Die Flansche sind in verschiedenen<br />
Polzahlen bis 8 Polen erhältlich.<br />
Es stehen sowohl Varianten für<br />
die Front- als auch für die Hinterwandmontage<br />
zur Verfügung.<br />
SMT oder THR<br />
Neben den Anschlussarten Litze<br />
und Lötpin beinhaltet das Portfolio<br />
auch Flansche für die Lötverfahren<br />
SMT oder THR. Isolierkörper können<br />
in den Polzahlen 3-, 4-, 5- und<br />
8 gewählt werden. Es stehen vier<br />
verschiedenen Gehäuse (2x Front-<br />
2x Hinterwandmontage) in verschiedenen<br />
Bauhöhen zur Verfügung.<br />
Ebenso zuverlässig und langlebig<br />
sind die Kontakte mit Gold<br />
Beschichtung, die geringe Übergangswiderstände<br />
und hohe Steckzyklen<br />
(>100) erlauben.<br />
Hohe Zeitersparnis<br />
Im täglichen Einsatz, bei Wartung<br />
und Montage kann durch die werkzeuglose<br />
Schnappverriegelung eine<br />
hohe Zeit- und damit Kostenersparnis<br />
erreicht werden. Kundenspezifische<br />
Varianten sind auf Anfrage<br />
verfügbar.<br />
Vorteile:<br />
• Werkzeuglose Befestigung<br />
• Schnelles Stecken der Leitung<br />
• Geringe Baugröße für beengte<br />
Platzverhältnisse<br />
• Gewinkelte und gerade Ausführung<br />
• IP67 im gesteckten Zustand<br />
Anwendungsfelder:<br />
• Automatisierungstechnik<br />
• Industrielle Anwendung<br />
• Maschinen- und Anlagenbau<br />
• Fördertechnik<br />
• Steuerungstechnik ◄<br />
CONEC<br />
Elektronische Bauelemente GmbH<br />
www.conec.com<br />
Extrem kleine Ultraschallsensoren jetzt mit IO-Link 1.1<br />
Die neuen nano-Sensoren im<br />
M<strong>12</strong>-Gehäuse sind die kleinsten<br />
M<strong>12</strong>-Ultraschallsensoren<br />
für maximale Leistung bei<br />
beengten Einbauverhältnissen.<br />
Sie sind ab sofort mit einem<br />
Push-Pull-Schaltausgang ausgestattet.<br />
Sie verfügen über eine<br />
IO-Link-Schnittstelle in der Version<br />
1.1 und Smart Sensor Profile.<br />
Die IO-Link-Schnittstelle<br />
übermittelt neben den gemessenen<br />
Abstandswerten zugleich<br />
Identifikations-, Status- und Diagnosewerte.<br />
Mit 250 mm und<br />
350 mm stehen zwei Tastweiten<br />
zur Verfügung.<br />
nano-Ultraschallsensoren<br />
erfassen berührungslos jegliche<br />
Art von Objekten, sei es fest,<br />
flüssig, pulverförmig oder transparent.<br />
Auch bei Ultraschallsensoren<br />
geht der Trend zur Miniaturisierung.<br />
Anwender erwarten<br />
maximale Leistung auf kleinstem<br />
Bauraum. Mit einer Gesamtlänge<br />
von nur 55 mm inklusive Stecker<br />
ist dieser M<strong>12</strong>-Ultraschallsensor<br />
der kürzeste auf dem Markt. Die<br />
kompakte Bauform des nanos<br />
ist vorteilhaft bei beengten Einbauverhältnissen.<br />
Gleichzeitig<br />
ist die Gehäusebauform kompatibel<br />
zu vielen induktiven und<br />
kapazitiven Sensoren. Bei kritischen<br />
Anwendungen erleichtert<br />
dies den Umstieg auf Ultraschallsensoren.<br />
microsonic GmbH<br />
info@microsonic.de<br />
www.microsonic.de<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 29
Komponenten/Stromversorgung<br />
Kombinierter Hoch-Tiefsetzsteller<br />
als smarter PoL-Wandler<br />
Digital konfigurierbarer Buck-Boost-Wandler von Elec-Con<br />
Der passiv gekühlte Buck-Boost-<br />
Wandler DCBB19c-<strong>12</strong>0 von Elec-<br />
Con, Entwicklungshaus für kundenspezifische<br />
Leistungselektronik bis<br />
1 kVA, ist ein kombinierter Hoch-<br />
Tiefsetzsteller der ⅛-kW-Klasse mit<br />
19 V Ausgangsspannung und einem<br />
ungewöhnlich breiten Eingangsbereich<br />
von 8…45 V DC. Gegenüber<br />
konventionellen Designs bietet die<br />
Neuentwicklung zwei entscheidende<br />
Vorteile: Smartes Umschaltverhalten,<br />
wenn die Eingangsspannung<br />
um die Ausgangsspannung pendelt<br />
- sowie die Möglichkeit, selbständig<br />
Elec-Con technology GmbH<br />
www.Elec-Con.com<br />
Anomalien im Strom-Zeit-Verlauf<br />
zu erkennen.<br />
Digital konfigurierbar<br />
Der DCBB19c-<strong>12</strong>0 ist digital konfigurierbar<br />
und hilft so die Lagerhaltung<br />
zu reduzieren, da für unterschiedlichste<br />
Applikationen nur<br />
eine Hardware-Plattform vorgehalten<br />
werden muss. Er zeichnet<br />
sich durch ein smartes Umschaltverhalten<br />
aus, insbesondere wenn<br />
die Eingangsspannung um die Ausgangsspannung<br />
pendelt und der<br />
Wandler daher ständig zwischen<br />
Hochsetzen (Boost) und Tiefsetzen<br />
(Buck) umschalten muss. Dank<br />
seines hohen Wirkungsgrads von<br />
bis zu 97,5 % ist der Betrieb bis<br />
+55 °C Umgebungstemperatur ohne<br />
Zwangskühlung und ohne Derating<br />
gewährleistet.<br />
Der kombinierte Buck-Boost-<br />
Wandler der Baureihe diPSU kommt<br />
ohne galvanische Trennung aus<br />
und eignet sich für den industriellen<br />
Einsatz als PoL-Wandler, der<br />
Spannungsschwankungen zuverlässig<br />
von empfindlicher Elektronik<br />
wie IPCs, Sensoren oder Messgeräten<br />
fernhält, oder um eine stabile<br />
19-V-Versorgung aus unterschiedlichsten<br />
Spannungsquellen bereitzustellen.<br />
Der DCBB19c-<strong>12</strong>0 ist um einen<br />
leistungsfähigen Mikrocontroller<br />
herum aufgebaut und verfügt über<br />
unabhängige Endstufen für den<br />
Buck- und Boost-Betrieb, weshalb<br />
ihn Elec-Con auch als “Four-Switch-<br />
Buck-Boost-Wandler” bezeichnet.<br />
Der mit 79 x 44,5 x 20 mm sehr<br />
kompakte DC/DC-Wandler entspricht<br />
in Etwa einer halben „Tempopackung“<br />
und ist mechanisch wie<br />
elektrisch mit allen anderen Wandlern<br />
von Elec-Con kompatibel. Der<br />
Vorteil für die Anwender: Kann ein<br />
bereits eindesignter Tiefsetzsteller<br />
– beispielsweise wegen gelegentlich<br />
auftretender Unterspannungen<br />
– den störungsfreien Betrieb eines<br />
IPC nicht gewährleisten, lässt sich<br />
das System ganz einfach mit einem<br />
diPSU Buck-Boost-Wandler optimieren.<br />
Befestigung und Leitungsführung<br />
bleiben unverändert; ein aufwändiges<br />
Re-Design entfällt.<br />
Die Abkürzung diPSU steht für digitally<br />
configurable, intelligent Power<br />
Supply Unit, also digital konfigurierbare,<br />
intelligente Stromversorgung.<br />
Bis zu 500 mal in der Sekunde kann<br />
ein diPSU-Wandler über seine I²C-<br />
Schnittstelle aktuelle Leistungsdaten<br />
bereitstellen. Zusätzliche Informationen<br />
liefert ein Status-Register.<br />
Beispielsweise, dass die Eingangsspannung<br />
gefährlich niedrig ist,<br />
die Last aber noch mit Strom versorgt<br />
werden kann. Damit lassen<br />
sich rechtzeitig gezielte Maßnahmen<br />
einleiten, etwa um Datenverlust<br />
bei Festplatten zu vermeiden.<br />
Über harte Fehlerzustände informiert<br />
das „Error-Byte“.<br />
Kostenfreie PC-Software<br />
Eine kostenfreie PC-Software<br />
zum Auslesen der Leistungs- und<br />
Zustandsdaten stellt Elec-Con auf<br />
seiner Website zur Verfügung. Das<br />
erleichtert auf Kundenseite die<br />
Entwicklung von Applikationen für<br />
vorbeugende Instandhaltung bzw.<br />
Predictive-Maintenance (PM), Industrie<br />
4.0 (I4.0) smarte Produktion<br />
oder das Erkennen von unerwarteten<br />
Betriebszuständen mittels<br />
künstlicher Intelligenz (KI). ◄<br />
Funktional sicher in aggressiven Umgebungen<br />
Die Absolutdrehgeber mit Edelstahl-Gehäuse von TR Electronic sind funktional sicher und bestens<br />
für aggressive Umgebungen geeignet.<br />
Manchmal kommt es hart: wenn<br />
Drehgeber in aggressiven Umgebungen<br />
gebraucht werden, die gleichzeitig<br />
auch hohe Anforderungen an<br />
die funktionale Sicherheit erfüllen<br />
müssen, dann braucht es Lösungen,<br />
die beide Herausforderungen erfüllen.<br />
TR Electronic kombiniert mit den<br />
neuen CD_582-Sil-Gebern zwei der<br />
Kompetenzen, die sich der Drehgeberspezialist<br />
in den mittlerweile<br />
40 Jahren der Firmengeschichte<br />
angeeignet hat:<br />
Absolutes Positionssignal<br />
Die kompakten, funktional<br />
sicheren Drehgeber der<br />
CD_582-Serie erzeugen, intern<br />
zweikanalig aufgebaut, direkt ein<br />
absolutes Positionssignal, das<br />
direkt in Anwendungen verwendet<br />
werden kann, die den Safety integrity<br />
Level 2 oder 3, bzw. den Performance<br />
Level d oder e erfüllen<br />
müssen. Die unterstützten Übertragungsstandards<br />
sind PROFIsafe<br />
über PROFINET, CIPsafety über<br />
30 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Schichtdicken-Sensoren<br />
mit eingebautem Zeitvorteil<br />
OptiSense präsentiert neue Industrie-Sensoren<br />
Komponenten/Stromversorgung<br />
PaintChecker Angle ist die<br />
gewinkelte Variante der<br />
Lasersensoren und somit<br />
besonders kompakt<br />
Der Weg bis zur Inbetriebnahme<br />
von Mess- und Prüftechnik in<br />
einer Beschichtungsanlage sollte<br />
so einfach und effizient wie möglich<br />
sein. Auch im Sensorbereich<br />
gibt es Lösungen, die Konstrukteure<br />
und Monteure schneller ans<br />
OptiSense GmbH & Co. KG<br />
www.optisense.com/de<br />
PaintChecker Line sind liegend<br />
und stehend immens belastbar<br />
Ziel bringen. Ein Beispiel sind die<br />
Industriesensoren von OptiSense<br />
mit einem gänzlich neuen Design,<br />
das jeg liche Halterung überflüssig<br />
macht. Es spart Zeit beim Einbau<br />
und vereinfacht die Montage.<br />
Robustes Industriegehäuse<br />
Die neue Generation der<br />
OptiSense Lasersensoren Paint-<br />
Checker Industrial Line ist durch<br />
das robuste Industriegehäuse selbst<br />
in rauesten Umgebungen immens<br />
belastbar. Das optimierte thermische<br />
Design ermöglicht den Dauereinsatz<br />
mit hohen Messraten. Den Sensor<br />
PaintChecker Industrial Line gibt<br />
es auch als Highpower-Variante.<br />
Zeitsparende Lösungen<br />
Je größer der Zeitdruck, desto<br />
kostbarer sind eingesparte Arbeitsstunden.<br />
Das gilt besonders im Anlagenbau<br />
der Beschichtungsindustrie.<br />
Für Projektmanager und Integratoren<br />
ist daher die Suche nach<br />
zeitsparenden Lösungen essenziell.<br />
Ein intelligentes Beispiel, um<br />
Projekte zu beschleunigen, sind die<br />
Sensorlösungen PaintChecker Line<br />
und PaintChecker Angle von Opti-<br />
Sense. Für viele Anlagenbauer ist<br />
dieser Zeitgewinn ein wichtiges Kriterium<br />
bei der Wahl der Sensoren<br />
– zumal sich die miniaturisierten<br />
Hochleistungssensoren von Opti-<br />
Sense nicht nur bei der Erstmontage<br />
bezahlt machen, sondern auch<br />
im laufenden Betrieb.<br />
Die neue Generation der Opti-<br />
Sense Lasersensoren PaintChecker<br />
Line und die gewinkelte Variante<br />
PaintChecker Angle sind durch<br />
das robuste Industriegehäuse selbst<br />
in rauesten Umgebungen immens<br />
belastbar. Und auch ein Austausch<br />
der Sensoren läuft ohne aufwendige<br />
Halterungen geschmeidig und<br />
schnell ab.<br />
Lange Lebensdauer<br />
Die Sensoren haben einen Diodenlaser<br />
als Lichtquelle - mit allen<br />
Vorteilen der Halbleitertechnik, wie<br />
lange Lebensdauer, hohe Effizienz<br />
und absolute Vibrationsfestigkeit.<br />
Die Messbereiche der Schichtdicke<br />
liegen zwischen 1 und 1.000 µm.<br />
Hohe Messraten<br />
Das optimierte thermische Design<br />
ermöglicht den Dauereinsatz mit<br />
hohen Messraten bis zu 2,5 Hz.<br />
Die Lasersensoren erreichen<br />
Schutzklasse IP50, wiegen 330 g<br />
und messen 38 x 36 x 104 mm als<br />
PaintChecker Line bzw. 77 x 36 x<br />
65 mm als Angle-Winkelsensor. Die<br />
Industriesensoren gibt es auch als<br />
High power-Varianten. Die mit der<br />
LARES-Technologie ausgestatteten<br />
Modelle sind augensicher.<br />
Der Winkelsensor PaintChecker<br />
Industrial Angle ist mit einer speziellen<br />
Optik mit gefaltetem Strahlengang<br />
ausgestattet. Dadurch<br />
ergibt sich eine besonders kompakte<br />
Bauform, die den Einsatz<br />
selbst auf engstem Raum ermöglicht.<br />
Das Federgewicht ist gerade<br />
einmal 77 mm lang und auch als<br />
Highpower-Variante verfügbar. ◄<br />
Ethernet/IP und open Safety über<br />
Powerlink sowie CANopen Safety.<br />
Hochwertiger Edelstahl<br />
Dies kombiniert TR Electronic<br />
nun mit der Gehäuseausführung<br />
in hochwertigem Edelstahl 1.4404,<br />
AISI 316L. Damit steht einer Anwendung<br />
in aggressiven Umgebungen<br />
nichts mehr im Wege. Die Oberfläche<br />
ist glatt, da Statusinformationen<br />
und Resetfunktion in die Software<br />
integriert und die Typenschilddaten<br />
dauerhaft in die Edelstahloberfläche<br />
gelasert sind. Auch das einheitliche<br />
Anschlussbild der Stecker auf der<br />
wellenabgewandten Seite und eine<br />
vereinfachte Flansch-/ Wellengeometrie<br />
minimieren die Angriffsfläche<br />
für Flüssigkeiten und Stäube. Der<br />
Drehgeber ist mit einem Schutzgrad<br />
bis IP67 erhältlich, was auch das<br />
Abwaschen der Encoder zulässt.<br />
Gleiche Abmaße<br />
Die äußere Geometrie, die letztlich<br />
den benötigten Bauraum bestimmt,<br />
ändert sich dabei kaum – wo die<br />
regulären CD_582 reinpassen, können<br />
auch die CD_582 im Edelstahlgehäuse<br />
eingebaut werden.<br />
Standardisierte<br />
Steckverbinder<br />
Mit den standardisierten Steckverbindern<br />
kann der Anwender auf<br />
ein breites Spektrum an vorkonfektionierten<br />
Leitungen zurückgreifen.<br />
Verschiedene Mantelwerkstoffe eignen<br />
sich für verschiedene Stoffklassen.<br />
So hat TR Electronic auch für<br />
besondere Umgebungen besondere<br />
Lösungen.<br />
Eigenschaften<br />
im Überblick<br />
• Sicherer Absolut-Drehgeber<br />
kompatibel zum 58er-Industriestandard<br />
• Edelstahl 1.4404, AISI 316L<br />
• Vollwelle, 10 mm mit Nut<br />
• Standardflansch<br />
• Zentrierbund Ø 36 mm zur<br />
Klemmbefestigung<br />
• mit stirnseitigen Gewinden<br />
• für Spannpratzen oder Servoklammern<br />
• Industrial Ethernet PROFINET<br />
mit PROFIsafe, Ethernet/IP mit<br />
CIPsafety, Powerlink mit open-<br />
SAFETY<br />
• Feldbus CANopen Safety<br />
• Dichtigkeit bis IP67<br />
• Drehgeber mit minimierter<br />
Angriffsfläche für aggressive<br />
Medien<br />
TR-Electronic GmbH<br />
info@tr-electronic.de<br />
www.tr-electronic.de<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 31
IPCs/SBCs/Module/Embedded<br />
Smarte Module für Smart Factory<br />
IPC-Technik für minimalinvasive Anlagenaufrüstungen<br />
Dank kompakter Modultechnik kommen Cloud-Anbindungen und KI-Techniken nicht nur bei Neugeräten zum Einsatz, auch die Nach- und Aufrüstung<br />
bestehender Anlagen ist möglich © <strong>12</strong>3rf.com/Vereshchagin Dmitry, TQ-Systems<br />
Ihre robuste und kompakte Bauart<br />
in Kombination mit Performance<br />
und Schnittstellenflexibilität machen<br />
Industrie-PC-Module interessant<br />
auch für die Auf- und Nachrüstung<br />
bestehender Fertigungslinien. Als<br />
smarte Ergänzung liefern sie neue<br />
Funktionen wie Cloudanbindung oder<br />
KI-Auswertung ohne aufwändige<br />
Eingriffe in die bestehende Lösung.<br />
Die Forderungen<br />
an die Produktion mehr zu produzieren,<br />
mit höherer Qualität und das<br />
zu günstigeren Preisen und dabei<br />
gleichzeitig die Umwelt zu schonen,<br />
Autor:<br />
Andreas Willig<br />
Produktmanager<br />
TQ Embedded<br />
www.tq-group.com<br />
erscheinen im ersten Moment widersprüchlich.<br />
Darüber hinaus müssen<br />
bestehende Fertigungslinien meist<br />
weiterproduzieren – eine Aufrüstung<br />
sollte deshalb am Besten im laufenden<br />
Betrieb erfolgen.<br />
Smart Factory als Ausweg<br />
Dank moderner Embedded Computer<br />
Technik und Elektronik lassen<br />
sich diese Gegensätze trotzdem<br />
vereinen: Smart Factory ist<br />
der Ausweg aus der verfahrenen<br />
Situation. Durch zusätzliche Sensorik<br />
und die Mitbenutzung bestehender<br />
Messwertaufnehmer lassen<br />
sich neue Funktionen wie KI<br />
zur Qualitätskontrolle sowie Predictive<br />
Maintenance zur bestehenden<br />
Anlage hinzufügen. Dabei werden<br />
die gesammelten Daten zum Teil<br />
schon vor Ort genutzt, aber auch<br />
in der Cloud ausgewertet, um den<br />
Produktionsprozess zu optimieren<br />
und geringere Stillstandzeiten zu<br />
ermöglichen.<br />
Anforderungen an die<br />
Embedded-Elektronik<br />
Die dazu notwendige Elektronik<br />
wird in immer mehr Maschinen verbaut.<br />
Je nach Gerät und Aufgabe<br />
gibt es spezialisierte Embedded-<br />
Rechner, auf Basis von Modultechnik,<br />
die für das Plus an Intelligenz<br />
sorgen.<br />
Ein Beispiel: Eine bestehende<br />
Fertigungslinie soll mehr Daten<br />
über die laufende Produktion für<br />
Management und Kunden liefern.<br />
Zusätzlich ist gewünscht Methoden<br />
der Predictive Maintenance einzuführen,<br />
um ungewollte Ausfälle zu<br />
vermeiden. Da die Fertigungslinie<br />
weiterhin produzieren muss, schließen<br />
sich zeitaufwändige Umbauarbeiten<br />
aus und smarte Nachrüstlösungen<br />
sind gefordert, die die bestehende<br />
Anlage zügig ergänzen. Damit<br />
erwachsen besondere Anforderungen<br />
an die Embedded-Elektronik:<br />
• Echtzeitfähigkeit zur Auswertung<br />
der Sensorik und Steuerung des<br />
Geräts für eine höhere Präzision<br />
• Schnittstellen zur Erfassung der<br />
Sensordaten inkl. I 2 C, UART<br />
und ADC<br />
• Konnektivität zur Steuerung und<br />
Datenübertragung inkl. Ethernet<br />
und CAN<br />
• Updates per USB oder Over-the-<br />
Air (OTA)<br />
• Funktionale Sicherheit zur Unfallvermeidung<br />
und zuverlässigem<br />
Not-Aus<br />
• Viel Speicher für die Datenerfassung<br />
aber auch für unterschiedliche<br />
Sprachversionen<br />
• Security-Funktionen auch für<br />
Blockchain und Leihgeräteverwaltung<br />
32 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
IPCs/SBCs/Module/Embedded<br />
Dabei geht es nicht immer um die<br />
Abwehr der üblichen Gefahren<br />
von vernetzter Computertechnik<br />
durch Hacker, sondern auch als<br />
Manipulations- und Abrechnungsschutz<br />
für Leih- und Leasinggeräte.<br />
Ebenso sind diese Funktionen für<br />
einen sicheren Herkunftsnachweis<br />
mittels Blockchain die Grundlage:<br />
Jeder einzelne Produktionsschritt<br />
kann einen kryptografischen und<br />
damit fälschungssichere „Stempel“<br />
erhalten, um dem Endverbraucher<br />
die vollständige Rückverfolgbarkeit<br />
zu ermöglichen. Auch hier punkten<br />
die neuen Chip-Architekturen, da<br />
sie über immer ausgefeiltere Kryptografiefunktionen<br />
verfügen und so<br />
ein Security-Netz vom Booten des<br />
Gerätes, über den Betrieb bis hin<br />
zur Abrechnung spannen können.<br />
Ein Embedded-Modul (hellere Platine Bildmitte) wie das TQMa64xxL von TQ Systems, stellt seine Performance auf<br />
engstem Raum zur Verfügung. © TQ-Systems<br />
• Klein und robust, damit bei widrigen<br />
Temperaturbedingungen<br />
und Einbausituation die Einsatzfähigkeit<br />
gewährleistet ist<br />
• Geringe Leistungsaufnahme, um<br />
Abwärmeprobleme zu vermeiden<br />
und eine lange Einsatzfähigkeit<br />
zu sichern<br />
• Skalierbare Rechenleistung, da<br />
Fertiger sehr unterschiedliche<br />
Anforderungen an ihre Arbeitsgeräte<br />
haben und die Maschinenhersteller<br />
und ihre Zulieferer<br />
entsprechend darauf reagieren<br />
müssen<br />
• Einheitliche Entwicklungsumgebung<br />
• Langfristige Verfügbarkeit<br />
• Kostengünstig<br />
Auf den ersten Blick scheint diese<br />
Anforderungsliste nur schwer realisierbar<br />
zu sein. Mit neuen Prozessoren<br />
und Controllern, beispielsweise<br />
der Sitara Familie AM64x<br />
und AM243x von Texas Instruments,<br />
gibt es seit kurzem geeignete<br />
Basistechnologien: Mit spezialisierten<br />
Cores wie dem Arm Cortex<br />
R5 sind die Bausteine ausgesprochene<br />
Echtzeitexperten. Zusätzliche<br />
Cortex-M4-Cores, die unabhängig<br />
und unbeeinflusst von den anderen<br />
Cores ihren Dienst verrichten können,<br />
sind für die Aufgaben der funktionalen<br />
Sicherheit prädestiniert. Ist<br />
eine hohe Rechenleistung gefordert,<br />
können A53-Cores die notwendige<br />
Performance liefern.<br />
Applikationsspezifische<br />
Prozessoren<br />
Auch andere Halbleiterhersteller<br />
wie Renesas, NXP oder Intel nutzen<br />
verschiedene spezialisierte<br />
Cores, um applikationsspezifische<br />
Prozessoren anbieten zu können.<br />
Dabei achten sie zunehmend auf<br />
eine durchgängige Pin-Kompatibilität<br />
ihrer Bausteinserien, was den<br />
Embedded-Modul-Herstellern ermöglicht,<br />
dasselbe Moduldesign<br />
mit unterschiedlich leistungsfähigen<br />
Prozessoren anbieten zu können.<br />
Der Vorteil für die Modul-Anwender:<br />
Sie bekommen genau die Leistung<br />
und Funktionalität, die sie für das<br />
jeweilige Projekt brauchen.<br />
Die Kompatibilität hilft auch dabei<br />
die Entwicklungswerkzeugkette<br />
homogen zu halten. Statt sich mit<br />
den Tools diverser CPU/MCU-Hersteller<br />
herum schlagen zu müssen,<br />
deckt eine Tool-Chain den großen<br />
Skalierungsbereich der Module ab<br />
und vereinfacht die Wiederverwendung<br />
von Software-Komponenten<br />
– was sich positiv auf die Entwicklungszeit<br />
und -kosten auswirkt. Hinzu<br />
kommt die vereinfachte Anpassung<br />
der IPCs an Sonderwünsche<br />
der Kunden.<br />
Modulfamilien<br />
Das von den CPU-Anbietern gelieferte<br />
Potenzial nutzen also die Modulhersteller,<br />
um industrielle Modulfamilien<br />
zu entwickeln, die Pin-kompatibel<br />
zueinander sind, um den<br />
unterschiedlichen Bedürfnissen<br />
der Embedded-Rechner zu entsprechen.<br />
Zwei grundlegende Bauformen<br />
unterstützen dabei die Entwickler:<br />
Bei dem LGA-Konzept sind<br />
die Module direkt auf die Trägerplatine<br />
auflötbar und damit kann auf<br />
Steckverbinder verzichtet werden,<br />
was eine konstante und extrem gute<br />
Verbindung gewährleistet – Schock<br />
und Vibrationen sind damit keine<br />
Probleme. Darüber hinaus spart<br />
das auch noch an Platz, da die Einbauhöhe<br />
entsprechend niedriger ist.<br />
Steckverbindungen haben allerdings<br />
den Vorteil wieder gelöst werden zu<br />
können. Das ist in Servicefällen ein<br />
Vorteil, kann aber auch die Grundlage<br />
für Upgrade-Geschäfte sein:<br />
Sind neue Funktionen und mehr<br />
Performance gefordert, ist einfach<br />
ein entsprechender Modulwechsel<br />
durchzuführen.<br />
Modul- bzw.<br />
Architekturwechsel<br />
Ein Grund für einen Modul- bzw.<br />
Architekturwechsel kann auch ein<br />
gestiegener Security-Bedarf sein.<br />
Geringe Verlustleistung<br />
Dank der Fortschritte der Halbleiterhersteller<br />
weisen Embedded-<br />
Module mit bis zu 1 W bis 2 W eine<br />
so geringe Verlustleistung auf, dass<br />
auf umfangreiche Kühllösungen verzichtet<br />
werden kann - so reicht die<br />
Anbindung an das Gehäuse in den<br />
meisten Fällen aus. Damit ist der industrielle<br />
Standardtemperaturbereich<br />
von -25 °C bis +85 °C möglich, optional<br />
ist auch ein erweiterter Temperaturbereich<br />
von -40 °C bis +85 °C<br />
verfügbar. Darüber hinaus erlaubt<br />
das Konzept den Einsatz von Schutzlacken<br />
gegen natürliche Feuchtigkeit<br />
und ungewollt austretende Prozessflüssigkeiten.<br />
Mit den Abmessungen<br />
einer Scheckkarte bzw. noch kleiner<br />
finden die Embedded-Module<br />
auch unter sehr beengten Einbausituationen<br />
noch ihren Platz, was<br />
für Nachrüstlösungen von besonderer<br />
Bedeutung ist.<br />
Fazit<br />
Embedded-Module als neueste<br />
Iterationsstufe und Speerspitze<br />
der Industrie-PC-Technik vereinfachen<br />
und beschleunigen nicht nur<br />
die Entwicklung neuer Automatisierungs-<br />
und Steuerungslösungen, sie<br />
ermöglichen auch eine smarte Aufrüstung<br />
bestehender Anlagen und<br />
Fertigungslinien.<br />
Über den Autor:<br />
Andreas Willig, Produktmanager<br />
bei TQ Embedded, ist<br />
spezialisiert auf TI basierte<br />
Lösungen wie das TQMa64xxL für<br />
Echtzeitkommunikation. ◄<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 33
IPCs/SBCs/Module/Embedded<br />
Kompakte All-in-One PC-Serie<br />
mit Alder Lake-P Prozessoren<br />
Leistungsstarke PC-Serie mit ästhetischem Narrow Bezel Design<br />
Das Portfolio von ICP Deutschland<br />
erweitert sich um die vielseitige<br />
AFL4-ADLP Fanless All-in-One<br />
PC-Serie: Sie ist die ideale Lösung<br />
für Bereiche wie Fabrikautomation,<br />
Einzelhandel, Digital Signage und<br />
POS (Point of Sale).<br />
Die AFL4-ADLP zeichnen sich<br />
durch ihr schlankes Design mit sehr<br />
schmalem Frontrahmen aus, welcher<br />
nicht nur ästhetisch ansprechend ist,<br />
sondern den Bildschirm voll zur Geltung<br />
kommen lässt. Der Panel-PC<br />
ist in drei Größen mit 10,1“, <strong>12</strong>,1“ und<br />
13,3“ erhältlich. Das Aluminiumgehäuse<br />
mit integriertem Kühlkörper<br />
ist extrem robust und ist so ausgelegt,<br />
dass die Panel-PCs trotz performanter<br />
CPU ohne Lüfter betrieben<br />
werden können.<br />
Leistungsstärkere<br />
Prozessoren<br />
Im Vergleich zur AFL4-EHL Serie<br />
ist die AFL4-ADLP Serie mit leistungsstärkeren<br />
Intel Core Mobile<br />
i7/i5/i3 Prozessoren der zwölften<br />
Generation bestückt. Der Intel Core<br />
i3-<strong>12</strong>20P verfügt über 10 Kerne und<br />
<strong>12</strong> Threads. Die Grundtaktfrequenz<br />
liegt bei 3,30 GHz, die maximale<br />
Turbo-Taktfrequenz sind 4,40 GHz.<br />
Intel Core i5-<strong>12</strong>40P und Intel Core<br />
i7-<strong>12</strong>60P haben jeweils <strong>12</strong> Kerne<br />
und 16 Threads. Der i5 hat eine<br />
Grundtaktfrequenz von 3,3 GHz, der<br />
i7 3,40 GHZ. Die maximale Turbo-<br />
Taktfrequenz ist 4,40 GHz beim i5<br />
und 4,70 GHz beim i7.<br />
Optimierter<br />
PCAP-Touchscreen<br />
Der optimierte PCAP-Touchscreen<br />
der AFL4-ADLP Serie bietet<br />
eine 10-Finger Bedienung, und<br />
ist mit Anti-Glare- und Anti-UV-<br />
Schnittstellen<br />
Beschichtung ausgestattet.<br />
Er gewährleistet<br />
eine hervorragende<br />
Lesbarkeit bei<br />
verschiedenen Lichtverhältnissen.<br />
Darüber<br />
hinaus unterstützt<br />
der Touchscreen die<br />
Bedienung mit Handschuhen<br />
und nassen<br />
Händen und ist<br />
durch seinen 7H Härtegrad<br />
besonders<br />
widerstandsfähig.<br />
Das BIOS der AFL4-<br />
ADLP ist Touch-<br />
Enabled und kann<br />
ohne separat angeschlossene<br />
Tastatur<br />
bedient werden.<br />
Für Peripheriegeräte stehen<br />
fünf USB-Schnittstellen, davon 2x<br />
USB 3.2 Gen2, 2x USB 3.2 Gen1<br />
und 1x USB 2.0, 1x HDMI, sowie<br />
4 COM-Schnittstellen bereit.<br />
Die AFL4-ADLP bieten zudem<br />
fortschrittliche drahtlose Kommunikationsfähigkeiten<br />
wie Wi-Fi 6E<br />
sowie Bluetooth 5.2. Ferner bieten<br />
sie zwei 2,5 GbE Netzwerkschnittstellen.<br />
Für Erweiterungen stehen zwei<br />
M.2 Slots mit M Key zur Verfügung.<br />
Bei einer Eingangsspannung von<br />
<strong>12</strong> V DC kann die AFL4-ADLP All-in-<br />
One PC-Serie in Umgebungen von<br />
-10 °C bis 60 °C eingesetzt werden.<br />
ICP Deutschland liefert die AFL4-<br />
ADLP auf Wunsch ausgestattet mit<br />
SSD und Betriebssystem als einsatzbereites<br />
System.<br />
Spezifikationen<br />
• 10,1“/<strong>12</strong>,1/13,3“ Panel-PC<br />
• Intel Core i3/i5/i7 Prozessor<br />
• 8 GB LPDDR4x-Speicher onboard<br />
• Lüfterlos<br />
• Narrow Bezel<br />
• PCAP-Display mit 10 Point Multi-<br />
Touch, Anti-glare, Anti-UV<br />
• Touchfähiges BIOS<br />
• 2x 2,5 GbE LAN<br />
• 4x USB 3.2, 1x USB 2.0, 1x HDMI,<br />
4x COM<br />
Anwendungsbereiche/<br />
Applikationen<br />
• Fabrikautomation<br />
• Maschinenbau<br />
• Einzelhandel<br />
• Digital Signage<br />
• POS<br />
Rundum geschützte Panel-PC-Serie:<br />
Robustheit und Eleganz in Einem<br />
Industrielle Panel-PC mit IP65-<br />
Schutzklasse haben sich seit langem<br />
als zuverlässige und robuste<br />
Bediengeräte für die Steuerung<br />
von Maschinen und Anlagen in<br />
widrigen Produktionsumgebungen<br />
etabliert.<br />
Die IP65-Schutzklasse bedeutet,<br />
dass das Gerät staubdicht und<br />
gegen Strahlwasser aus beliebigem<br />
Winkel geschützt ist und<br />
somit Feuchtigkeit, Schmutz und<br />
Staub problemlos widersteht.<br />
Die industriellen Panel-PCs der<br />
Spectra Silent-wDL Serie entsprechen<br />
genau diesem Standard und<br />
überzeugen zusätzlich durch ihre<br />
Eleganz auf Grund des schlanken<br />
Designs und der planen Front des<br />
Aluminiumgehäuses.<br />
Die neueste Generation ist mit<br />
einem Core i5-1145G7E Prozessor<br />
und 8 GB Arbeitsspeicher ausgestattet.<br />
Der leistungsstarke Prozessor<br />
arbeitet mit einer TPD von lediglich<br />
15 W. Dank eines intelligenten<br />
ICP Deutschland GmbH<br />
www.icp-deutschland.de<br />
Kühlkonzepts kommt der Panel-<br />
PC völlig ohne Lüfter aus.<br />
Es stehen sechs Modelle mit<br />
Bildschirmdiagonalen von <strong>12</strong>“ bis<br />
24“ zur Auswahl. Die Displays können<br />
per kapazitiven Touch bedient<br />
werden, wobei zusätzliche Bedienelemente<br />
in der Touch-Oberfläche<br />
für Helligkeit, Lautstärke und<br />
Applikationsaufruf integriert sind.<br />
Anmelde- und Freigabeprozesse<br />
können einfach mit Hilfe des integrierten<br />
RFID/NFC-Reader realisiert<br />
34 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
IPCs/SBCs/Module/Embedded<br />
Computer-on-Modules<br />
für anspruchsvolle Industrieanwendungen<br />
SECO präsentierte auf der SPS<br />
<strong>2023</strong> (Smart Production Solutions)<br />
sein neues SMARC-2.1.1-kompatibles<br />
Modul SOM-SMARC-Genio700<br />
sowie weitere Computer-on-Module-<br />
Lösungen (COMs). Am Messestand<br />
von SECO konnten sich Fachbesucher<br />
informieren, wie sich mit dem<br />
breit gefächerten Angebot an COMs<br />
innovative Lösungen schnell und<br />
effizient entwickeln lassen.<br />
SOM-SMARC-Genio700<br />
Als leistungsstarke Erweiterung<br />
seiner umfangreichen SMARC-<br />
Produktfamilie positioniert SECO<br />
sein neues Modul SOM-SMARC-<br />
Genio700. Entwickler von Embedded-<br />
und anderen Elektroniksystemen<br />
haben mit dem COM im<br />
werden. Eine wasserdichte USB 2.0<br />
Service-Buchse ist standardmäßig<br />
vorhanden. Weitere Schnittstellen,<br />
wie USB, COM, LAN und HDMI<br />
kann man individuell durch spezielle<br />
IP65 Dichtungen herausführen.<br />
Selbst Erweiterungen können mit je<br />
einen M.2 2230 E-Key (WLAN/BT)<br />
und M.2 3052 B-Key (SIM/5G) Steckplatz<br />
umgesetzt werden.<br />
Die Energieversorgung der Panel-<br />
PC-Modelle erfolgt standardmäßig<br />
über das integrierte 100 bis 240 VAC<br />
Netzteil. Die Betriebstemperatur liegt<br />
zwischen 0 und 45 °C.<br />
Spectra GmbH & Co. KG<br />
info@spectra.de<br />
www.spectra.de<br />
kompakten SMARC-Formfaktor<br />
(Smart Mobility Architecture) die<br />
Möglichkeit, lüfterlose industrielle<br />
Applikationen zu entwickeln, die<br />
hohe Ansprüche an Grafik- oder<br />
KI-Performance erfüllen müssen.<br />
Octa-Core Genio 700<br />
Kernstück des Moduls im Formfaktor<br />
SMARC Rel. 2.1.1 ist der neue<br />
Applikationsprozessor Octa-Core<br />
Genio 700 von MediaTek, der für<br />
industrielle IoT-Produkte entwickelt<br />
wurde und Lösungen mit höchster<br />
Leistungsfähigkeit und geringem<br />
Stromverbrauch ermöglicht. Der<br />
Genio 700 ist ein N6 (6 nm) IoT-<br />
Chipsatz und verfügt über zwei Arm<br />
Cortex-A78-Kerne mit 2,2 GHz und<br />
sechs Arm Cortex-A55-Kerne mit<br />
2,0 GHz sowie einen 4,0 TOPs KI-<br />
Beschleuniger.<br />
SOM-SMARC-ADL-N<br />
Ein weiteres Modul, das SOM-<br />
SMARC-ADL-N, basiert auf Intel<br />
Atom Prozessoren der x7000E Serie,<br />
Intel Core i3 Prozessoren und Intel<br />
Prozessoren der N-Serie (Codename:<br />
Alder Lake-N) und wurde<br />
speziell für die Medienverarbeitung<br />
entwickelt. Das Ziel der Entwicklung<br />
war es, den Stromverbrauch<br />
sowie den Platzbedarf von videound<br />
bildintensiven Edge-Anwendungen<br />
drastisch zu reduzieren.<br />
SOM-SMARC-MX93<br />
Das SMARC Rel. 2.1.1 -kompatible<br />
Modul SOM-SMARC-MX93<br />
wurde speziell für Anwendungen<br />
mit geringer Leistungsaufnahme<br />
und hoher Rechenleistung entwickelt<br />
und arbeitet mit dem i.MX<br />
93-Prozessor von NXP. Typische<br />
Applikationen für SOM-SMARC-<br />
MX9 sind medizinische Geräte, Flottenmanagementlösungen,<br />
Ladestationen<br />
für Elektroautos sowie industrielle<br />
Maschinen.<br />
SOM-SMARC-EHL<br />
Das COM-Modul SOM-SMARC-<br />
EHL ist ebenfalls zu SMARC-2.1.1<br />
kompatibel und mit Intel Atom<br />
x6000E Serie und Intel Pentium<br />
und Celeron N und J-Serie (früher<br />
Elkhart Lake) Prozessoren ausgestattet.<br />
Konzipiert wurde das Modul<br />
in erster Linie für Functional-Safety-<br />
Anwendungen (FuSa).<br />
SECO verfügt über ein umfangreiches<br />
Know-how im COM-Design<br />
und in der COM-Fertigung und bietet<br />
eine Vielzahl von Computer- und<br />
Modullösungen im Standardformfaktor<br />
an, darunter auch COM Express<br />
und COM-HPC.<br />
SOM-COMe-BT6-RPL-P<br />
Ein COM-Express-Typ-6-Modul<br />
hat SECO unter der Bezeichnung<br />
SOM-COMe-BT6-RPL-P im<br />
Programm. Es basiert auf Intel-<br />
Core-Prozessoren der 13. Generation<br />
und eignet sich für anspruchsvolle<br />
Embedded- und Rugged-IoT-<br />
Anwendungen, darunter Lösungen<br />
für intensive Video-Verarbeitung.<br />
SOM-COM-HPC-A-ADL-P, ein<br />
COM-HPC Client-Modul Größe A<br />
mit Intel Core-Prozessoren der<br />
<strong>12</strong>. Generation (ehemals Alder Lake<br />
- H-Serie), rundete das Portfolio von<br />
SECO auf der SPS <strong>2023</strong> ab. Aufgrund<br />
seiner hohen Grafikleistung<br />
eignet sich das Modul für Anwendungen<br />
in den Bereichen Automatisierung<br />
und KI am Netzwerkrand<br />
(Edge).<br />
Ausstattung<br />
Alle COM-Lösungen von SECO<br />
enthalten ein entsprechendes<br />
Betriebssystem, ein Board Support<br />
Package (BSP) und ein Software<br />
Development Kit (SDK). Dies<br />
ermöglicht Softwareentwicklern<br />
eine relativ schnelle Implementierung<br />
ihrer Anwendungen.<br />
Darüber hinaus sind alle SECO-<br />
Hardwareprodukte von Haus aus<br />
in Clea integriert und für die Nutzung<br />
der IoT-Plattform von Seco<br />
bereit. Clea ermöglicht es, die Hardware-Infrastruktur<br />
mit einer Reihe<br />
von Mehrwertdiensten zu erweitern:<br />
Gerätemanagement, Remote-<br />
Updates, Daten-Pipeline-Management,<br />
und das alles unter Gewährleistung<br />
höchster Sicherheitsniveaus.<br />
SECO Northern Europe<br />
www.north.seco.com<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 35
IPCs/SBCs/Module/Embedded<br />
Kompaktes Open-Standard-Modul<br />
mit sehr niedrigem Stromverbrauch<br />
Advantech stellt das Open-Standard-Modul ROM-2620 in Größe S vor – mit i.MX 8ULP SoC<br />
von NXP Semiconductors für AIoT-Endpunkte<br />
Advantech, ein führender Anbieter<br />
industrieller Embedded-Lösungen,<br />
stellt mit dem ROM-2620 sein erstes<br />
Open-Standard-Modul (OSM) vor,<br />
das mit sehr niedrigem Stromverbrauch<br />
seiner geringen Größe<br />
AIoT-Anwendungen (Artificial Intelligence<br />
of Things) revolutionieren<br />
soll. Das Modul entspricht dem<br />
von der Standardisation Group for<br />
Embedded Technologies (SGET)<br />
spezifizierten Size-S-Formfaktor<br />
des „Open Standard Module (OSM)“<br />
und enthält den i.MX-8ULP-Anwendungsprozessor<br />
von NXP Semiconductors<br />
mit integrierter Edge-<br />
Lock Secure Enclave. Damit steht<br />
modulares Embedded Computing<br />
bereit, das kostengünstig, kompakt<br />
und energieeffizient in intelligenten<br />
Edge-Anwendungen (am<br />
Netzwerk rand) ist.<br />
Advantech<br />
www.advantech.de<br />
Hohe Leistungsfähigkeit,<br />
Energieeffizienz<br />
und Flexibilität für<br />
Edge-Systeme<br />
Das ROM-2620 nutzt den<br />
i.MX-8ULP mit zwei Arm-Cortex-<br />
A35-Cores für leistungsstarke<br />
Rechenleistung, einen Arm-Cortex-M33-Core<br />
für Reaktionen in<br />
Echtzeit und einen Cadence Tensilica<br />
Hifi 4 DSP und Fusion DSP<br />
für effiziente Edge-KI/ML-Verarbeitung<br />
und -Beschleunigung. Der<br />
i.MX 8ULP wird in 28-nm-FD-SOI-<br />
Prozesstechnologie gefertigt und<br />
nutzt die Energy-Flex- Architektur<br />
von NXP. Damit bietet er sehr hohe<br />
Energieeffizienz im statischen und<br />
dynamischen Betriebsmodus. Der<br />
Cortex-M33 reduziert den statischen<br />
Stromverbrauch auf bis zu<br />
36 µW für Anwendungen, die eine<br />
längere Batterielaufzeit erfordern.<br />
Der Cortex-A35, ein Upgrade des<br />
bisherigen Cortex-A7, bietet eine<br />
Leistungssteigerung um 40 % von<br />
32 auf 64 Bit bei nur 1,62 W für die<br />
Hauptlast. Der i.MX 8ULP bietet<br />
auch 3D/2D-GPUs und parallele<br />
4-Lane-MIPI-DSI-Display-Schnittstellen,<br />
um den Anforderungen industrieller<br />
HMI-Grafik gerecht zu werden.<br />
Darüber hinaus ermöglichen<br />
UART-, GPIO-, I 2 C-, FlexCAN- und<br />
Fast-Ethernet-Schnittstellen das<br />
Erfassen, Verarbeiten und Übertragen<br />
von Edge-Daten.<br />
Zuverlässiges,<br />
miniaturisiertes Design für<br />
jede Konfiguration<br />
Der ROM-2620 wird im Standard-<br />
OSM-Formfaktor der Größe S<br />
(30 mm x 30 mm) mit 332 Pins<br />
ausgeliefert, um den wachsenden<br />
Platzbedarf von IoT-Anwendungen<br />
zu erfüllen. Mit dem LGA-<br />
SMD-Gehäuse ist das Modul widerstandsfähiger<br />
gegen Vibrationen,<br />
Stöße und andere mechanische<br />
Belastungen, wodurch es sich für<br />
IoT-Edge-Applikationen in rauen<br />
Industrieumgebungen eignet.<br />
Um den OSM-Formfaktor zukunftssicher<br />
zu machen, unterstützt<br />
Advantech den gesamten Design-in-<br />
Prozesses und die Serien fertigung<br />
bis hin zum Produktlebenszyklus-<br />
Management. Das Unternehmen bietet<br />
Design-Referenzen, Hardware-<br />
Dokumentation und Fertigungsrichtlinien,<br />
wie z. B. Schablonendesign-Vorschläge<br />
und IR-Reflow-<br />
Diagramme, mit Tipps und Informationen,<br />
um den Projekterfolg zu<br />
gewährleisten und die Markteinführung<br />
zu beschleunigen.<br />
Vorkonfiguriertes<br />
Softwaresystem für mehr<br />
IoT-Sicherheit<br />
Advantech vereinfacht das Einrichten<br />
sicherer Systeme durch die Integration<br />
der High-Assurance-Boot-/<br />
HAB-Technologie von NXP in seinem<br />
AIM-Linux-Software-Service.<br />
Dies stellt sicher, dass nur von Entwicklern<br />
signierte Software-Images<br />
auf dem SoC ausgeführt werden.<br />
Durch die in den i.MX 8ULP integrierte<br />
EdgeLock Secure Enclave<br />
als integriertes Sicherheitssubsystem<br />
bietet das ROM-2620 eine<br />
hardwarebasierte Vertrauensbasis<br />
und robuste Sicherheitsarchitektur,<br />
die Edge-Geräte vor physischen<br />
und Netzwerkangriffen schützt. Die<br />
Funktion vereinfacht die Implementierung<br />
systemweiter Sicherheitsintelligenz<br />
für IoT-Anwendungen.<br />
Wesentliche<br />
Leistungsmerkmale<br />
• NXP i.MX 8ULP Anwendungsprozessor<br />
mit zwei Cortex-A35<br />
@1 GHz und einem Cortex-<br />
M33 @216 MHz<br />
• Miniaturisiertes OSM (Größe S)<br />
mit 30 mm x 30 mm<br />
• Onboard-Speicher LPDDR4<br />
1 GB, 2000 MT/s<br />
• 1x 4-Lane MIPI-DSI<br />
• 1x USB2.0, 1x USB 2.0 OTG,<br />
5x UART, 2x I 2 C, 24x GPIO,<br />
6x PWM, 1x CAN<br />
• Unterstützt Yocto Linux<br />
Das Miniatur-ROM-2620 OSM<br />
mit geringem Stromverbrauch ist ab<br />
sofort als Muster erhältlich. Weitere<br />
Informationen sind über Advantechs<br />
Vertrieb vor Ort oder über einen autorisierten<br />
Vertriebspartner erhältlich.<br />
Auf der Solution-Page finden sich<br />
weitere Details über Arm-Computing-Produkte<br />
und Dienstleistungen<br />
von Advantech. ◄<br />
36 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Single Board Computer<br />
für professionelle Maker-Produkte<br />
IPCs/SBCs/Module/Embedded<br />
TQ präsentiert einen neuen SBC zur leichteren Überführung von Maker-Projekten in die Serienfertigung<br />
TQ-Group<br />
www.tq-group.com<br />
Der neue Single Board Computer<br />
MBa8MP-RAS314 auf Basis<br />
der NXP Semiconductors i.MX 8M<br />
Plus Applikationsprozessor, ist ab<br />
sofort verfügbar. Das nur 100 mm<br />
x 100 mm große Mainboard stellt<br />
Anwendern von Raspberry-Pi-Produkten<br />
eine langzeitverfügbare und<br />
industrietaugliche Alternative zur<br />
Verfügung. Dabei punkten nicht nur<br />
erweiterte Funktionen, sondern auch<br />
eine gute Softwareunterstützung die<br />
einen einfachen Umstieg auf Basis<br />
der bereits erstellten Lösungen ermöglicht.<br />
TQ hat zur Entwicklung professioneller<br />
Maker-Produkte ein zum Raspberry<br />
Pi vergleichbares Embedded-<br />
Board herausgesucht das nicht nur<br />
funktionell sondern auch seitens der<br />
Performance Vorteile bietet. So verfügt<br />
es über zahlreiche Schnittstellen<br />
wie 2x Gbit Ethernet, 4x USB 3.0, 1x<br />
USB 3.0 OTG, Audio, HDMI, LVDS<br />
sowie jeweils MIPI-DSI und MIPI-<br />
CSI. Ein SD-Karten-Interface, eine<br />
NXP basiertes WiFi-5-Modul sowie<br />
ein zum Raspberry Pi kompatibler<br />
I/O- Stecker machen das Design<br />
perfekt. Durch die hohe Kompatibilität<br />
der TQ-Lösung lassen sich<br />
bislang verwendete Peripherie-<br />
Module auf dem MBa8MP-RAS314<br />
ohne Zusatzaufwand verwenden.<br />
Die erweiterten Funktionen bieten<br />
Anwendern eine gute Perspektive<br />
für die Industrie- und Gebäudeautomation,<br />
Energiemanagement und<br />
Medizingeräte und ist eine ideale<br />
Plattform für weitere Produktentwicklungen<br />
und Anwendungen.<br />
Speicherausbau bis zu 8 GB<br />
Das auf dem SBC verwendete<br />
Embedded-Modul TQMa8MPxL ist<br />
mit einem 32 Bit breiten LPDDR4-<br />
SDRAM ausgestattet, das einen<br />
Speicherausbau von bis zu 8 GB<br />
erlaubt. Darüber hinaus verfügt<br />
das Modul über eine industrietaugliche<br />
embedded Multi-Media Card<br />
(eMMC) mit bis zu 256 GB Speicherkapazität<br />
sowie einen Quad-<br />
SPI-NOR-Flashspeicher mit bis zu<br />
256 MB Kapazität.<br />
Weitere Systemkomponenten wie<br />
eine externe und damit stromsparende<br />
Real-time Clock (RTC), ein<br />
User-EEPROM-Speicher sowie<br />
ein Temperatursensor mit integriertem<br />
EEPROM zur Speicherung von<br />
Moduldaten wie MAC-Adressen,<br />
Seriennummer und Modul variante<br />
runden das Moduldesign ab.<br />
Optionaler Sicherheitschip<br />
Der NXP EdgeLock SE050 Sicherheitschip<br />
ist als Option für Anwendungen<br />
erhältlich, die erweiterte<br />
Sicherheitsfunktionen und eine<br />
sichere Speicherung von Anmeldeinformationen<br />
erfordern. Das Modul<br />
ist aufgrund der LGA-Technik direkt<br />
mit dem Mainboard verlötet und somit<br />
auch für Einsatzbereiche geeignet,<br />
die ein sehr flaches und robustes<br />
Design erfordern. Zum SBC gibt es<br />
auch eine industrietaugliche und<br />
passive Kühllösung.<br />
Armbian<br />
Bei der Software setzt TQ auf<br />
„Armbian - Linux for ARM development<br />
boards“. Armbian beschreibt<br />
sich selbst als eine „leichtgewichtige,<br />
auf Debian oder Ubuntu basierende<br />
Linux-Distribution, die auf<br />
ARM-Entwicklungsboards spezialisiert<br />
ist“. Damit lassen sich Softwarelösungen<br />
die bereits auf dem<br />
Raspberry Pi entwickelt wurden<br />
ohne großen Aufwand auf den neu<br />
entwickelten SBC portieren. Anwender<br />
haben so einen einfachen und<br />
unkomplizierten Entwicklungseinstieg.<br />
Vielseitig einsetzbar<br />
Dank der Vielseitigkeit des i.MX 8M<br />
Plus NXP Applikationsprozessors in<br />
Kombination mit dem auf dem SBC<br />
realisierten Schnittstellen ist die in<br />
Deutschland nachhaltig entwickelte<br />
und produzierte Lösung besonders<br />
vielseitig einsetzbar – angefangen<br />
bei Kamera-Anwendungen über Medizintechnik,<br />
Gebäude- und Industrieautomation<br />
bis hin zur Maschinensteuerung,<br />
Zugangskontrollen,<br />
HMI-Steuerungen u.v.m.<br />
Langzeitverfügbar<br />
und robust<br />
„Der SBC MBa8MP-RAS314<br />
von TQ erfüllt die Kernanforderungen<br />
des Industriemarktes, einschließlich<br />
Langzeitverfügbarkeit<br />
und einer hohen Robustheit. Aufgrund<br />
dieser Kernanforderungen<br />
entschied sich TQ nicht nur für den<br />
i.MX 8M Plus-Anwendungsprozessor<br />
von NXP, sondern auch für das<br />
Edgelock SE050 Secure Element<br />
und das 88W8897 Wi-Fi 5-Modul<br />
von NXP. Die Kunden profitieren<br />
von der langjährigen Zusammenarbeit<br />
und der Lösungskompetenz<br />
von TQ und NXP und sparen so<br />
wertvolle Entwicklungszeit“, so<br />
Konrad Zöpf, Deputy Direktor von<br />
TQ Embeded.<br />
Das MBa8MP-RAS314<br />
in Stichworten<br />
• HDMI, LVDS, MIPI DSI und<br />
MIPI CSI<br />
• High-Speed-Kommunikation<br />
via 2x Gbit Ethernet (1x TSN),<br />
4x USB 3.0 und 1x USB 3.0<br />
OTG Schnittstelle<br />
• Machine Learning Accelerator<br />
(2,3 TOPS)<br />
• Integrierter<br />
Cortex-M7-Controller<br />
• Geringe Verlustleistung<br />
(typ. 3 W)<br />
• Integrierte<br />
Sicherheitsfunktionen ◄<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 37
IPCs/SBCs/Module/Embedded<br />
Vielseitige Embedded-PCs<br />
mit herausragender Leistung<br />
ICO Innovative Computer GmbH präsentiert die neuesten Zugänge zur PicoSYS-Serie von Embedded-PCs:<br />
PicoSYS 2618-i3 und PicoSYS 2618-i7<br />
ICO Innovative Computer GmbH<br />
www.ico.de<br />
Diese leistungsstarken Lösungen<br />
bieten herausragende Leistung und<br />
Vielseitigkeit für eine Vielzahl von<br />
Anwendungen.<br />
Die PicoSYS 2618-i3 und PicoSYS<br />
2618-i7 sind lüfterlose Embedded-<br />
PCs, die mit hochmodernen Intel<br />
Core Prozessoren ausgestattet<br />
sind. Der PicoSYS 2618-i3 ist mit<br />
dem Intel Core i3-1115G4 Prozessor<br />
ausgestattet, während der PicoSYS<br />
2618-i7 den leistungsstarken Intel<br />
Core i7-1185G7 Prozessor verwendet.<br />
Diese Prozessoren bieten eine<br />
erstklassige Leistung und Effizienz<br />
für rechenintensive Anwendungen.<br />
Beide Embedded Systeme verfügen<br />
über großzügige Arbeitsspeicherkapazitäten,<br />
wobei der<br />
PicoSYS 2618-i3 mit 8 GB RAM<br />
und der PicoSYS 2618-i7 mit beeindruckenden<br />
16 GB RAM ausgestattet<br />
ist. Zusätzlich können beide<br />
Modelle auf bis zu 64 GB RAM<br />
erweitert werden, um den Anforderungen<br />
anspruchsvoller Anwendungen<br />
gerecht zu werden.<br />
Viele<br />
Anschlussmöglichkeiten<br />
Die Embedded Box-PCs sind mit<br />
schnellen SSD-Laufwerken ausgestattet,<br />
die für eine reibungslose<br />
Betriebsumgebung sorgen. Der<br />
PicoSYS 2618-i3 bietet eine Laufwerkskapazität<br />
von <strong>12</strong>8 GB, während<br />
der PicoSYS 2618-i7 mit einer<br />
großzügigen Kapazität von 256 GB<br />
ausgestattet ist.<br />
Diese Embedded-PCs bieten eine<br />
breite Palette von Anschlussmöglichkeiten,<br />
darunter zwei Netzwerkanschlüsse,<br />
optionale WLAN-Funktionen<br />
und eine Vielzahl von USB-<br />
Anschlüssen. Die vorhandenen Displayport-Anschlüsse<br />
ermöglichen die<br />
einfache Anbindung von Monitoren,<br />
während die seriellen Schnittstellen<br />
(RS232, RS422, RS485) und Digital<br />
I/Os die Anbindung an verschiedene<br />
Peripheriegeräte erleichtern.<br />
Maximale Flexibilität<br />
Die PicoSYS 2618-i3 und Pico-<br />
SYS 2618-i7 sind zudem für zukünftige<br />
Betriebssysteme gerüstet und<br />
unterstützen sogar Windows 11.<br />
Dank der optionalen Linux- und<br />
Windows-Unterstützung bieten sie<br />
maximale Flexibilität für verschiedenste<br />
Anwendungsfälle.<br />
Die robuste Konstruktion und die<br />
breite Betriebstemperaturspanne<br />
von 0 °C bis 45 °C machen diese<br />
Embedded-PCs ideal für den Einsatz<br />
in anspruchsvollen Umgebungen.<br />
Montageoptionen wie VESA und<br />
Wallmount ermöglichen eine einfache<br />
Integration in verschiedenste<br />
Anwendungen.<br />
Fazit<br />
Mit der Einführung der PicoSYS<br />
2618-i3 und PicoSYS 2618-i7 setzt<br />
ICO Innovative Computer GmbH<br />
erneut Maßstäbe in der Embedded-<br />
PC-Industrie. Die Produkte der Pico-<br />
SYS-Serie bieten erstklassige Leistung,<br />
Vielseitigkeit und Zuverlässigkeit<br />
für Kunden, die auf der Suche<br />
nach robusten und leistungsstarken<br />
Embedded-Lösungen sind. ◄<br />
Kompakte Hochleistungs-KI für Edge-Anwendungen<br />
Für KI-Anwendungen in Branchen<br />
wie der Industrieautomation,<br />
Robotik, Bildverarbeitung oder autonomen<br />
Fahren bedarf es Edge-<br />
Devices, deren Fokus sowohl auf<br />
der Leistungsfähigkeit, als auch der<br />
Effizienz liegt.<br />
Spectra GmbH & Co. KG<br />
info@spectra.de<br />
www.spectra.de<br />
Spectra hat mit dem Edge<br />
Device Kit AIB-MX13-1-A1 eine<br />
kompakte, leistungsstarke Lösung<br />
für KI-Anwendungen ganz neu im<br />
Portfolio.<br />
Das einzigartige Kit integriert leistungsstarke<br />
KI-Fähigkeiten nahtlos<br />
in kundeneigene Geräte und<br />
Applikationen, ohne Kompromisse<br />
bei der Rechenleistung oder Energieeffizienz<br />
einzugehen, denn bei<br />
der Entwicklung dieses Kits standen<br />
hochentwickelte KI-Berechnungen<br />
und eine geringe Stromaufnahme<br />
im Mittelpunkt.<br />
AIB-MX13-1-A1 wird von einem<br />
leistungsstarken Orin SoC angetrieben,<br />
der eine NVIDIA Ampere-<br />
GPU mit 1.792 Cores und 56 Tensor<br />
Cores kombiniert.<br />
Diese Kombination ermöglicht<br />
beeindruckende KI-Berechnungen<br />
in Echtzeit. Dank der fortschrittlichen<br />
Energieverwaltung des Orin<br />
SoC kann man anspruchsvolle KI-<br />
Aufgaben auf Edge Geräten ausführen,<br />
ohne den Energieverbrauch<br />
zu erhöhen.<br />
Das Edge Device Kit bietet eine<br />
breite Palette an Schnittstellen,<br />
darunter 1x RJ-45 GbE Port und<br />
1x RJ-45 10GbE Port für schnelle<br />
Netzwerkverbindungen. Darüber<br />
hinaus sind 2x UART, 2x CAN,<br />
2x I 2 C, 1x I 2 S, 1x SPI, 5x GPIO und<br />
3x USB 3.2 verfügbar, die eine einfache<br />
Integration in verschiedene<br />
industrielle Systeme ermöglichen.<br />
Das Jetson AGX Orin Kit wird mit<br />
dem umfangreichen JetPack Softwarepaket<br />
von NVIDIA ausgeliefert,<br />
das Entwicklern eine robuste Entwicklungsplattform<br />
für die Erstellung<br />
und Optimierung von KI-Anwendungen<br />
bietet. ◄<br />
38 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
IPCs/SBCs/Module/Embedded<br />
Hohe Bandbreite und digitale Sicherheit<br />
Kontron VX6<strong>12</strong>4 unterstützt SOSA. Die Arm-basierte VPX Plug-in-Karte bietet erhöhte Interoperabilität<br />
für komplexe und leistungsstarke HPEC-Systeme<br />
Kontron Europe GmbH<br />
www.kontron.de<br />
Kontron, ein weltweit führender<br />
Anbieter von IoT/Embedded Computing<br />
Technologie (ECT), gibt<br />
bekannt, dass das VX6<strong>12</strong>4 gemäß<br />
den SOSA (Sensor Open Systems<br />
Architecture) Profilspezifikationen<br />
entwickelt wurde.<br />
Nach VITA65 unterstützt das Board<br />
nun das SLT6-PAY-4F1Q1H4U1T1S-<br />
1S1TU2U2T1H-10.6.3-0 Slot-Profil<br />
und das MOD6-PAY-4F1Q1H4U1T1S-<br />
1S1TU2U2T1H-<strong>12</strong>.6.3-2 Modul-Profil.<br />
Verbesserte Interoperabilität<br />
Das 2020 eingeführte Kontron<br />
VX6<strong>12</strong>4 profitiert nun insbesondere<br />
von einer verbesserten Interoperabilität,<br />
die den Aufbau komplexer<br />
und leistungsfähiger HPEC-<br />
Systeme mit mehreren CPUs und<br />
Switch-Boards optimal unterstützt.<br />
Darüber hinaus ist der XMC-Slot für<br />
Funktionserweiterungen wie Co-<br />
Processing mit GPUs oder Security<br />
mit FPGAs ausgelegt. „Die Anpassung<br />
des Kontron VX6<strong>12</strong>4 auf den<br />
SOSA-Standard ermöglicht eine<br />
noch bessere Interoperabilität, verbessert<br />
die Subsystem SWAP-c und<br />
erleichtert Technologie-Upgrades.<br />
Dadurch wird die Entwicklungszeit<br />
verkürzt sowie Kosten und Risiken<br />
reduziert“, so Kontrons Produktmanager<br />
Christophe Ferrande.<br />
Hohe Bandbreite<br />
Das VX6<strong>12</strong>4 basiert auf dem<br />
16-Core NXP QorIQ Layerscape<br />
LX2160A Prozessor und verfügt<br />
über 16 GByte DDR4-Speicher.<br />
Es handelt sich um die 6U-Version<br />
einer ARM-High-End-Architektur mit<br />
High-Speed Ethernet- und PCIe-<br />
Konnektivität zur Vermeidung von<br />
Bandbreiten-Engpässen. Mit einer<br />
Verfügbarkeit von mehr als 10 Jahren<br />
ist das VX6<strong>12</strong>4 für lange Laufzeiten<br />
und den Einsatz in anspruchsvollen<br />
Umgebungen gemäß der Norm<br />
VITA 47 ausgelegt. Zudem ist eine<br />
3U-Version des Boards für Anwendungen<br />
mit begrenztem Platzangebot<br />
verfügbar.<br />
Geringer Energiebedarf<br />
Das CPU-Subsystem hat einen<br />
geringen Energiebedarf, um die effiziente<br />
Nutzung eines Mezzanine-<br />
Coprozessors zu ermöglichen. Mit<br />
einer Taktfrequenz von 2,2 GHz für<br />
den LX2160A Prozessor benötigt<br />
das VX6<strong>12</strong>4 nicht mehr als 30 W<br />
und bietet folgende Leistung: 253,4k<br />
DMIPS (7,2 DMIPS/MHz/A72core)<br />
und 154,53k CoreMark (4,39 CM/<br />
MHz/A72core).<br />
Fazit<br />
Das VX6<strong>12</strong>4 Board von Kontron<br />
eignet sich optimal für Applikationen,<br />
die eine hohe Bandbreite<br />
und digitale Sicherheit erfordern.<br />
Die Architektur kann als Plattform<br />
für 40G Data Plane Systemexperimente<br />
genutzt werden (z. B. mit<br />
dem Kontron VX6940 40G/100G<br />
Switch). Integrierte Testfunktionen<br />
ermöglichen zudem eine effektive<br />
Überwachung des Board-Zustands<br />
in Echtzeit und verhindern so unerwartetes<br />
Verhalten. ◄<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 39
Kommunikation<br />
Remote Access in der Industrie<br />
Risiken und Lösungsansätze<br />
Die Digitalisierung von Fertigungsund<br />
Produktionsanlagen verspricht<br />
eine höhere Effizienz durch optimierte<br />
Prozesse. Die notwendige<br />
Öffnung der Betriebstechnologie<br />
nach außen bis hin zu Public Clouds<br />
schafft jedoch nicht zu vernachlässigende<br />
Risiken für die Security und<br />
Safety. Mit den richtigen Konzepten<br />
lassen sich Fernwartung, Predictive<br />
Maintenance und andere Services<br />
nutzen, ohne Hackern Tür und Tor<br />
zu öffnen.<br />
Es gab Zeiten, da war der Shop<br />
Floor extrem sicher gegen externe<br />
Angreifer geschützt – nämlich als<br />
das OT-Netz noch autark war, streng<br />
abgeschirmt vom IT-Netz und ohne<br />
Verbindung zu externen Systemen.<br />
Doch die fortschreitende Automatisierung<br />
der Industrie hat die Trennung<br />
von IT und OT (Operational Technology)<br />
aufgeweicht. Moderne Maschinen<br />
und Anlagen erhalten Auftragsdaten<br />
vom ERP, bieten Zugriff auf<br />
Betriebsstatus und Fertigungsfortschritt<br />
per Dashboard auf Tablet und<br />
Smartphone, optimieren Prozesse<br />
mittels KI aus der Cloud und lassen<br />
sich aus der Ferne konfigurieren<br />
und warten. Die Kehrseite der<br />
Autor:<br />
Harry Jakob<br />
freier Journalist und Autor<br />
genua GmbH<br />
www.genua.de<br />
Medaille: Auch Cyberkriminelle versuchen<br />
von außen auf die Systeme<br />
zuzugreifen, um wertvolle Kundendaten<br />
und geistiges Kapital zu stehlen,<br />
Fertigungsprozesse zu sabotieren<br />
oder die Anlage stillzulegen, um<br />
Lösegeld zu erpressen. Ein prominentes<br />
Beispiel ist der Rüstungshersteller<br />
Rheinmetall, treffen kann<br />
es aber jedes Unternehmen. Viele<br />
sind schlicht „Beifang“ automatisierter<br />
Hackerangriffe. Ende vergangenen<br />
Jahres trugen Cyberkriminelle<br />
sogar zum Ende des Fahrradherstellers<br />
Prophete Group bei, der nach<br />
einem mehrwöchigen Produktionsausfall<br />
Insolvenz anmelden musste.<br />
Hochsichere<br />
Datenausleitung mit OPC UA<br />
Grundsätzlich ermöglicht der<br />
Industriestandard OPC UA eine<br />
plattformunabhängige Kommunikation<br />
und den standardisierten Austausch<br />
von Maschinendaten, sowohl<br />
horizontal (also die Vernetzung von<br />
Steuerungen, einzelner Maschinen,<br />
Anlagen oder Produktionseinheiten)<br />
als auch vertikal (vom Maschinensensor<br />
bis hin zur Cloud). Eine in<br />
der Industrie häufig anzutreffende<br />
Anwendung ist Predictive Maintenance.<br />
Hierfür ist häufig lediglich ein<br />
kontinuierlicher Datentransfer notwendig,<br />
bei dem Daten vom Shop-<br />
Floor nach außen geleitet werden.<br />
Eine Kommunikation in die Gegenrichtung<br />
ist in der Regel nicht notwendig.<br />
Solche Monitoringaufgaben<br />
können mit Datendioden recht sicher<br />
und zuverlässig umgesetzt werden.<br />
Durch den Einsatz der cyber-diode,<br />
beispielsweise zwischen OPC-UA-<br />
Servern von Maschinen und Zielen<br />
wie Datenbanken, Visualisierungs-<br />
Clients oder Clouddiensten, lassen<br />
sich Daten für die Zustandsüberwachung<br />
verschlüsselt und hochsicher<br />
ausleiten. Dabei lässt die Datendiode<br />
ausschließlich One-Way-<br />
Datentransfers zu. In Gegenrichtung<br />
blockt sie jeden Informationsfluss<br />
ab. Ein Transport von Schadcode<br />
oder andere Cyber-Risiken<br />
sind damit ausgeschlossen.<br />
Mehr Angriffsfläche durch<br />
Fernwartungszugänge<br />
Fernwartungszugänge beruhen<br />
hingegen auf einer Zwei-Wege-<br />
Kommunikation, die auch Schreibrechte<br />
für Anwender von außen<br />
umfasst. Damit ist das Risiko für<br />
Angriffe ungleich höher. Um dieses<br />
wirksam zu begrenzen, muss<br />
eine Reihe von Herausforderungen<br />
gemeistert werden. Für den Anlagenbetreiber<br />
ist es von elementarer<br />
Bedeutung, dass die Zugriffe kontrollierbar,<br />
steuerbar und nachvollziehbar<br />
sind sowie ein fehlerfreier<br />
und störungsfreier Produktionsprozess<br />
gewährleistet wird. Das bedeutet,<br />
dass nur autorisierte Personen<br />
Zugriff haben dürfen, ihre Aktivitäten<br />
begrenzt und überwacht<br />
werden müssen und diese keine<br />
unerwarteten Nebenwirkungen<br />
aus lösen, die den Anlagenbetrieb<br />
beeinträchtigen.<br />
Stand der Technik<br />
bei Architekturen<br />
für Remote Access<br />
Der VDMA-Arbeitskreis „Sichere<br />
Fernwartung“ hat im Jahr 2021 die<br />
am häufigsten eingesetzten Architekturen<br />
im Bereich Remote Access<br />
auf ihre Vor- und Nachteile hin bewertet.<br />
Sie lassen sich grob in drei Klassen<br />
einteilen:<br />
• die Netzkoppelung von außen<br />
per VPN mit direktem Zugriff auf<br />
interne Ressourcen,<br />
• die Netzkoppelung von außen<br />
mit einem „Zwischenstopp“ über<br />
Jump Hosts,<br />
• das Rendezvous-Konzept mit<br />
einem Verbindungsausbau von<br />
innen nach außen.<br />
Gerade bei älteren Installationen<br />
findet sich noch häufig eine einfache<br />
VPN-Verbindung von außen<br />
auf einen VPN-Server direkt auf<br />
die OT-Ebene, so dass Netzwerksegmentierungen<br />
und Demilitarisierungszonen<br />
(DMZ), also Sicherheitszonen,<br />
die sich zwischen öffentlichem<br />
Internet und privatem Intranet<br />
befinden, keine Wirkung entfalten<br />
können. Diese Konstellation<br />
bietet den geringsten Schutz unter<br />
den betrachteten Konzepten und<br />
Bild 1: Aufbau der cyber-diode für den Datentransfer von einem<br />
vertrauenswürdigen Netzwerk (schwarz), z. B. einem Produktionsbereich, in<br />
ein unsicheres Netzwerk (rot), z. B. das Internet. Das Design der Datendiode<br />
ermöglicht eine gesicherte, rückwirkungsfreie Ausleitung von Maschinenund<br />
Anlagendaten z. B. für die vorausschauende Wartung.<br />
40 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Kommunikation<br />
Bild 2: Ein hardwarebasiertes Rendezvous-System ist Stand der Technik für sichere Fernwartung. Die gezeigte<br />
Architektur setzt auf einem VPN-Server auf, der beim Betreiber innerhalb einer demilitarisierten Zone (DMZ) in der<br />
lokalen Betriebsebene angesiedelt ist.<br />
sollte schnellstmöglich auf zeitgemäße<br />
Lösungen umgerüstet werden.<br />
Jump Host<br />
Einen etwas besseren Schutz bietet<br />
die Variante, bei der eine VPN-<br />
Verbindung von außen auf einen<br />
sogenannten Jump Host aufgebaut<br />
wird, der sich in einem relativ<br />
unkritischen und gut geschützten<br />
Netzwerksegment befindet. Von<br />
diesem aus kann sich der Dienstleister<br />
weiter durch die Netzwerksegmente<br />
arbeiten, indem er sich<br />
jeweils autorisiert, bis er beim Zielsystem<br />
angelangt ist. Das Risiko<br />
dieser Architektur ist zwar geringer,<br />
das Verfahren erfordert jedoch<br />
einen hohen Wartungsaufwand und<br />
ist nur schlecht skalierbar.<br />
Rendezvous-Konzept<br />
Als „Stand der Technik“ wird vom<br />
VDMA das Rendezvous-Konzept<br />
bewertet. Dieses beruht darauf, dass<br />
sich ein Dienstleister von außen zu<br />
einem sogenannten Rendezvous-<br />
VPN-Server verbindet. Die Verbindung<br />
zwischen Rendezvous-Server<br />
und Maschine bzw. Anlage kann<br />
dann allerdings nur von innen her<br />
aufgebaut werden. Für die Positionierung<br />
des VPN-Servers gibt es<br />
eine ganze Reihe unterschiedlicher<br />
Möglichkeiten: zum Beispiel in der<br />
Industrial Zone des Unternehmens,<br />
beim Dienstleister oder in der Cloud<br />
– jedoch nicht im OT-Netzwerk.<br />
Das Angriffsrisiko für diese Varianten<br />
unterscheidet sich kaum. Die<br />
Sicherheit hängt in erster Linie von<br />
der konkreten technischen Umsetzung<br />
ab. Den höchsten Angriffsschutz<br />
bietet die Rendezvous-Architektur<br />
Betreibern in Kombination<br />
mit anderen Sicherheitskonzepten.<br />
So ist es grundsätzlich sinnvoll,<br />
den gesamten Netzwerkverkehr<br />
auf ungewöhnliche oder unerwünschte<br />
Kommunikation zu überwachen.<br />
Weitere Ansätze, um die<br />
Sicherheit zu erhöhen, sind:<br />
• der Einsatz von Applikationsfiltern<br />
bzw. Application Level Gateways,<br />
• das Protokollieren aller Zugriffe,<br />
• die automatisierte Überwachung<br />
durch ein SIEM (Security Information<br />
and Event Management)<br />
System,<br />
• die Nutzung eines zentralen<br />
Managements der erlaubten Fernwartungszugriffe,<br />
• die Unterstützung gängiger Authentifizierungsdienste<br />
zur nahtlosen<br />
Integration.<br />
Trend zur Cloud,<br />
hin zu Zero Trust<br />
Nicht zuletzt durch die zunehmende<br />
Verlagerung von Diensten<br />
in die Cloud gewinnt außerdem<br />
Zero Trust erheblich an Bedeutung.<br />
Die Verlagerung des Rendezvous-Servers<br />
in die Cloud erlaubt<br />
es Betreibern und Maschinenbauern<br />
zum Beispiel, den Betrieb zu<br />
vereinfachen, die Verfügbarkeit zu<br />
erhöhen und die Skalierbarkeit zu<br />
verbessern. Gleichzeitig erhöhen<br />
sich jedoch die Ansprüche an die<br />
IT-Sicherheit weiter. Gemäß dem<br />
Motto „Vertraue niemals, verifiziere<br />
immer!“ basiert das Zero-Trust-Paradigma<br />
auf der Idee restriktiver, individueller<br />
Zugriffsrechte und Identitäten,<br />
die auf starker Authentifizierung<br />
basieren. In der Konsequenz<br />
muss sich jeder Anwender und<br />
jeder Dienst einzeln authentifizieren<br />
und es werden nur die absolut<br />
nötigen Zugriffsrechte vergeben.<br />
Im Fall von Remote Access<br />
heißt das etwa, dass jeder Fernwarter<br />
nur jeweils für „seine“ Zielsysteme<br />
und Applikationen eine<br />
explizite Freischaltung erhält. Um<br />
die Sicherheit weiter zu erhöhen,<br />
sollte das Netzwerk außerdem<br />
weiter segmentiert werden. Stärker<br />
segmentierte Netze entstehen<br />
durch eine verstärkte Trennung der<br />
Maschinen und Anlagen untereinander.<br />
Ein Nutzer muss dann einzeln<br />
nachweisen, dass er darauf<br />
Zugriff erhalten darf. Damit diese<br />
Segmentierung wirksam ist, dürfen<br />
Rechte nur sehr eingeschränkt vergeben<br />
werden.<br />
Cloud-Identity-Provider<br />
Für derlei Cloud-Szenarien liegt<br />
es außerdem nahe, auch den Dienst<br />
zur Verwaltung der Identitäten zu<br />
einem Cloud-Identity-Provider zu<br />
verlegen und Cloud-Identity-Provider<br />
wie OKTA oder Azure Active<br />
Directory zu nutzen. Dies erlaubt die<br />
vollständige Integration der Fernwartung<br />
in eine zentrale Nutzerverwaltung<br />
mit unternehmensüblicher<br />
Multifaktor-Authenfizierung. Unternehmen<br />
profitieren damit von skalierbaren<br />
Mandanten-, Rollen- und<br />
Rechte-Konzepten und Nutzer können<br />
sich über ihr gewohntes Verfahren<br />
authentifizieren.<br />
Fazit<br />
Die Ansprüche an die sichere<br />
Umsetzung von Remote Monitoring,<br />
Predictive Maintenance oder Fernwartung<br />
sind also ziemlich umfangreich.<br />
Mit der richtigen Security-<br />
Strategie sind diese jedoch durchaus<br />
zu erfüllen. Mittels einer integrierten<br />
Plattformlösung, die Security-by-Design<br />
realisiert, lassen sich<br />
umfangreiche Security-Maßnahmen<br />
mit vergleichsweise geringem Aufwand<br />
integrieren und das Sicherheitsniveau<br />
deutlich erhöhen. ◄<br />
Bild 3: Ein Trend ist die Verlagerung des Rendezvous-Servers in die Cloud. Vorteile ergeben sich für Betrieb,<br />
Skalierbarkeit und Verfügbarkeit. Gleichzeitig steigen die Ansprüche an die IT-Sicherheit.<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 41
Kommunikation<br />
Sichere All-in-One Router/Switch/Firewall/NAT/<br />
VPN für die Industrie<br />
Moxa Inc., ein marktführendes<br />
Unternehmen im Bereich der industriellen<br />
Kommunikation und Vernetzung,<br />
bringt mit der EDR-8010<br />
Serie eine neue Generation sicherer<br />
industrieller Router auf den Markt.<br />
Sie sind speziell für Ethernetbasierte<br />
Sicherheitsanwendungen<br />
in kritischen Remote-Control- und<br />
Monitoring-Netzwerken entwickelt.<br />
Der EDR-8010 kombiniert die<br />
Funktionen einer industriellen Firewall<br />
mit acht FE- und zwei Gigabit-Ports,<br />
NAT, VPN und Managed<br />
Layer 2 Switch-Funktionen. Damit<br />
schützt er kritische Anlagen in industrieller<br />
Umgebung durch die Bereitstellung<br />
verschiedener Sicherheitszonen,<br />
während gleichzeitig mehrere<br />
SPS/SCADA-Systeme in der<br />
Fabrikautomatisierung verbunden<br />
sind. Alle Sicherheitsmerkmale<br />
basieren auf den Standards für industrielle<br />
Cybersecurity IEC 62443/<br />
NERC CIP.<br />
Extrem schnell<br />
Auch die Performance des<br />
EDR-8010 überzeugt: Er führt einen<br />
Secure Boot in unter 30 Sekunden<br />
durch, mit einem Datendurchsatz<br />
von 50.000 pps ist er fünfmal so<br />
schnell wie die Vorgänger-Serie<br />
EDR-810.<br />
Eine zukunfts weisende Industriespezifische<br />
Deep-Packet-Inspection<br />
(DPI) gewährleistet den Schutz der<br />
Anwendungen vor ungewollten Eingriffen<br />
auf Protokollebene. Außerdem<br />
lässt sich der EDR-8010 mit<br />
einem Intrusion Prevention System<br />
ausrüsten, um so auch Ransomware<br />
und andere Gefahren zu erkennen<br />
und zu verhindern. Das VPN bietet<br />
50 sichere Tunnel mit 200 Mbps auf<br />
Basis des IPSec-Protokolls.<br />
Mehrschichtiger<br />
Sicherheitsansatz<br />
„Moxa schützt industrielle Abläufe<br />
durch einen integrierten Ansatz, der<br />
industrielle und Netzwerk-Cybersicherheit<br />
auf Basis der IEC 62443-<br />
4-2 verbindet. Hierfür nutzen wir<br />
einen mehrschichtigen Ansatz, der<br />
die robuste Perimetersicherheit der<br />
EDR-8010 Serie mit der fortschrittlichen<br />
Bedrohungsanalyse des industrietauglichen<br />
Intrusion Prevention/Detection<br />
Systems (IPS/IDS)<br />
kombiniert, das auf Moxas eigens<br />
angepasster Deep-Packet-Inspection-Plattform<br />
für OT basiert.<br />
Durch die Integration von IPS/<br />
IDS wird die EDR-8010 Serie zu<br />
einer industriellen Firewall der nächsten<br />
Generation, die Cybersecurity-<br />
Bedrohungen noch besser erkennt<br />
und verhindert. Die zusätzliche<br />
Funktionalität bietet eine weitere<br />
Ebene für den Schutz kritischer Infrastrukturen<br />
vor potenziellen Angriffen“,<br />
erklärt Muhammad Fawwad,<br />
Product Marketing Engineer bei<br />
Moxa Europe.<br />
Turbo Ring senkt Kosten<br />
Dank der Moxa-eigenen Redundanz-Technologie<br />
Turbo Ring<br />
ist es einfacher als je zuvor, die<br />
Verfügbarkeit industrieller Netzwerke<br />
zu gewährleisten. Bei bis<br />
zu 250 Switches kann das Netzwerk<br />
im Falle einer Unterbrechung<br />
in unter 50 ms wiederhergestellt<br />
werden. Die EDR-8010 Serie lässt<br />
sich als Router/Firewall nahtlos in<br />
einen Turbo Ring integrieren und<br />
kann somit einen entsprechenden<br />
Switch ersetzen. ◄<br />
Für den Industrieeinsatz<br />
konzipiert<br />
Der EDR-8010 ist dank robuster<br />
Hardware mit EMV-gerechtem<br />
Design und einem weiten Temperaturbereich<br />
von -40 bis +75 °C sowie<br />
zahlreichen Industrie- Zertifikaten<br />
(IEC 61850-3, EN50<strong>12</strong>1-4, NEMA<br />
TS2, DNV-GL, ATEX; ab Q1/24<br />
auch IEEE1613 und C1D2) prädestiniert<br />
für den Einsatz in jeglichen<br />
industriellen Umgebungen.<br />
Moxa Europe GmbH<br />
www.moxa.com<br />
Schneller HF-Schreib-Lesekopf mit S2-Systemredundanz<br />
Hans Turck GmbH & Co. KG<br />
www.turck.com<br />
Mit dem neuen HF-Schreib-Lesekopf<br />
mit integriertem Multiprotokoll-<br />
Ethernet-Interface erweitert Turck<br />
sein RFID-Portfolio um eine effiziente<br />
Lösung mit einzigartigen<br />
Eigenschaften in puncto Start-up-<br />
Zeit, Kommunikation und Sicherheit.<br />
Mit einer Start-up-Zeit unter<br />
500 Millisekunden ist der<br />
TNSLR-Q130-EN ideal für hochdynamische<br />
Anwendungen wie<br />
etwa Werkzeugwechsel, bei denen<br />
jede Sekunde zählt. Dank Multiprotokoll<br />
kommuniziert das Gerät vollautomatisch<br />
in Profinet-, Ethernet/<br />
IP- oder Modbus-TCP- Netzwerken.<br />
Die integrierte S2-Systemredundanz<br />
ermöglicht zudem die redundante<br />
Kommunikation zwischen zwei<br />
Steuerungen in einem Profinet-<br />
Netzwerk, was einen erheblichen<br />
Sicherheitsvorteil bietet. Ein weiterer<br />
Vorteil ist der erweiterte Temperaturbereich<br />
von -40 bis +70 °C,<br />
der das Gerät auch für einen Einsatz<br />
in der Kühlhauslogistik interessant<br />
macht – marktweit ebenfalls<br />
einzigartig.<br />
Mit seinen kompakten Abmessungen<br />
bei gleichzeitig hoher<br />
Reichweite ist Turcks HF-Schreib-<br />
Lesekopf perfekt in Anlagen- und<br />
Maschinenkonzepte integrierbar.<br />
Da der TNSLR RFID-Funktionalität<br />
und Multiprotokoll-Ethernet-Interface<br />
mit QuickConnect-Fähigkeit<br />
in einem Gerät kombiniert, ist der<br />
Installations- und Verdrahtungsaufwand<br />
erheblich reduziert. Anwender<br />
in verschiedenen Branchen<br />
haben damit eine effiziente und<br />
flexible Lösung für ihre Schreibund<br />
Leseanforderungen – angefangen<br />
beim Serien-Maschinenbau,<br />
Transport und Handling, über<br />
Produktionslinien, Material-Handling<br />
bis hin zu fester und autonomer<br />
mobiler Robotik (AMR). ◄<br />
42 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Kommunikation<br />
Neuer virtueller Treffpunkt<br />
für Technologiebegeisterte<br />
Kontinuierliche<br />
Weiterentwicklung<br />
Mit der PROFINET Ecosystem Plattform entsteht ein virtueller Treffpunkt und eine Wissenszentrale<br />
für Entwickler und Produktmanager<br />
PI (PROFIBUS & PROFINET International)<br />
richtet mit der PROFI-<br />
NET Ecosystem Plattform einen virtuellen<br />
Kollaborationsraum für all diejenigen<br />
ein, die an der Zukunft der<br />
PROFINET-Technologie aktiv mitwirken<br />
möchten. Mit einer neuen<br />
PROFINET-Webseite (www.profinet.com)<br />
und dem dazugehörigen<br />
PROFINET Community Forum wird<br />
eine Wissenszentrale für Entwickler<br />
und Produktmanager aufgebaut. Das<br />
Forum ist das Herzstück der Plattform,<br />
ein Ort für technische Diskussionen<br />
und Zusammenarbeit. Hier<br />
treffen sich Technologieexperten aus<br />
aller Welt, um technische Aspekte<br />
rund um PROFINET zu diskutieren.<br />
Diese interdisziplinäre Zusammenarbeit<br />
fördert den Wissenstransfer<br />
und die Schaffung kollaborativer<br />
Lösungen in der Fertigungs- und<br />
Prozess automatisierung.<br />
Schnell zur richtigen<br />
Information<br />
Turcks robuster Multiprotokoll-Ethernet-Schreib-Lesekopf startet<br />
in weniger als 500 ms und arbeitet von -40 bis +70 °C<br />
Im Zeitalter der Digitalisierung<br />
wird die Vernetzung von Maschinen<br />
und Anlagen immer wichtiger.<br />
Für die an diesem Prozess beteiligten<br />
Fachleute ist ein schneller<br />
Zugriff auf die richtigen Informationen<br />
und Werkzeuge unerlässlich.<br />
Hier setzt die neue PROFI-<br />
NET Ecosystem Plattform an: Sie<br />
schafft einen virtuellen Raum, in<br />
dem Entwickler, Produktmanager<br />
und Technologiebegeisterte Wissen,<br />
Ideen und Lösungen rund um<br />
PROFINET austauschen können.<br />
Webseite und Forum vereint<br />
Die Plattform vereint die neue<br />
PROFINET-Webseite und das PRO-<br />
FINET-Forum zu einem umfassenden<br />
Informationszentrum. Sie bietet eine<br />
Fülle von technischem Wissen rund<br />
um alle PROFINET-Themen. Informationen<br />
zu den neuesten Technologien,<br />
Implementierungen und<br />
Zertifizierung sowie zu allen relevanten<br />
Aspekten von PROFINET<br />
sind hier verfügbar.<br />
FAQ-Bereich<br />
Ein ausführlicher FAQ-Bereich und<br />
umfangreiche technische Informationen<br />
erleichtern Einsteigern und<br />
Experten den Umgang mit PROFI-<br />
NET. Sie dienen als Wegweiser für<br />
die nahtlose Integration der Technologie<br />
in bestehende Systeme und<br />
die erfolgreiche Umsetzung neuer<br />
Projekte.<br />
Um den Anforderungen der Industrie<br />
gerecht zu werden, wird PRO-<br />
FINET kontinuierlich weiterentwickelt.<br />
Die neue Plattform erleichtert<br />
hierzu den Einstieg in die verschiedenen<br />
PROFINET-Themen wie<br />
beispielsweise PROFINET Application<br />
Profiles, Echtzeit- und Connectivity-Technologien<br />
und den direkten<br />
Austausch mit dem Netzwerk, um<br />
eine reibungslose Integration und<br />
Interoperabilität der Lösungen zu<br />
gewährleisten.<br />
Ein Schwerpunkt liegt hierbei auf<br />
der Implementierung von PROFI-<br />
NET in Geräte und Systeme. Interessierte<br />
erhalten Anleitungen zur<br />
Vorbereitung ihrer Geräte für die<br />
Kommunikation mit PROFINET,<br />
einschließlich PROFINET-Stack-<br />
Integration, Testen und Zertifizierung<br />
sowie bewährten Verfahren.<br />
Offenes Ecoystem<br />
Die Offenheit des Ecoystems ermöglicht<br />
es jedem, sich der wachsenden<br />
Community anzuschließen,<br />
Informationen zu erhalten und Wissen<br />
beizusteuern. Die breite Palette<br />
von Themen erfordert die Kooperation<br />
verschiedener Fachdisziplinen,<br />
damit die Zukunft von PROFINET<br />
gemeinsam gestaltet werden kann.<br />
Fazit<br />
Die PROFINET Ecosystem Plattform<br />
(www.profinet.com) ist ein wegweisendes<br />
Projekt, das die Digitalisierung<br />
der Industrie mit wertvollen<br />
Informationen vorantreiben wird.<br />
Sie schafft Raum für Wissensaustausch,<br />
Zusammenarbeit und Innovation,<br />
den Entwickler, Produktmanager<br />
und technisch versierte Fachleute<br />
nutzen können, um die Grenzen<br />
der industriellen Vernetzung zu<br />
überwinden und auszuweiten.<br />
PI (PROFIBUS & PROFINET<br />
International)<br />
PROFIBUS<br />
Nutzerorganisation e. V.<br />
www.profibus.com<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 43
Kommunikation<br />
Wegweisende serielle IoT-Lösungen<br />
für industrielle Konnektivität<br />
Vielseitiger und robuster serieller Server, der zuverlässige und sichere Konnektivität<br />
für unternehmenskritische Anwendungen bietet<br />
schaft zwischen Bressner und Digi<br />
International auf und liefert innovative<br />
Lösungen, die Unternehmen<br />
befähigen, ihre Vermögenswerte<br />
nahtlos zu verbinden, zu überwachen<br />
und zu verwalten.<br />
• Nahtlose Integration:<br />
Dieses Produkt integriert sich<br />
nahtlos in bestehende Infrastrukturen<br />
und Softwaresysteme, was<br />
den Übergang zu erweiterter Konnektivität<br />
vereinfacht.<br />
Bressner Technology GmbH<br />
info@bressner.de<br />
www.bressner.de<br />
Die Bressner Technology GmbH,<br />
ein Partner von Digi International,<br />
gibt die Einführung des Digi Connect<br />
EZ 8/16/32 bekannt. Dieses Industrial<br />
IoT-Produkt stellt einen erheblichen<br />
Fortschritt in der industriellen<br />
Konnektivität dar und adressiert die<br />
sich ständig weiterent wickelnden<br />
Bedürfnisse der Kunden. Der Digi<br />
Connect EZ 8/16/32 ist ein vielseitiger<br />
und robuster serieller Server,<br />
der zuverlässige und sichere Konnektivität<br />
für unternehmenskritische<br />
Anwendungen in verschiedenen<br />
Industrien bietet. Diese Produkteinführung<br />
baut auf der starken Partner-<br />
Hauptmerkmale des<br />
Digi Connect EZ 8/16/32<br />
• Skalierbare Port-Optionen:<br />
Die Digi Connect EZ-Serie, bisher<br />
nur in 1-, 2- und 4-Port-Modellen<br />
erhältlich, bietet jetzt Konfigurationen<br />
mit 8, 16 und 32 Ports,<br />
um eine breite Palette industrieller<br />
Netzwerkanforderungen zu<br />
erfüllen.<br />
• Erhöhte Sicherheit:<br />
Digis Engagement für Spitzensicherheit<br />
spiegelt sich in den fortgeschrittenen<br />
Verschlüsselungsund<br />
Authentifizierungsmerkmalen<br />
der Connect EZ-Serie wider, die<br />
den Schutz sensibler Daten und<br />
Operationen garantieren.<br />
• Robust und Zuverlässig:<br />
Entwickelt, um anspruchsvollen<br />
industriellen Umgebungen standzuhalten,<br />
gewährleistet der Digi<br />
Connect EZ eine unterbrechungsfreie<br />
Konnektivität, selbst unter den<br />
härtesten Bedingungen.<br />
• Fernwartung:<br />
Angeschlossene Geräte können<br />
mühelos aus der Ferne verwaltet<br />
und gewartet werden, wodurch<br />
Wartungskosten reduziert und<br />
Ausfallzeiten minimiert werden.<br />
Erfolgreich<br />
in der vernetzten Welt<br />
„Die Einführung des Digi Connect<br />
EZ 8/16/32 unterstreicht das Engagement<br />
der Bressner Technology<br />
GmbH, unseren Kunden wegweisende<br />
Lösungen zur Verfügung zu<br />
stellen, die sie befähigen, in einer<br />
zunehmend vernetzten Welt erfolgreich<br />
zu sein,“ erklärt Markus Schumacher,<br />
Senior Account Manager<br />
bei Bressner. „Da Unternehmen in<br />
verschiedenen Branchen die digitale<br />
Transformation weiter vorantreiben,<br />
bleibt zuverlässige und sichere<br />
Konnektivität von entscheidender<br />
Bedeutung, und der Digi Connect<br />
EZ 8/16/32 ist bereit, diesen Bedarf<br />
zu decken.“ ◄<br />
Erweiterter USB-über-LAN-Extender bis 100 m<br />
Icron Ranger 2304 Power over Ethernet<br />
Meilhaus Electronic GmbH<br />
www.meilhaus.com<br />
Die Firma Icron, jetzt ADI Icron<br />
An Analog Devices Brand, ist Spezialist<br />
im Bereich Entwicklung und<br />
Herstellung hochleistungsfähiger<br />
USB-Erweiterungslösungen.<br />
Bei den Geräten der Icron Ranger<br />
2304-Serie handelt es sich um<br />
USB-Extender-Systeme.<br />
• Der Icron Ranger 2304 ist eine<br />
direkte Punkt-zu-Punkt-Distanzerweiterung<br />
für USB über<br />
LAN-Kabel.<br />
• Der Icron Ranger 2304GE-LAN<br />
ist eine direkte Punkt-zu-Punkt<br />
Distanz-Verlängerung für USB<br />
über LAN-Kabel oder USB-Distanzerweiterung<br />
über ein vorhandenes<br />
LAN/Ethernet.<br />
• Der Icron Ranger 2304PoE ist<br />
USB-Distanzerweiterung über<br />
ein vorhandenes LAN/Ethernet<br />
mit Power-over-Ethernet.<br />
Der Ranger 2304PoE erweitert<br />
Peripheriegeräte wie Flash-Laufwerke,<br />
Tastaturen, Mäuse und interaktive<br />
Whiteboards über ein LAN<br />
und unterstützt isochrone Geräte<br />
wie Webcams. Am lokalen Extender<br />
des Icron Ranger 2304PoE stehen<br />
44 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Kommunikation<br />
SPS-Premiere: Neuentwickelte SPE-Leitungen<br />
Als Highlight präsentierte SAB Bröckskes an seinem SPS-Messestand seine<br />
neu entwickelten SPE-Lösungen für die Industrieautomation<br />
SAB BRÖCKSKES<br />
GmbH & Co. KG<br />
www.sab-kabel.de<br />
Auf der SPS <strong>2023</strong> präsentierte<br />
der Spezialist für kundenspezifische<br />
Kabelentwicklung und -fertigung<br />
SAB Bröckskes eine Auswahl<br />
seines breiten Produktportfolios<br />
für die Industrieautomation,<br />
Kommunikationstechnologie und<br />
weitere Branchen.<br />
Es waren neben Kabeln und Leitungen<br />
in unterschiedlichsten Materialausführungen<br />
auch Kabelkonfektionierungen<br />
sowie messtechnische<br />
Lösungen zu sehen. Der<br />
Ausstellungsschwerpunkt lag auf<br />
den neuentwickelten Single-Pair-<br />
Ethernet-Leitungen, die besonders<br />
hohen mechanischen Belastungen<br />
und Temperaturen standhalten<br />
sowie sehr beständig gegenüber<br />
Chemikalien, Ölen und Reinigungsmitteln<br />
sind.<br />
Als Mitglied im SPE-Netzwerk<br />
treibt SAB Bröckskes diese Technologie<br />
mit voran und führt mit seiner<br />
CATLine fünf anwendungsspezifische<br />
SPE-Lösungen im Programm.<br />
Schleppkettenfähige<br />
oder robotertaugliche<br />
SPE-Version<br />
Außerdem präsentierte der Hersteller<br />
seine beiden für steigende Datenübertragungsraten<br />
in der Automatisierung<br />
entwickelten Varianten:<br />
Zum einen die schleppkettenfähige,<br />
UL-zertifizierten CATLine SPE<br />
C-Track, zum anderen die CATLine<br />
SPE Robot als robotertaugliche<br />
SPE-Version mit UL-Approbation.<br />
Die für den Schleppketteneinsatz<br />
optimierte CATLine SPE C-Track<br />
verfügt über eine dauerflexible Konstruktion<br />
mit speziell abgestimmter<br />
Verseil technik. Die Variante für den<br />
Robotereinsatz zeichnet sich durch<br />
ihre hohe Torsionsfestigkeit von<br />
±180° aus.<br />
Hohe Bandbreiten<br />
Beide Modellvarianten gewährleisten<br />
mit Bandbreiten von 1 MHz<br />
bis 600 MHz eine sichere und zuverlässige<br />
Datenübertragung. Zudem<br />
sind sie LABS-unkritisch, ölbeständig<br />
und RoHS-konform. Darüber<br />
hinaus bietet SAB Bröckskes mit<br />
den Modellen HT, Rugged und Rail<br />
drei weitere CATLine-SPE-Ausführungen<br />
für Hochtemperaturbereiche,<br />
den robusten Innen- und Außeneinsatz<br />
sowie für Schienen fahrzeuge.<br />
Al le Leitungen sind als Single Pair<br />
(2 x AWG 26/7) aufgebaut und können<br />
je nach Einsatz gebiet auch als<br />
Hybridleitung konzipiert werden. ◄<br />
SAB Bröckskes ist Teil des SPE-Netzwerks und hat bereits fünf eigene SPE-<br />
Varianten für unterschiedliche Einsatzbereiche entwickelt<br />
drei USB-A-Ports zur Verfügung,<br />
so dass kein externer USB-HUB<br />
an den Host angeschlossen werden<br />
muss.<br />
Erweitern<br />
der Übertragungsstrecke<br />
Die Icron-USB-Verlängerung<br />
erweitern die Übertragungsstrecke<br />
von USB über handelsübliche<br />
Ethernet-Kupferkabel oder Glasfaserkabel.<br />
Die Verlängerungen<br />
bestehen aus zwei Einheiten,<br />
einem LEX (Local Extender am<br />
Host/PC/Laptop) und einem REX<br />
(Remote Extender für die weiter<br />
entfernten Geräte wie Kameras,<br />
Speicher etc.). Der LEX wird über<br />
ein kurzes USB-Kabel an den PC<br />
angeschlossen, LEX und REX sind<br />
je nach Modell über Cat oder LWL-<br />
Kabel verbunden und an den REX<br />
werden über kurze USB-Kabel die<br />
Remote-Geräte angeschlossen.<br />
Beliebige USB-Geräte<br />
anschließen<br />
Der Icron Ranger 2304PoE ist<br />
ein Power-over-Ethernet LAN-<br />
Extender-System, für USB-2.0-Verlängerungen<br />
bis 100 m. Mit dem<br />
Ranger 2304PoE lassen sich über<br />
ein PoE+-fähiges lokales Gigabit-<br />
Ethernet-Netzwerk (1000 Mbps LAN,<br />
IEEE 802.3at) beliebige USB-Geräte<br />
anschließen. Der USB-2.0-Durchsatz<br />
beträgt bis 480 Mbps Punktzu-Punkt<br />
oder über LAN (der maximale<br />
Durchsatz hängt vom Netzwerkverkehr,<br />
der Entfernung und<br />
der Anzahl der Switches zwischen<br />
den Extendern ab).<br />
ExtremeUSB-Suite<br />
Funktionen<br />
Der Icron Ranger 2304PoE ist<br />
außerdem mit folgenden Extreme-<br />
USB-Suite Funktionen ausgestattet:<br />
transparente USB-Verlängerung,<br />
echtes Plug-and-Play (keine Softwaretreiber<br />
erforderlich), kompatibel mit<br />
allen gängigen Betriebs systemen:<br />
Windows, macOS, Linux und ChromeOS.<br />
Auch beim Icron Ranger<br />
2304PoE wird der LEX per USB<br />
an den lokalen PC angeschlossen<br />
und mit einem Cat-Kabel mit dem<br />
Ethernet (Wanddose/Switch) verbunden.<br />
Der REX wird am weiter<br />
entfernten Punkt per Cat-Kabel an<br />
dasselbe Ethernet angeschlossen,<br />
per Netzteil mit Strom versorgt und<br />
per USB mit dem Remote-Gerät/<br />
den Remote-Geräten wie Kameras,<br />
Fernspeicher etc. verbunden. Bei<br />
den meisten herkömmlichen Extendern<br />
wird der REX über ein externes<br />
Netzteil mit Strom versorgt. ◄<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 45
Kommunikation<br />
Analoge und Digitale<br />
EtherCAT Automation Control Module<br />
aus Aluminiumlegierung und die<br />
hochzuverlässigen Federklemmen<br />
gewährleisten eine zuverlässige Verbindung.<br />
Das Modul ist über Ether-<br />
CAT mit dem Steuerungssystem<br />
verbunden und bietet eine galvanische<br />
Trennung von 500 V zwischen<br />
EtherCAT und dem Feldbus.<br />
Digitale Ein- und Ausgänge<br />
• 64 x DIO, PNP, Filter: 3 ms,<br />
I max : 0,5 A, 24 VDC<br />
• 32-Kanal Digitaler Eingang, PNP,<br />
24 VDC, 3 ms<br />
• 32-Kanal Digitaler Ausgang, PNP,<br />
24 VDC, 0,5 A<br />
• Robustes Gehäuse aus Aluminiumlegierung<br />
• Hochzuverlässige Federklemmen<br />
• Unabhängige Stromversorgung<br />
für Signale und Peripherie<br />
• DIN-Rail Halterung<br />
Die ICO Innovative Computer<br />
GmbH, ein erfahrener Anbieter von<br />
industriellen Automatisierungslösungen,<br />
stellt ihre neueste Produktlinie<br />
von EtherCAT Modulen<br />
(Klemmen) von Nodka vor. Ether-<br />
CAT hat sich als eine der schnellsten<br />
und leistungsfähigsten Kommunikationstechnologien<br />
im industriellen<br />
Umfeld etabliert, und die Ether-<br />
CAT-Module von Nodka setzen neue<br />
Maßstäbe in Sachen Leistung und<br />
Zuverlässigkeit.<br />
ICO Innovative Computer GmbH<br />
www.ico.de<br />
Echtzeit-Ethernet-Protokoll<br />
für die Industrie<br />
EtherCAT, bekannt als Ethernet<br />
for Control Automation Technology,<br />
ist ein Echtzeit-Ethernet-Protokoll,<br />
das speziell für den Einsatz in der<br />
Industrie entwickelt wurde. Es zeichnet<br />
sich durch eine beeindruckende<br />
Kommunikationsgeschwindigkeit aus<br />
und ermöglicht eine nahezu verzögerungsfreie<br />
Übertragung großer<br />
Datenmengen zwischen den verschiedenen<br />
Komponenten eines<br />
Automatisierungssystems. Diese<br />
Effizienz macht EtherCAT zu einer<br />
idealen Wahl für anspruchsvolle<br />
Industrieanwendungen.<br />
Vorteile von EtherCAT<br />
im industriellen Umfeld<br />
Echtzeitkommunikation: Ether-<br />
CAT ermöglicht eine nahezu verzögerungsfreie<br />
Echtzeitkommunikation<br />
zwischen den angeschlossenen<br />
Geräten. Dies führt zu einer<br />
erheblichen Verbesserung der Steuerungs-<br />
und Regelungsprozesse in<br />
industriellen Anwendungen.<br />
Hohe Geschwindigkeit: Ether-<br />
CAT zeichnet sich durch eine hohe<br />
Datenübertragungsgeschwindigkeit<br />
aus, die selbst in komplexen und<br />
zeitkritischen Anwendungen eine<br />
optimale Leistung gewährleistet.<br />
Skalierbarkeit: Die Flexibilität<br />
von EtherCAT ermöglicht eine einfache<br />
Erweiterung von Systemen,<br />
ohne die Gesamtleistung zu beeinträchtigen.<br />
Neue Geräte und Komponenten<br />
können nahtlos in das<br />
Netzwerk integriert werden.<br />
Zuverlässigkeit: Dank der Ringtopologie<br />
und der dezentralen Struktur<br />
ist EtherCAT äußerst robust gegenüber<br />
Ausfällen und Störungen<br />
im Netzwerk.<br />
Kostenersparnis: EtherCAT ermöglicht<br />
die Verwendung von Standard-Ethernet-Hardware,<br />
wodurch<br />
die Kosten für die Implementierung<br />
und Wartung des Systems reduziert<br />
werden.<br />
ICO Innovative Computer GmbH<br />
hat nun die Nodka AX-1313-T000 und<br />
die Nodka AX-3<strong>12</strong>5-T000 EtherCAT<br />
Module in ihr umfangreiches Produktportfolio<br />
aufgenommen. Diese beiden<br />
Geräte bieten ein breites Spektrum<br />
an Funktionen und Eigenschaften,<br />
die den Bedürfnissen verschiedener<br />
industrieller Anwendungen<br />
gerecht werden.<br />
Nodka AX-1313-T000<br />
Das AX-1313-T000-Modul von<br />
Nodka bietet 32 digitale Eingänge<br />
und 32 digitale Ausgänge mit PNP-<br />
Signaltyp und einer Nennspannung<br />
von 24 VDC. Das robuste Gehäuse<br />
Nodka AX-3<strong>12</strong>5-T000<br />
Mit acht analogen Eingängen und<br />
acht analogen Ausgängen bietet das<br />
AX-3<strong>12</strong>5-T000-Modul präzise und<br />
hochauflösende Messungen und<br />
Steuerungen. Die analogen Eingänge<br />
haben eine Auflösung von 16 Bit<br />
und eine Signalspannung von 0 V<br />
bis 10 V. Das robuste Gehäuse und<br />
die galvanische Trennung von 500 V<br />
zwischen EtherCAT und dem Feldbus<br />
machen dieses Modul äußerst<br />
zuverlässig und sicher.<br />
Analoge Ein- und Ausgänge<br />
• 8 x AIO, 0…10 V, 16 bit<br />
• 4-Kanal Analoger Eingang, Spannung,<br />
0…10 V, 16 bit, single-ended<br />
• 4-Kanal Analoger Ausgang, Spannung,<br />
0…10 V, 16 bit, single-ended<br />
• Robustes Gehäuse aus Aluminiumlegierung<br />
• Hochzuverlässige Federklemmen<br />
• DIN-Rail Halterung<br />
Individuelle Anforderungen<br />
Diese Automation Control Module<br />
bieten eine erstklassige Leistung<br />
und Zuverlässigkeit, die den hohen<br />
Ansprüchen moderner Industrieanwendungen<br />
gerecht werden. Darüber<br />
hinaus bietet ICO Innovative Computer<br />
GmbH auf Anfrage auch weitere<br />
EtherCAT-Module von Nodka<br />
an, um individuellen Anforderungen<br />
gerecht zu werden. ◄<br />
46 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Kommunikation<br />
Induktive Koppler mit hoher Schockfestigkeit<br />
Turcks neue NIC-Reihe mit IO-Link COM3 überträgt kontaktlos Daten und Energie mit bis zu 18 W Leistung<br />
und Start-up-Zeiten von 600 ms<br />
Hans Turck GmbH & Co. KG<br />
www.turck.com<br />
Turck hat seine induktiven Koppler-Sets<br />
neu aufgelegt und liefert<br />
neben Leistungsverbesserungen<br />
auch neue Funktionen wie Selective<br />
Pairing. Mit 600 ms Start-up-<br />
Zeit ermöglichen die NIC-Koppler<br />
verkürzte Produktionszyklen<br />
und damit eine erhöhte Produktivität.<br />
Dank IO-Link COM3 unterstützen<br />
die NIC-Koppler die maximale<br />
Datenübertragungsrate von<br />
230,4 kBit/s. Die robusten Koppler<br />
widerstehen hohen Schockbelastungen<br />
und übertragen 18 W<br />
Leistung über eine Luftschnittstelle<br />
von 7 mm. Als „berührungslose<br />
Steckverbinder“ sind sie absolut<br />
verschleißfrei und mit Schutzart<br />
IP68 dauerhaft dicht. Ein tolerierter<br />
Winkelversatz bis 15° und ein Parallelversatz<br />
bis zu 5 mm sorgen für<br />
hohe Montagefreiheit. Die Diagnosefunktion<br />
erkennt das Vorhandensein<br />
des Sekundärteils sowie eventuelle<br />
Metallobjekte im Luftspalt.<br />
Durch bidirektionale Kommunikation<br />
können Aktoren angesteuert<br />
sowie Sensorsignale gesammelt<br />
werden. Neben „Dynamic Pairing“,<br />
also der Kopplung beliebiger Primärund<br />
Sekundärteile, unterstützen die<br />
Koppler auch das marktweit einzigartige<br />
„Selective Pairing“, bei dem<br />
ein Primärteil nur mit ausgewählten<br />
Sekundärteilen kommunizieren kann.<br />
Dazu ist das Gerät via IO-Link direkt<br />
ansprechbar. Typische Einsatzgebiete<br />
der NIC-Koppler sind Wechselwerkzeuge,<br />
Rundtakttische oder<br />
fahrerlose Transportfahrzeuge. ◄<br />
CAN-USB-Interface – CAN-FD kompatibel und mit Silent Mode<br />
Das CAN-USB-Interface Leaf<br />
Light HS v2 von Kvaser ist einer<br />
der beliebtesten CAN-Wandler für<br />
den Anschluss eines PCs/Laptops<br />
via USB an den CAN-Bus.<br />
Da aktuell CAN-FD immer weitere<br />
Verbreitung findet, hat Kvaser<br />
reagiert und hat bereits jetzt den<br />
Nachfolger für den Leaf Light HS<br />
v2 vorgestellt: den Leaf v3. Damit<br />
ist ein fließender Übergang auch<br />
für Bestandskunden garantiert,<br />
denn beide Produkte werden parallel<br />
vertrieben.<br />
<br />
Actronic-Solutions GmbH<br />
info@actronic-solutions.de<br />
www.actronic-solutions.de<br />
Richtig, das „Light“ ist aus dem<br />
Namen verschwunden, denn der<br />
neue Leaf v3 kann einiges mehr<br />
als sein beliebter Vorgänger:<br />
• CAN-FD-fähig (bis 8 Mbit/s),<br />
bis 20.000 Nachrichten pro<br />
Sekunde<br />
• Zeitstempelauflösung von 50µs<br />
• Silent Mode möglich - und das<br />
zum gleichen Preis wie der Leaf<br />
Light HS v2.<br />
Kvaser bleibt seinen Grundsätzen<br />
treu – einfache Handhabung<br />
(Plug&Play), hohe Zuverlässigkeit,<br />
schnelle Verfügbarkeit. Und last<br />
but not least, der Preis des Leaf<br />
v3 bleibt identisch zum bisherigen<br />
Leaf Light HS v2. Wir haben schon<br />
Muster auf Lager!<br />
Natürlich gibt es auch entsprechende<br />
kostenfreie Software-<br />
Tools für die Inbetriebnahme und<br />
die Diagnose. Ferner werden die<br />
Treiber für Windows und für die<br />
meisten Produkte auch für Linux<br />
angeboten. Auf der Webseite von<br />
KVASER werden zudem sehr hilfreiche<br />
Schulungsunterlagen zu<br />
CAN zur Verfügung gestellt. ◄<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 47
Qualitätssicherung<br />
Display-Messungen<br />
bei hoher und niedriger Leuchtdichte<br />
Instrument Systems hat speziell für Display-Produktionstests unter besonderen Leuchtdichtebedingungen – für<br />
extrem niedrige bis extrem hohe Leuchtdichten – die Farbmesskameras LumiTop X20 und LumiTop X30 entwickelt.<br />
Die neuen Farbmesskameras LumiTop X20 und X30 eignen sich optimal für Homogenitätsmessungen<br />
und Fehlererkennung unter besonderen Leuchtdichtebedingungen.<br />
Instrument Systems hat für die komplette<br />
Ab deckung des Testbereiches zwei neue Modelle<br />
der bewährten LumiTop-Serie ent wickelt. Die spektral<br />
optimierten Farbmesskameras LumiTop X20<br />
und LumiTop X30 eignen sich ideal für Homogenitätsmessungen<br />
und Fehlererkennung unter<br />
besonderen Leuchtdichtebedingungen.<br />
Instrument Systems<br />
info@instrumentsystems.com<br />
www.instrumentsystems.com<br />
Sie zeichnen sich durch eine hohe Kameraauflösung<br />
von 20 MP bzw. 31 MP aus sowie durch<br />
eine hohe Flexibilität im Sichtfeld (hochpräzises<br />
motorisiertes Objektiv) und einen verbesserten<br />
Messbereich, der 10 -3 cd/m² bis 10 6 cd/m² reicht.<br />
Display-Hersteller sind mit den Systemen also<br />
in der Lage, Tests bei sehr hohen Leuchtdichten<br />
im Bereich von mehreren Mega cd/m² sowie<br />
auch bei geringen Leuchtdichten im Bereich von<br />
0,001 cd/m 2 bis 0,1 cd/m 2 durchzuführen.<br />
Die neue Flicker-Elektronik ist für Frequenzen<br />
zwischen 1 Hz und 1 kHz ausgelegt. Beide<br />
Kameras basieren auf dem spektral optimierten<br />
LumiTop-Prinzip, das sich als leistungsstarkes<br />
Werkzeug für die Qualitätssicherung von Displays<br />
bewährt hat.<br />
Anpassen der Helligkeit<br />
Das menschliche Auge passt sich leicht an<br />
dunkle und helle Lichtverhältnisse an. Moderne<br />
Displays berücksichtigen dies, indem sie ihre<br />
Anzeige bei Bedarf auf niedrige Leuchtdichten<br />
dimmen, um die Augen des Betrachters<br />
zu entlasten.<br />
Bei der Entwicklung und Herstellung von Displays<br />
müssen deshalb die Leuchtdichte und die<br />
Farbe der Anzeige auch bei sehr geringer Leuchtdichte<br />
genau getestet werden. Typischerweise<br />
werden diese Tests mit geringen Leuchtdichten<br />
im Bereich von 0,001 cd/m 2 bis 0,1 cd/m 2<br />
durchgeführt.<br />
Referenz für Hochleistungstests<br />
Instrument Systems hat die Leuchtdichte- und<br />
Farbmesskameras der LumiTop-Serie insbesondere<br />
für Display-Produktionstests entwickelt. Als<br />
schnellstes, zuverlässigstes und genauestes System<br />
ist die LumiTop zur Referenz für Hochleistungstests<br />
in der Displayproduktion geworden.<br />
Die einzigartige Kombination aus einer hochauflösenden<br />
Kamera, einem schnellen Photometer,<br />
Flickersensor und einem äußerst genauen<br />
Spektralradiometer der CAS-Serie macht das<br />
LumiTop-System zu einem außergewöhnlich<br />
leistungsstarken Werkzeug für die Qualitätssicherung<br />
von Displays, auch unter Bedingungen<br />
sehr geringer und sehr hoher Leuchtdichte. ◄<br />
Tool für Konturtreue und Maßhaltigkeit von Profilen<br />
Mit EyeCon Profile (ECP) wird die<br />
Maßhaltigkeit und Form von Profilen<br />
mit nur einem Knopfdruck kontrolliert<br />
und zu 100 % dokumentiert.<br />
ECP ist die optimale Lösung<br />
für Stichproben und eine schnelle,<br />
sowie sichere Qualitätskontrolle.<br />
Der integrierten 2D-Scanner und<br />
die innovative EyeVision-Software<br />
prüfen Profile sicher auf Fehler und<br />
Unstimmigkeiten.<br />
Das zu prüfende Profil wird vom<br />
EyeCon Profil nach dem Einlegen<br />
gescannt und nach wenigen Sekunden<br />
bekommt der Anwender die<br />
Ergebnisse als Gut-/Schlecht Ausgabe.<br />
Im Fehlerfall wird das Teil am<br />
Monitor mit der genauen Position<br />
des oder der Defekte angezeigt.<br />
Durch die innovative Software<br />
wird mit wenigen Mausklicks ein<br />
neues Profil eingelernt und dieses<br />
ist dann sofort für die Prüfung bereit.<br />
Der EyeCon Profile lässt sich flexibel<br />
und einfach an seine Aufgaben<br />
anpassen und ist über den Touchscreen<br />
sehr einfach zu bedienen.<br />
EVT Eye Vision Technology<br />
www.evt-web.com<br />
48 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Messen/Steuern/Regeln<br />
Innovative Komplett-Steuerungen<br />
für Maschinen und Anlagen<br />
überwacht werden. Die neue kompakte Steuerung<br />
– eingebaut in einem PVC-Gehäuse - besteht<br />
aus einer Basisplatine mit <strong>12</strong> RJ 45-Steckanschlüssen<br />
für die Türsteuerungen und <strong>12</strong> M<strong>12</strong>-<br />
Ports für die Not-Aus-Schaltkreise. Zustandsmeldungen<br />
für die GLT erfolgen über potentialfreie<br />
Ausgangsrelais mit Klemmenanschluss.<br />
Zum Einsatz kommen moderne Prozessor- und<br />
Speicher-Komponenten, welche multifunktional<br />
auch einfach an sich ändernde Anforderungen<br />
angepasst werden können.<br />
So ist eine Software in der Entwicklung, welche<br />
über eine bereits eingebaute Ethernet-<br />
Schnittstelle eine Kommunikation via TCP/IP<br />
mit Leitwarten-Ansteuerung und Prozessvisualisierung<br />
erlaubt. ◄<br />
UNITRO-Fleischmann<br />
Störmeldesysteme<br />
www.unitro.de<br />
Die Firma Unitro bietet - auch bei speziellen<br />
steuerungstechnischen Aufgabenstellungen -<br />
zukunftsfähige Lösungen an, basierend auf der<br />
Erfahrung von über 50 Jahren in der Entwicklung<br />
und dem Bau von IKT Systemen.<br />
Die Bilder zeigen eine neu entwickelte Reinraum-Tür-Schleusen-Steuerung.<br />
Mit dieser Komplettlösung<br />
können bis zu <strong>12</strong> Türen mit frei zuordenbaren<br />
Not-Aus Schaltkreisen gesteuert und<br />
Mixed-Signal-Oszilloskope<br />
Die smarte Lösung für Service und Home-Office<br />
Logikanalysator + Protokollanalysator + DSO<br />
Digital: 2 GHz Timing – 200 MHz State Analyse<br />
Analog: 200 MHz bei <strong>12</strong>-Bit Auflösung<br />
8-<strong>12</strong>8 Kanäle – Digital & Analog simultan<br />
8 Gb Speicher – Streaming-Modus<br />
www.acutetechnology.de<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 49
Messen/Steuern/Regeln<br />
Impedanzmessung -<br />
Grundlegende Messmethoden<br />
Bild 1: Hioki LCR-Meter IM3523<br />
Autor:<br />
Ernst Bratz<br />
Meilhaus Electronic<br />
www.meilhaus.com<br />
unter Verwendung von<br />
Bildmaterial und Informationen<br />
von Hioki<br />
Die Impedanz ist eine wichtige<br />
Größe in der Elektrotechnik, sobald<br />
Wechselspannungen im Spiel<br />
sind. Die passiven Bauelemente<br />
Spule (Induktivität/L), Kondensator<br />
(Kapazität/C) und ohm‘scher Widerstand<br />
gehören zum Grundbaukasten<br />
jeder Schaltung und ihre Spezifizierung<br />
und Prüfung sind enorm wichtig.<br />
Aber auch die Impedanz von Leitungen,<br />
Batterien und ganzen Baugruppen<br />
ist je nach Anwendung von<br />
großer Bedeutung.<br />
Impedanz-Analysator<br />
und LCR-Meter<br />
Es gibt einen kleinen, feinen<br />
Unterschied zwischen diesen beiden<br />
Messgeräten. Viele Hersteller<br />
bieten neben Impedanz-Analysatoren<br />
auch dediziert LCR-Meter an.<br />
LCR-Meter<br />
Ein LCR-Meter verwendet üblicherweise<br />
einen festen Satz an<br />
Test-Frequenzen und Test-Spannungen,<br />
um feste Kenngrößen wie<br />
L, C und R zu ermitteln und numerisch<br />
anzuzeigen. Sinn und Zweck<br />
ist, die elektronischen Bauelemente<br />
Spule, Kondensator und Widerstand<br />
in Abhängigkeit von einer bestimmten<br />
Frequenz in ihren elektronischen<br />
Eigenschaften zu charakterisieren,<br />
zu prüfen und zu klassifizieren.<br />
Zudem können Entwickler von<br />
Baugruppen wie Schwingkreisen<br />
oder Filtern die verwendeten Bauteile<br />
mit der interessierenden Frequenz<br />
prüfen.<br />
Impedanz-Analysator<br />
Ein Impedanz-Analysator dagegen<br />
kann zusätzlich Frequenzbereiche<br />
dynamisch per Sweep durchlaufen<br />
(„wobbeln“). Die Impedanz-Parameter<br />
können damit nicht nur als feste<br />
Werte numerisch, sondern als Kurven<br />
grafisch dargestellt werden. Die<br />
Übergänge zwischen den Gerätetypen<br />
sind jedoch fließend, da manche<br />
LCR-Meter mit vielen Testfrequenzen<br />
arbeiten. Die somit ermittelten<br />
vielen Parameter können dann<br />
zu einer Kurve interpoliert werden.<br />
Umgekehrt können Impedanz-Analysatoren<br />
ähnlich einem LCR-Meter<br />
mit einer festen Frequenz feste Impedanz-Parameter<br />
ermitteln.<br />
Was ist Impedanz?<br />
Unter der Impedanz versteht man<br />
in der Elektrotechnik den Wechselstrom-Widerstand.<br />
So wie der<br />
Gleichstrom-Widerstand (nach<br />
dem Ohm’schen Gesetz R = U / I)<br />
gibt auch die Impedanz bei einem<br />
zweipoligen Netzwerk-Element<br />
das Verhältnis von Spannung zu<br />
Stromstärke an. Der Unterschied<br />
zwischen Gleich- und Wechselgrößen<br />
entsteht, weil bei Wechselgrößen<br />
zwischen Spannung und Strom<br />
eine Phasenverschiebung bestehen<br />
kann. Neben dem rein Ohm’schen<br />
Widerstand R wirken im Wechselstromkreis<br />
auch Induktivitäten (L,<br />
Spulen) und Kapazitäten (C, Kondensatoren).<br />
Diese sorgen für eine<br />
Phasenverschiebung, weil durch<br />
ihre Wirkung der Strom gegenüber<br />
der Spannung „vorauseilt“ (C) oder<br />
sich „verspätet“ (L). Dadurch ist der<br />
Wechselstrom-Widerstand eine komplexe<br />
Größe. Sie setzt sich zusammen<br />
aus einem Realteil (d. h. dem<br />
Anteil der Impedanz, an dem keine<br />
Phasenverschiebung auftritt) und<br />
einem Imaginärteil (d. h. dem Anteil,<br />
an dem eine Phasenverschiebung<br />
auftritt). Der Betrag der komplexen<br />
Impedanz ist der Scheinwiderstand.<br />
In der Praxis messen Impedanz-<br />
Messgeräte die Impedanz oder den<br />
Widerstand gegen den Fluss eines<br />
Wechselstroms (AC). Schließt man<br />
ein elektrisches Gerät, zum Beispiel<br />
einen E-Motor, an eine Wechselstrom-Quelle<br />
an, so fließt Strom<br />
durch die Schaltkreise des Geräts.<br />
Die Impedanz wird berechnet, indem<br />
die Spannung in einem solchen<br />
Stromkreis durch ihren Strom dividiert<br />
wird. Kurz gesagt, die Impedanz<br />
kann als Begrenzung des<br />
Stromflusses in einem Wechselstromkreis<br />
beschrieben werden. Die<br />
Impedanz wird durch das Symbol<br />
„Z“ dargestellt und wie der Gleichstrom-Widerstand<br />
in Ohm (Ω) gemessen.<br />
Je höher die Impedanz, desto<br />
mehr Widerstand besteht gegen den<br />
Stromfluss.<br />
Wie werden Widerstand<br />
und Impedanz gemessen?<br />
Die meisten modernen Digital-<br />
Multi meter beherrschen heute,<br />
neben Spannungs- und Strommessung,<br />
auch die Gleichstrom-Widerstandsmessung.<br />
Genaugenommen<br />
wird der Widerstandswert allerdings<br />
nicht selbst gemessen, sondern<br />
50 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Messen/Steuern/Regeln<br />
Bild 2: Hioki Impedanz-Analysator IM3570<br />
berechnet. Denn Digital-Multimeter<br />
messen als Basisgröße zunächst<br />
einmal nur Spannung. Nach dem<br />
ohmschen Gesetz<br />
Widerstand = Spannung / Strom<br />
R = U / I<br />
kann der elektrische Widerstand<br />
ermittelt werden, indem man an diesen<br />
Widerstand einen bekannten<br />
Strom anlegt und die Spannung<br />
misst. Dazu haben Digital-Multimeter<br />
eine DC-Konstantstromquelle.<br />
Aus dem bekannten Strom<br />
und der gemessenen Spannung<br />
wird nun der Widerstand berechnet<br />
und angezeigt.<br />
Zu den Instrumenten, die die Impedanz<br />
messen können, gehören wie<br />
schon beschrieben, LCR-Messgeräte<br />
und Impedanz-Analysatoren.<br />
Es gibt eine Reihe von Methoden,<br />
mit denen die Impedanz gemessen<br />
werden kann:<br />
Bridge-Methode<br />
Diese Methode verwendet eine<br />
Brückenschaltung, um einen unbekannten<br />
Widerstand zu berechnen.<br />
Dies erfordert, dass die Balance-<br />
Einstellung mit einem Galvanometer<br />
durchgeführt wird. Obwohl die<br />
Technik ein hohes Maß an Genauigkeit<br />
bietet (etwa 0,1 %), ist sie nur<br />
schlecht für Hochgeschwindigkeitsmessungen<br />
geeignet.<br />
I-V-Methode<br />
Diese Methode berechnet die<br />
Impedanz, indem die Spannungen<br />
über einen Stromdetektions-Widerstand<br />
und eine unbekannte Impedanz<br />
gemessen werden. Es kann<br />
auch verwendet werden, um Prüflinge<br />
zu messen, die geerdet sind.<br />
Mit steigender Impedanz wird die<br />
Technik allerdings immer anfälliger<br />
für die Einflüsse des Voltmeters.<br />
RF I-V-Methode<br />
Diese Methode verwendet das<br />
gleiche grundlegende Messprinzip<br />
wie die I-V-Methode. Es ermöglicht<br />
die Messung der Hochfrequenz-<br />
Impedanz durch die Verwendung<br />
einer Schaltung, die der charakteristischen<br />
Impedanz eines Hochfrequenz-Koaxial-Kabels<br />
und eines<br />
Hochfrequenz-Koaxial-Steckverbinders<br />
entspricht. Es ist schwierig,<br />
diese Technik für die Breitbandmessung<br />
zu verwenden, da das Messfrequenzband<br />
durch den Transformator<br />
des Prüfkopfes begrenzt ist.<br />
Automatisch<br />
ausbalanciertes<br />
Brückenverfahren<br />
Diese Methode verwendet das<br />
gleiche grundlegende Messprinzip<br />
wie die Brückenmethode. Es deckt<br />
ein breites Frequenzband (1 mHz<br />
bis 100 MHz) ab. Diese Abdeckung<br />
erstreckt sich jedoch nicht auf hohe<br />
Frequenzen. Viele LCR-Messgeräte<br />
verwenden diese Technik.<br />
Jede dieser Methoden bietet<br />
ihre eigenen Vor- und Nachteile.<br />
Es empfiehlt sich, vor der Auswahl<br />
der Messmethode klar zu definieren,<br />
welche Art von Impedanz gemessen<br />
werden soll.<br />
Verwendung<br />
eines Impedanz-Messgeräts<br />
Die Methoden zur Messung der<br />
Impedanz variieren mit dem verwendeten<br />
Gerät. Das LCR-Messgerät<br />
IM3523 von Hioki (Bild 1)<br />
kann beispielsweise die Impedanz<br />
mit hoher Genauigkeit über<br />
einen weiten Bereich von Messfrequenz-Einstellungen<br />
messen.<br />
Neben der normalen Messung<br />
misst dieses Gerät kontinuierlich<br />
und schnell verschiedene<br />
Parameter unter verschiedenen<br />
Bedingungen (Messfrequenz und<br />
Signalpegel). Der Anwender kann<br />
zur Vereinfachung der Bedienung<br />
bis zu 60 Sätze von Messbedingungen<br />
und bis zu <strong>12</strong>8 Korrekturwerte<br />
für Offen-/Kurzschluss- und<br />
Kabellängen-Korrektur speichern.<br />
Gruppen von Einstellungen werden<br />
schnell gleichzeitig geladen,<br />
um die Arbeitseffizienz zu verbessern.<br />
Darüber hinaus können mit<br />
den externen Steuerterminals des<br />
Geräts schneller automatisierte<br />
Testlinien erstellt werden.<br />
Ursachen für Instabilität<br />
bei der Impedanzmessung<br />
Abhängig von der verwendeten<br />
Messmethode geben Impedanz-<br />
Messgeräte unter Umständen bei<br />
jeder Messung einen anderen Wert<br />
zurück. Wenn sich die Messwerte<br />
eines Impedanz-Messgeräts nicht<br />
stabilisieren lassen, sollte Folgendes<br />
überprüft werden:<br />
Parasitäre Bestandteile<br />
der zu messenden<br />
Komponenten<br />
Zusätzlich zu den Auslegungswerten<br />
für Widerstand und Reaktanz<br />
haben Bauteile auch parasitäre<br />
Komponenten, die eine Variabilität<br />
der Messwerte verursachen. Schon<br />
Unterschiede in der Länge der mit<br />
Bauteilen verbundenen Leitungen<br />
und dem Abstand zwischen ihnen<br />
können zum Beispiel zu Abweichungen<br />
der Messwerte führen.<br />
Messumgebung<br />
Die Ergebnisse der Impedanzmessung<br />
werden durch eine Vielzahl<br />
von Bedingungen beeinflusst,<br />
darunter auch die Temperatur nicht<br />
nur der Widerstände, sondern auch<br />
von Kondensatoren und Induktivitäten<br />
sowie der Sondenkapazität<br />
und der Streukapazität. Daher ist<br />
eine stabile, konsistente Messumgebung<br />
nötig sowie optimalerweise<br />
die Mittelung mehrerer Messungen,<br />
anstatt nur eine einzige Messung<br />
zur Bestimmung des Wertes zu<br />
verwenden.<br />
DC-Bias-Spannung<br />
DC-Bias-Spannung ist eine winzige<br />
Spannung, die in Messgeräten<br />
und Schaltkreisen auftritt. Zum Beispiel<br />
wirkt sie, wenn die Sonde und<br />
der Draht aus verschiedenen Materialien<br />
bestehen. Die resultierende<br />
thermische elektromotorische Kraft<br />
verursacht diese Spannung.<br />
Zusammenfassung<br />
Bild 3: Automatisch ausbalanciertes Brückenverfahren<br />
Die Impedanz quantifiziert den<br />
Widerstand gegen einen Wechselstrom,<br />
und seine Messung erfordert<br />
ein spezielles Instrument. Da es eine<br />
Vielzahl von Messmethoden gibt,<br />
ist es wichtig, die beste Methode<br />
basierend auf dem Einsatzbereich<br />
und den Vor- und Nachteilen jeder<br />
Methode auszuwählen. Die Impedanzmessung<br />
ist äußerst empfindlich<br />
und anfällig für Schwankungen<br />
aufgrund von Faktoren wie Frequenz,<br />
Messumgebung und DC-Vorspannung.<br />
Diese Eigenschaft erfordert<br />
spezielle Vorgehensweisen wie die<br />
Mittelung mehrerer Messungen,<br />
anstatt sich auf nur eine Messung<br />
zu verlassen. ◄<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 51
Messen/Steuern/Regeln<br />
Digitizer liefern endloses Datenstreaming<br />
mit 10 GS/s Abtastrate<br />
COTS-Lösungen speichern über 6 Stunden Daten und führen kontinuierliche Signalverarbeitung durch<br />
Die M5i.33xx-Digitizer von Spectrum sind in der Lage, Daten mit 10 GS/s zu erfassen und diese kontinuierlich zur Analyse an eine GPU oder zur Speicherung<br />
an ein SSD-Array zu streamen, wobei der Streaming-PC aus kostengünstigen und einfach verfügbaren COTS-Teilen besteht.<br />
Spectrum Instrumentation<br />
www.spectrum-instrumentation.com<br />
Spectrum Instrumentation setzt einen neuen<br />
Standard bei der Erfassung großer Datenmengen<br />
und hat seinen Flaggschiff-Digitizern der<br />
M5i.33xx-Serie einen neuen Streaming-Modus<br />
hinzugefügt. Dieser Modus ermöglicht es den<br />
ultraschnellen A/D-Karten, kontinuierlich Daten<br />
mit einer maximalen Abtastrate von 10 GS/s zu<br />
erfassen, zu streamen, zu analysieren und zu<br />
speichern. Diese neuen, ultraschnellen Streaming-Systeme<br />
benötigen neben den Digitizerkarten<br />
von Spectrum ausschließlich COTS (Commercial<br />
Off-The-Shelf) PC-Technologie, wie<br />
z. B. GPUs für endlose Signalverarbeitung und<br />
SSD-Arrays für stundenlange Aufzeichnungen.<br />
M5i.33xx<br />
Die Digitizerserie M5i.33xx besteht aus sieben<br />
verschiedenen Modellen mit Abtastraten<br />
von 3,2 bis 10 GS/s, einer vertikalen Auflösung<br />
von <strong>12</strong> Bit sowie Bandbreiten von 1 bis<br />
4,7 GHz. Alle Produktvarianten verfügen über ein<br />
16-Lane Gen3 PCIe-Interface, wodurch Daten<br />
mit bis zu <strong>12</strong>,8 GB/s übertragen werden können.<br />
Dank dieses marktführenden Streamings<br />
können Daten, die auf einem Kanal mit 6,4 GS/s<br />
Ab tastrate erfasst werden (oder auf zwei Kanälen<br />
mit 3,2 GS/s) ohne Informationsverlust direkt<br />
in die PC-Umgebung gestreamt werden. Wenn<br />
schnellere Abtastraten erforderlich sind, wird auf<br />
den neuen 8-Bit-Modus umgeschaltet, so dass<br />
Daten mit 10 GS/s auf einem Kanal (oder 5 GS/s<br />
auf zwei Kanälen) gestreamt werden können.<br />
Kontinuierliche Signalverarbeitung<br />
Datenstreaming an eine GPU zur kontinuierlichen<br />
Signalverarbeitung: Für Messungen, in<br />
denen Streaming und intensive Signalverarbeitung<br />
erforderlich sind, verwenden die M5i.33xx-Digitizer<br />
das Softwarepaket SCAPP (Spectrum CUDA<br />
Access for Parallel Processing). Dabei werden<br />
die erfassten Daten mithilfe eines RDMA-Verfahrens<br />
direkt von den Digitizern an handelsübliche<br />
GPU-Karten gestreamt. Diese GPUs,<br />
die auf dem CUDA-Standard von Nvidia basieren,<br />
sind perfekt für die parallele Verarbeitung<br />
riesiger Datenmengen geeignet, da sie bis zu<br />
10.000 Verarbeitungskerne und bis zu 48 GB<br />
Speicher haben.<br />
SCAPP<br />
umfasst eine Reihe von Routinen für die Interaktion<br />
zwischen den Digitizern und den GPU-<br />
Karten sowie eine Reihe von Programmierbeispielen<br />
für die CUDA-Parallelverarbeitung. Diese<br />
Beispiele bieten einfache Bausteine für leistungsstarke<br />
Verarbeitungsfunktionen wie digitale<br />
Abwärtskonvertierung (DDC), Filterung, Signalmittelung,<br />
De-Multiplexing, Daten konvertierung<br />
52 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Messen/Steuern/Regeln<br />
und schnelle Fourier-Transformationen (FFTs).<br />
Die gesamte SCAPP-Software basiert auf C/C++<br />
und Python, so dass die Implementierung und<br />
Anpassung mit normalen Programmierkenntnissen<br />
möglich ist.<br />
Kontinuierliche Spektralanalyse<br />
Beispielsweise können bei Anwendungen, die<br />
eine kontinuierliche Spektralanalyse erfordern,<br />
Zeitbereichsdaten mit 10 GS/s erfasst und direkt<br />
an eine GPU gestreamt werden, um dort eine<br />
kontinuierliche FFT-Analyse durchzuführen. Mit<br />
einem PC-System, das einen M5i.33xx-Digitizer<br />
(umgestellt auf den neuen 8-Bit-Modus), SCAPP<br />
und eine preisgünstige GPU enthält, ist ein endlos<br />
laufender Konvertierungsprozess möglich. Dieser<br />
kann Analyseaufgaben wie Multiplexing und<br />
Windowing beinhalten oder FFT und Mittelwertbildung<br />
(mit einer FFT-Blockgröße von 1 MSample).<br />
Bei einer Abtastrate von 10 GS/s deckt eine<br />
solche FFT einen Frequenzbereich von DC bis<br />
5 GHz ab und liefert eine Frequenzauflösung<br />
von 10 kHz. Um noch bessere Auflösungen zu<br />
erzielen, können auch größere FFT-Blockgrößen<br />
verwendet werden.<br />
Signalverarbeitung<br />
zu einem späteren Zeitpunkt<br />
Datenstreaming auf einem RAID-Speicher zur<br />
späteren Signalverarbeitung: Spectrum Instrumentation<br />
bietet außerdem fertige Streaming- und<br />
Datenspeichersysteme auf Basis eines Supermicro-Servers<br />
mit einem AMD EPYC-Prozessor<br />
und RAID-Speicher mit U.2-SSDs an. Mit bis zu<br />
240 TB Speicher können diese COTS-Systeme<br />
unglaubliche 6+ Stunden Daten bei einer maximalen<br />
Abtastrate von 10 GS/s aufzeichnen. Die<br />
erfassten Daten sind völlig lückenlos und können<br />
nach der Speicherung untersucht, aufgeteilt<br />
und verarbeitet werden.<br />
PC-Systeme mit COTS-Komponenten<br />
Oliver Rovini, CTO bei Spectrum, erklärt: „Wir<br />
suchen immer nach Möglichkeiten, kosten günstige<br />
Lösungen für anspruchsvolle Signal erfassungsund<br />
Analyseanwendungen bereitzustellen. Indem<br />
wir unseren Digitizerkarten die direkte Verbindung<br />
mit Standard-PC-Komponenten wie GPUs und<br />
RAID-basierten SSD-Speicher systemen ermöglichen,<br />
können unsere Kunden direkt von den<br />
neuesten Entwicklungen in der PC-Welt profitieren.<br />
GPUs sind eine großartige Lösung für<br />
verarbeitungsintensive Messaufgaben, wie sie<br />
häufig in Bereichen wie Imaging, Kommunikation,<br />
Astronomie, Spektroskopie sowie Luft- und<br />
Raumfahrt vorkommen. Speichersysteme hingegen<br />
sind die passende Wahl, wenn Signale über<br />
längere Zeiträume beobachtet werden müssen,<br />
beispielsweise in Qualitätskontrolle, Kartierung<br />
oder Überwachung.“<br />
Software<br />
Um eine einfache Integration in fast jedes Testsystem<br />
zu ermöglichen, können die Digitizer mit<br />
einer Vielzahl gängiger Sprachen programmiert<br />
werden, darunter C, C++, C#, Delphi, VB.NET,<br />
J#, Python, Julia, Java, LabVIEW und MAT-<br />
LAB. Zum Lieferumfang gehört ein SDK, das<br />
eine Reihe von Programmierbeispielen und die<br />
erforderlichen Treiberbibliotheken für Windowsund<br />
LINUX-Betriebssysteme enthält.<br />
SBench 6<br />
Für Kunden, die nicht selber programmieren<br />
möchten, bietet Spectrum seine eigene Messsoftware<br />
SBench 6 Professional an, die vollständige<br />
Kartenkontrolle sowie Anzeige-, Analyse-,<br />
Speicher- und Dokumentationsfunktionen<br />
beinhaltet.<br />
SBench 6 ist für die Verarbeitung großer Datenmengen<br />
konzipiert und verfügt über eine Reihe<br />
von großartigen Processing-Tools, darunter eine<br />
Plug-in-Schnittstelle, die die Verwendung benutzerdefinierter<br />
Berechnungsfunktionen sowie verschiedene<br />
Import- und Exportfilter ermöglicht.<br />
Sofort verfügbar<br />
Die Digitizer und Streaming-Systeme der<br />
M5i.33xx-Serie sind ab sofort verfügbar. Der<br />
neue 8-Bit-Übertragungsmodus ist Bestandteil<br />
jeder M5i-Digitizerkarte. ◄<br />
Modulares Kalibriersystem<br />
für Beschleunigungssensoren und Mikrofone<br />
• Handschwingerreger zur Prüfung des<br />
Beschleunigungssensors und der<br />
Folgemesskette<br />
• Tragbare Beschleunigungssensorkalibratoren,<br />
manuell und automatisiert<br />
• Mikrofonkalibratoren<br />
• Druckkalibratoren<br />
• Modulare Arbeitsstation<br />
für das Kalibrierlabor<br />
PCB Synotech GmbH<br />
info@synotech.de<br />
www.synotech.de<br />
Neben der breiten Palette an Sensoren zur<br />
Messung von Beschleunigung, Schock, Druck<br />
und Kraft sowie Dehnung und Schall, gehören<br />
zum Produktprogramm von PCB Piezotronics<br />
Instrumente zur Überprüfung und Kalibrierung<br />
von Sensoren und verschiedener Messmittel.<br />
Das auf Präzision und Durchsatz optimierte<br />
Kalibriersystem Modell 9155 ermöglicht die<br />
Kalibrierung von piezoelektrischen Beschleunigungssensoren<br />
mit ICP-/IEPE- oder Ladungsausgang<br />
im Back-to-Back-Verfahren, die Kalibrierung<br />
von Schocksensoren und die Kalibrierung<br />
von Mikrofonen. Zusätzlich stehen eine<br />
Reihe ergänzender Optionen zur Verfügung,<br />
um unter anderem piezoresistive und kapazitive<br />
Beschleunigungssensoren, Drucksensoren<br />
sowie Impulshämmer zu kalibrieren. ◄<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 53
Bedienen und Visualisieren<br />
Display mit intelligentem Backlight<br />
Zeiten zunehmender Anwendungen<br />
für Displays in verschiedenen Einsatzgebieten<br />
und Größen – sei<br />
es in kleinen, mittleren oder großflächigen<br />
Displays – erweist sich<br />
eine intelligente Backlightsteuerung<br />
als äußerst vorteilhaft.<br />
Anpassung an<br />
individuellen Bedarf<br />
Mit dieser innovativen Backlightsteuerung<br />
hat das Unternehmen eine<br />
Möglichkeit geschaffen, die Helligkeit<br />
von Displays an den individuellen<br />
Bedarf der Anwendung anzupassen.<br />
Aktuell werden Displays mit<br />
immer stärkeren Backlight-LEDs<br />
ausgestattet. Um stärkere Backlighthelligkeit<br />
zu erzielen, kommt<br />
diese Technik zum Einsatz. So wird<br />
nicht nur eine erhebliche Leistungsoptimierung<br />
mit geringerer Verlustleistung,<br />
Abwärme und daraus längerer<br />
Lebensdauer der Backlight<br />
LEDs ermöglicht, sondern auch eine<br />
Reduzierung von Blendeffekten.<br />
lassen des Bereichs wird die Helligkeit<br />
automatisch wieder auf das vorherige<br />
Niveau zurückgedimmt. Optimiert<br />
wird dies durch eine Steuerung<br />
über die Umgebungshelligkeit,<br />
die es ermöglicht, die max. Helligkeit<br />
so einzustellen, dass bei Verringerung<br />
der Umgebungshelligkeit<br />
das Backlight über den Al-Di-Sensorsystem<br />
wunschgemäß reduziert<br />
oder im Umkehrschluss erhellt wird.<br />
Diese Backlight-Einstellungen sind<br />
für den Indoor- wie auch für den Outdoor-Bereich<br />
von großem Vorteil.<br />
Hohe Flexibilität<br />
Die intelligente Backlightsteuerung<br />
bietet die Flexibilität, alle Parameter,<br />
einschließlich Mindest- und<br />
Maximalhelligkeit, sowie die Rückschaltzeit<br />
über eine IF per Software<br />
anzupassen. Das Al-Di-Sensorsystem<br />
ist derzeit für Displaygrößen<br />
von 5- , 7- und 10,1- Zoll verfügbar,<br />
mit der Möglichkeit, weitere Größen<br />
auf Anfrage zu implementieren.<br />
Backlightoptimierung<br />
Fazit<br />
INCOstartec GmbH<br />
www.incostartec.com<br />
Die INCOstartec GmbH präsentiert<br />
ihre Entwicklung im Bereich<br />
kundenspezifischer Displays: eine<br />
intelligente Backlightsteuerung. In<br />
Die Backlightoptimierung wird<br />
durch das fortschrittliche „Al-Di-Sensorsystem“<br />
von INCOstartec gesteuert.<br />
Dieses System erkennt beispielsweise<br />
die Annäherung von Personen<br />
an einen Panel-PC, ein Maschinenbedienfeld<br />
oder einen Monitor und<br />
erhöht dann die Helligkeit auf das<br />
Maximum, um eine optimale Lesbarkeit<br />
während des Nutzungszeitraums<br />
zu gewährleisten. Nach Ver-<br />
Mit dieser Innovation setzt die<br />
INCOstartec GmbH neue Maßstäbe<br />
in der Backlighttechnologie<br />
von Displays und ermöglicht maßgeschneiderte<br />
Lösungen für eine<br />
breite Palette von Anwendungen.<br />
Diese intelligente Backlightsteuerung<br />
revolutioniert die Art und Weise,<br />
wie Displays genutzt werden, und<br />
schafft eine effiziente und komfortable<br />
Nutzerbedienung. ◄<br />
4,3-Zoll-Touch für Wandmontage<br />
DISPLAY VISIONS GmbH<br />
www.lcd-module.de<br />
Das neue EA PLCS43-DS von<br />
Display Visions ist eine sehr preisgünstige,<br />
moderne Bedieneinheit<br />
inklusive Touch für Wand- und Frontpanelmontage.<br />
Er ist mit einem brillanten<br />
IPS-Display ausgestattet und<br />
eignet sich sehr gut für die Fern-<br />
Steuerung und Überwachung von<br />
Geräten und Systemen.<br />
Das EA PLCS43-DS unterstützt<br />
dank eingebauter Intelligenz EDGE-<br />
Computing. Bediener-typische Bildschirmseiten<br />
werden direkt im Display<br />
abgelegt und laufen deshalb<br />
jederzeit verzögerungsfrei und<br />
flüssig. Über die Schnittstellen<br />
RS-485 und WLAN/WiFi werden<br />
Daten übertragen. Alternativ sind<br />
diese Displays auch mit einer LAN-<br />
Schnittstelle verfügbar. Für die Versorgung<br />
genügt eine ungeregelte<br />
Spannung zwischen 5 V und 24 V.<br />
Mit knapp 1.000 cd/m² lässt<br />
sich das Touchpanel hervorragend<br />
ablesen, auch wenn einmal<br />
die Sonne direkt auf das Display<br />
scheinen sollte. Mit 170° Blickwinkel<br />
ist es auch nicht mehr notwendig,<br />
direkt vor dem Display zu<br />
stehen – man kann es selbst von<br />
der Seite bestens ablesen. Keine<br />
falschen Farben oder etwa ein<br />
Gray-Inversion-Effekt trüben die<br />
Ablesung wie bei herkömmlichen<br />
Farbdisplays.<br />
Die Bildschirminhalte und Touchfunktionen<br />
werden mithilfe eines<br />
kostenfreien Tools, dem uniTFT-<br />
Designer, zusammengestellt und<br />
ins Display geladen. Große Ziffern<br />
als Messwerte, Diagramme<br />
und leicht zu bedienende Tasten<br />
54 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Bedienen und Visualisieren<br />
Baustein für ein Industrie-Display<br />
in 33 Varianten<br />
Das neue Display-Modul M1101 von Cincoze erweitert die Kombinationsmöglichkeiten innerhalb des CDS-Konzepts.<br />
Die wichtigsten Daten im<br />
Überblick<br />
• VGA, DP, HDMI<br />
• Mit 33 Displaygrößen kombinierbar<br />
• UL- und cUL-zertifiziert<br />
• EMV-Zertifizierung für industrielle<br />
Umgebung<br />
geben werden. Der USB-Anschluss<br />
sowie die COM-Schnittstelle dienen<br />
der Steuerung des Touchscreens.<br />
Der Spannungseingang ist widerange<br />
und kann somit von 9 VDC<br />
bis 48 VDC erfolgen. Zudem bietet<br />
der M1101 einen Überspannungsschutz<br />
und Schutz gegen Verpolung.<br />
Qualität, Haltbarkeit<br />
und Sicherheit<br />
CDS steht für Convertible Display<br />
System und bedeutet, dass<br />
eine passive Displayeinheit mit<br />
einer aktiven Monitor- oder Embedded<br />
PC- Einheit zu einem Display<br />
oder einem Panel-PC kombiniert<br />
werden kann.<br />
Hier entsteht auch der Nutzen für<br />
den Kunden: durch diese Kombination<br />
lassen sich Industrie-Displays<br />
oder Panel-PCs von 8 bis 24 Zoll, mit<br />
resistivem oder kapazitivem Touch,<br />
sind, per Software, auch mehrsprachig<br />
realisierbar.<br />
Die Befestigung des kompakten<br />
Displays (114 x 84 x 15,5 mm) erfolgt<br />
über einfaches Einhängen wie ein<br />
Bild an der Wand oder über Klemmecken<br />
in einer Frontplatte. Die<br />
Montage in Frontplatten ist bis zu<br />
einer Stärke von 6 mm möglich.<br />
Auch eine noch kompaktere Integration<br />
direkt in ein Gerät mittels<br />
Anbindung per Flexkabel (SPI, I²C<br />
oder RS232) ist verfügbar. Weitere<br />
Displaygrößen von 1,5“ bis<br />
zu 10,1“ sind in Vorbereitung. ◄<br />
mit sonnenlicht-lesbarem Display<br />
und Open-Frame-Lösungen realisieren.<br />
Somit wird immer das gleiche<br />
Display für die entsprechende<br />
Aufgabe verwendet. Diese sind auch<br />
untereinander austauschbar, so kann<br />
im Erweiterungs- oder Reparaturfall<br />
einfach ein anderes Display an<br />
das aktive Modul angeschlossen<br />
werden. Insgesamt stehen 33 verschiedene<br />
Versionen an passiven<br />
Displays zur Verfügung.<br />
Einfache Handhabung<br />
Das M1101-Display-Modul wird<br />
nach dem oben beschriebenen Prinzip<br />
einfach an die passive Display-<br />
Einheit angesteckt. Somit können nun<br />
Inhalte in High-Resolution mit bis zu<br />
1920 x 1080 Bildpunkten dargestellt<br />
werden. Der Signal eingang kann via<br />
VGA, DP oder auch HDMI erfolgen.<br />
Zudem können Audiosignale über<br />
3,5mm-Klinke eingehen und über<br />
zwei 2-Watt-Lautsprecher ausge-<br />
Zu den Highlights zählen insbesondere<br />
der erweiterte Temperaturbereich<br />
von -20 bis +70 °C (je nach<br />
Variante unterschiedlich), sodass der<br />
Einsatz auch in Außenbereichen<br />
möglich wird. Zudem wurde größten<br />
Wert auf Qualität, Haltbarkeit<br />
und Sicherheit gelegt. Das beweisen<br />
die Zertifizierungen. Mit der ULund<br />
cUL-Zertifizierung ist der Export<br />
für die Märkte in Nordamerika, ein<br />
für Anlagen- und Maschinenbauer<br />
zunehmend wichtiger Markt, nun<br />
einfacher. Die EMV-Zertifizierung<br />
EN61000-6-4 und EN61000-6-2,<br />
DIN EN IEC 62368-1 stehen für<br />
Elektromagnetische Verträglichkeit<br />
und Produktsicherheit. Zudem<br />
wurde nach IEC 60068-2-64, IEC<br />
60068-2-6 auf Vibrationsbeständigkeit<br />
und nach IEC 60068-2-27<br />
auf Schockbeständigkeit getestet.<br />
Mit diesen Merkmalen ist das<br />
Display- Modul M1101 ein Baustein<br />
für ein robustes und langzeitverfügbares<br />
Industrie-Display in 33 verschiedenen<br />
Bildschirm diagonalen<br />
und Varianten. Somit lassen sich<br />
zuverlässig Daten anzeigen, Maschinen<br />
bedienen oder Anlagen steuern.<br />
compmall GmbH<br />
info@compmall.de<br />
www.compmall.de<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 55
Software/Tools/Kits<br />
Höhere Softwarequalität und -effizienz<br />
für Unternehmen<br />
Neue GenAI-Funktionen für Softwaretests steigern Produktivität und sichern Vollständigkeit der Tests<br />
Parasoft<br />
www.parasoft.com<br />
Parasoft, ein weltweit führender<br />
Anbieter von automatisierten<br />
Software-Testlösungen, verkündet<br />
Optimierungen seiner Continuous<br />
Quality Platform für funktionale<br />
Lösungen, die Parasoft Virtualize,<br />
SOAtest, CTP und DTP umfasst.<br />
Mit den neuen Funktionen adressiert<br />
Parasoft die Herausforderungen,<br />
denen sich Entwicklungsund<br />
Testteams von Unternehmensanwendungen<br />
sowie deren Management<br />
stellen müssen, um die Zuverlässigkeit<br />
ihrer Software zu gewährleisten.<br />
Zu den Zielmärkten zählen<br />
u. a. Automotive, Medical, Industrial,<br />
Rail, Finanzwesen.<br />
Automatisierte<br />
Testfallgenerierung<br />
GenAI Integration für API Tests mit<br />
Parasoft SOAtest: Diese Funktion<br />
ermöglicht die automatisierte Testfallgenerierung<br />
auf Basis von API-<br />
Definitionen unter Sicherstellung von<br />
Relevanz und Genauigkeit. Zur effizienten<br />
Generierung von Testszenarien<br />
kann die GenAI mit OpenAI<br />
oder Azure OpenAI-Modellen nahtlos<br />
integriert werden.<br />
Anwendungsabdeckung<br />
Umfassende Codeabdeckung und<br />
Testauswirkungsanalyse für Microservice-Tests<br />
mit Parasoft CTP und<br />
DTP: Die dadurch erzielte verbesserte<br />
Sichtbarkeit der Anwendungsabdeckung<br />
über mehrere verteilte<br />
Microservices hinweg meistert die<br />
Herausforderung der End-to-End-<br />
Testabdeckung. Mithilfe der Testflussanalyse<br />
lässt sich bestimmen,<br />
welche End-to-End-Tests durchgeführt<br />
werden sollten, um nachgelagerte<br />
Microservice-Änderungen<br />
in der eigenen AUT zu validieren.<br />
Wiederverwenden<br />
von SOAtest Web-UI-Tests<br />
Wiederverwendung bestehender<br />
SOAtest Web UI Tests für Barrierefreiheitstests:<br />
Anforderungen an<br />
die Barrierefreiheit können durch<br />
das Wiederverwenden von SOAtest<br />
Web-UI-Tests schnell und einfach<br />
erfüllt werden. Das beschleunigt<br />
zugleich die Einhaltung der Web<br />
Content Accessibility Guidelines<br />
(WCAG) und die Integration der<br />
Barrierefreiheitstests in die eigene<br />
Automatisierungspipeline.<br />
Service-Virtualisierung<br />
Lernmodus für Service-Virtualisierung<br />
in Parasoft Virtualize: Diese<br />
Funktion ermöglicht das einfache<br />
Erstellen von stets aktuellen virtuellen<br />
Assets für die Durchführung<br />
von Regressionstests, und<br />
den Umgang mit Herausforderungen,<br />
die sich aus der Nichtverfügbarkeit<br />
oder Instabilität von<br />
Live-Endpunkten ergeben. Das<br />
dynamische Erlernen des Laufzeitverkehrs<br />
für realistische Service-Simulationen<br />
ist ideal für die<br />
Einführung der Service-Virtualisierung<br />
in neuen Teams. ◄<br />
56 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
J-Link als bevorzugte Debug-Probe<br />
für die extrem leistungsfähige<br />
und umfangreiche RA8-Serie<br />
Software/Tools/Kits<br />
Segger ermöglicht ab sofort die vollständige Debug-Unterstützung für den ersten kommerziell verfügbaren<br />
Cortex-M85-Microcontroller, die RA8M1-MCU-Familie von Renesas.<br />
SEGGER Microcontroller GmbH<br />
info@segger.com<br />
www.segger.com<br />
In enger Zusammenarbeit mit den<br />
Hardware- und Software-Entwicklungsteams<br />
von Renesas lieferte<br />
Segger schon früh in der Entwicklungsphase<br />
der RA8M1-Gruppe<br />
eine funktionierende Lösung für die<br />
Programmierung und das Debuggen<br />
mit J-Link. Diese erste Lösung<br />
ermöglichte auch das Debuggen<br />
im Renesas VHDL-Simulator in<br />
den Entwicklungsbüros in Japan.<br />
Aufgrund der räumlichen Entfernung<br />
und des stark eingeschränkten<br />
Zugangs konnte Segger seine<br />
Remote-Tunneling-Möglichkeiten<br />
erfolgreich einsetzen, um die Entwicklung<br />
vom Segger-Hauptsitz in<br />
Deutschland aus durchzuführen.<br />
Früher Zugang zu den<br />
J-Link Debug-Probes<br />
Die neueste Version der J-Link<br />
Debugger-Software bietet die<br />
gewohnt schnellen Debug-Funktionen,<br />
einschließlich des Downloads<br />
auf den RA8M1-On-Chip-Flash und<br />
externen OSPI-Flash-Bausteinen,<br />
sowie die Verwendung von Hardware-/Software-Breakpoints<br />
und<br />
die Streaming-Trace mit J-Trace<br />
PRO. „Der Zugang zu den J-Link<br />
Debug-Probes in einer so frühen<br />
Phase des Entwicklungsprozesses<br />
der RA8-Serie hat es uns ermöglicht,<br />
die ersten kommerziell verfügbaren<br />
Cortex-M85-Devices mit<br />
einem voll funktionsfähigen Ökosystem<br />
auf den Markt zu bringen “,<br />
erklärt Andy Beeson, Produktmanager<br />
bei Renesas Electronics.<br />
„Dazu gehören das Renesas RA<br />
Flexible Software Package (FSP),<br />
TrustZone und IDEs, mit J-Link im<br />
Mittelpunkt.“<br />
J-Link als bevorzugte<br />
Debug-Probe<br />
„Wir freuen uns sehr, dass Renesas<br />
unseren J-Link als bevorzugte<br />
Debug-Probe für die extrem leistungsfähige<br />
und umfangreiche<br />
RA8-Serie ausgewählt hat“, sagt<br />
Ivo Geilenbrügge, Geschäftsführer<br />
von Segger. „In Kürze werden wir<br />
noch weitere Softwareprodukte für<br />
die RA8-Produktfamilie portieren.“<br />
Besonders schnelle<br />
Programmierung<br />
Zusätzlich zum Support durch<br />
Seggers J-Link Debug-Probes und<br />
J-Trace Streaming-Trace-Probes wird<br />
das neue Device auch von Seggers<br />
Flasher In-Circuit-Programmiergeräten<br />
unterstützt. Flasher-Programmiergeräte<br />
zeichnen sich durch ihre<br />
Geschwindigkeit, Robustheit, Zuverlässigkeit<br />
und Benutzerfreundlichkeit<br />
aus. Durch den Turbo-Modus<br />
erfolgt die Programmierung besonders<br />
schnell. Egal, ob der Fokus<br />
auf Größe, Flexibilität, Portabilität,<br />
Sicherheit oder Massenproduktion<br />
liegt – Segger bietet immer das ideale<br />
Programmiergerät für die jeweilige<br />
Herausforderung.<br />
Für mehr Informationen zu Seggers<br />
Entwicklungstools und wie das<br />
Unternehmen Geräteentwicklungen<br />
bereits in frühen Phasen unterstützt,<br />
besuchen Sie bitte https://<br />
www.segger.com/products/debugtrace-probes/<br />
◄<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 57
Digitalisierung<br />
Industrielle Digitalisierung<br />
sollte kein Selbstzweck sein<br />
Mitglieder des Smart Electronic Factory e.V. beleuchten: Wertschöpfungspotenzial der Digitalisierung<br />
Die Digitalisierung in Fabriken ist<br />
nur dann sinnvoll, wenn es auch tatsächlichen<br />
Bedarf und Wertschöpfung<br />
in der Praxis gibt. Sie sollte<br />
kein Selbstzweck sein. Mitglieder<br />
des SEF Smart Electronic Factory<br />
e.V. beleuchten, welche Voraussetzungen<br />
in produzierenden Unternehmen<br />
für eine wertschöpfende<br />
Digitalisierung gegeben sein müssen.<br />
Zudem zeigen sie auf, an welchen<br />
Stellen digitale Lösungen entlasten<br />
können und welche Trends<br />
sich aktuell herauskristallisieren.<br />
An der Digitalisierung führt kein<br />
Weg vorbei. Doch stehen gerade<br />
mittelständische Produktionsbetriebe<br />
häufig vor der Frage, welche<br />
Schritte sie diesbezüglich wann und<br />
wie unternehmen sollten. Denn digitale<br />
Transformation ist kein einmaliges<br />
Projekt, sondern fortlaufend<br />
und mehrstufig umzusetzen.<br />
Wertschöpfungspotenzial<br />
finden<br />
Steffen Rattke, Leiter PreSales<br />
bei German Edge Cloud, hält Unternehmen<br />
dazu an, schnell herauszufinden,<br />
wo das Wertschöpfungspotenzial<br />
liegt, und weist darauf hin,<br />
dass ohne Digitalisierung der Produktivitätsfortschritt<br />
stagnieren wird<br />
und die Wettbewerbsfähigkeit nur<br />
schwerlich aufrecht zu erhalten ist.<br />
„Ebenso werden ohne digitale Prozesse,<br />
die insbesondere für größere<br />
Unternehmen ab 2024 verpflichtenden<br />
Nachhaltigkeitsnachweise (ESG)<br />
SEF Smart Electronic Factory e.V.<br />
www.SmartElectronicFactory.de<br />
© Blue Planet Studio/AdobeStock<br />
nicht umsetzbar sein. Transformations-Prozess<br />
bedeutet jedoch, dass<br />
die Digitalisierung kein Big Bang-<br />
Projekt ist, sondern Step by Step<br />
und somit in gezielten, kalkulierbaren<br />
Projekten erfolgen sollte. Vereine<br />
wie der SEF können hier wertvolle<br />
Unterstützung leisten,“ erklärt<br />
Steffen Rattke<br />
Systematische Überlegung<br />
Jonas Barth, Wissenschaftlicher<br />
Mitarbeiter am Institut für Produktionsmanagement,<br />
Technologie<br />
und Werkzeugmaschinen (PTW),<br />
unterstreicht: „Grundsätzlich ist es<br />
wichtig, dass Prozesse zunächst<br />
schlank und stabil sind, bevor sie<br />
digitalisiert werden. Ansonsten hat<br />
man einen schlechten digitalen Prozess.<br />
Somit ist eine systematische<br />
Überlegung wichtig, wo Digitalisierung<br />
einen Mehrwert liefern kann.“<br />
Das Ziel sollte dabei nicht aus<br />
den Augen verloren und gezielte<br />
Kosten-Nutzen-Überlegungen<br />
sollten angestellt werden. Es ist eine<br />
schlanke Digitalisierung in der Produktion<br />
anzustreben und auch auf<br />
die Akzeptanz der Mitarbeitenden<br />
zu achten. Jonas Barth sagt: „Der<br />
größte Mehrwert kann durch Digitalisierung<br />
geschöpft werden, wenn<br />
der Prozess fähig ist und wenn Mitarbeitende<br />
die digitalen Lösungen<br />
verstehen und helfen, diese weiterzuentwickeln.“<br />
Digitalisierung<br />
als Problemlöser<br />
Ines Thurner, CEO der CONVA-<br />
NIT GmbH & Co. KG empfiehlt, dass<br />
sich Verantwortliche in Unternehmen<br />
genau überlegen, an welchen Stellen<br />
eine Digitalisierung am meisten<br />
Sinn ergibt. Die Expertin erklärt:<br />
„Digitalisierung ist dann richtig,<br />
wenn sie Probleme löst oder Prozesse<br />
nachhaltig vereinfacht, nicht<br />
um einem Digitalisierungstrend zu<br />
folgen.“ Ines Thurner betont, dass<br />
sich digitale Technologien in Unternehmen<br />
auf Bereiche mit dem größten<br />
Wertschöpfungspotenzial fokussieren<br />
sollten.<br />
Mit Digitalisierung dem<br />
Fachkräftemangel begegnen<br />
Das größte Wertschöpfungspotenzial<br />
der Digitalisierung sieht Prof.<br />
Dr. Gerrit Sames der Technische<br />
Hochschule Mittelhessen (THM)<br />
im weitesten Sinne in der Nutzung<br />
digitaler Technologien in den administrativen<br />
Bereichen: „Durchgängige<br />
medienbruchfreie Geschäftsprozesse<br />
durch schon heute vorhandene<br />
Software-Lösungen reduzieren<br />
Aufwände, minimieren Fehler<br />
und erhöhen die Reaktionsgeschwindigkeit.<br />
Routineaufgaben im<br />
Front- und im Back-Office lassen<br />
sich durch Robotic Process Automation<br />
effizient erledigen und tragen<br />
zur Linderung des Fachkräftemangels<br />
bei.“<br />
Produzierende Betriebe stehen der<br />
Herausforderung gegenüber, dass<br />
es zu wenig verfügbare Arbeitskräfte<br />
für diverse Tätigkeiten gibt.<br />
„Für unseren Bereich, die Elektronikindustrie,<br />
sehe ich daher großes<br />
Potenzial im Bereich der Automatisierung.<br />
Wir müssen den Fokus darauf<br />
legen, um den Fachkräftemangel auszugleichen.<br />
Gleichzeitig hilft uns die<br />
Automatisierung, die Produktivität in<br />
der heute sehr dynamischen, von<br />
Schnelligkeit und Veränderungen<br />
geprägten Fertigung hochzuhalten“,<br />
sagt Gerd Ohl, Geschäftsführer<br />
der Limtronik GmbH.<br />
Wettbewerbsfähigkeit<br />
erhalten und steigern<br />
Heike Vocke, Geschäftsführerin<br />
der iSAX GmbH & Co. KG, unterstreicht,<br />
dass produzierende<br />
Unternehmen im Mittelstand vor<br />
der Herausforderung stehen, ihre<br />
Wettbewerbsfähigkeit auch bei steigender<br />
Variantenvielfalt und einem<br />
wachsenden Fachkräftemangel zu<br />
sichern. Hierfür sind transparente,<br />
durchgängige und effiziente Prozesse<br />
unerlässlich. „In unserem<br />
Verständnis ist digitale Transformation<br />
kein Selbstzweck. Sie sollte<br />
einem langfristigen Ziel dienen und<br />
sowohl ökonomische, ökologische<br />
und technologische als auch soziale<br />
Ressourcen berücksichtigen“,<br />
sagt Heike Vocke.<br />
Nachhaltige<br />
Digitalisierungsstrategie<br />
und Energiewende<br />
Bei vielen Industrieunternehmen<br />
rücken Nachhaltigkeit und Energieeffizienz<br />
zunehmend in den Blickpunkt.<br />
Dabei ist es wichtig, eine nachhaltige<br />
Digitalisierungsstrategie zu verfolgen.<br />
Dies umfasst beispielsweise die Optimierung<br />
von Infrastrukturen und die<br />
Implementierung von Technologien,<br />
die zur Reduzierung des CO 2 -Fußabdrucks<br />
beitragen. Für diese Aufgabenstellungen<br />
entwickelt und testet<br />
der SEF innerhalb des Vereins verstärkt<br />
entsprechende Lösungen, wie<br />
zum Beispiel zum Energie-Monitoring<br />
und Energie-Management.<br />
„Das Thema Nachhaltigkeit muss<br />
fest in der Unternehmensstrategie<br />
verankert und mit operativen Maßnahmen<br />
vorangetrieben werden.<br />
Das fängt mit der Umsetzung von<br />
energieeinsparenden Maßnahmen<br />
an. Zudem gehören die Nutzung<br />
erneuerbarer Energien, die Reduktion<br />
der Verschwendung von Energie<br />
und Ressourcen in Fertigungsprozessen,<br />
Recycling und weitere<br />
Maßnahmen mit auf die Agenda von<br />
Unternehmen“, sagt Andor Prohaszka,<br />
Geschäftsführer der Pfeifer und Seibel<br />
GmbH.<br />
Der SEF Smart Electronic Factory<br />
e. V. unterstützt dabei, diese und weitere<br />
Herausforderungen zu lösen.<br />
Gerd Ohl empfiehlt: „Unternehmen<br />
sollten sich Gleichgesinnte suchen<br />
und herausfordernde Aufgabenstellungen<br />
nicht allein angehen. Oftmals<br />
haben andere schon wertvolle Erfahrungen<br />
gesammelt, von denen alle<br />
profitieren können. ◄<br />
58 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Kennzeichnen und Identifizieren<br />
Hochleistungsfähiges Identifikationssystem<br />
Einzigartige Reichweite, Multitagfähigkeit und nahtlose Integration<br />
Pepperl + Fuchs SE<br />
www.pepperl-fuchs.com<br />
Mit den RFID-Schreib-/Lesegeräten IQH3-FP-<br />
V1 und IQT3-FP-IO-V1 führt Pepperl+Fuchs zwei<br />
neue hochleistungsfähige Produkte zur Lösung<br />
von Identifikationsaufgaben ein und kombiniert<br />
dabei die Vorteile von Hochfrequenz-RFID mit<br />
einem einzigartigen Erfassungsbereich, platzsparend<br />
untergebracht im modernen, kompakten<br />
Gehäuse. Basierend auf der bewährten und<br />
nach ISO 15693 weltweit standardisierten Hochfrequenz-RFID-Technologie<br />
(13,56 MHz) bieten<br />
die RFID-Schreib-/Lesegeräte absolut zuverlässige<br />
und störsichere Schreib-/Lese ergebnisse<br />
für alle Nahfeldanwendungen.<br />
Die Geräte verfügen über eine innerhalb dieser<br />
Klasse am Markt einzigartigen Reichweite<br />
von bis zu 30 cm (einstellbar) sowie der Fähigkeit,<br />
bis zu 20 RFID-Transponder mit einem einzigen<br />
Lesevorgang zu erfassen. Diese Kombination<br />
gibt Anwendern die größtmögliche Flexibilität<br />
und Freiheit bei der Anpassung der RFID-<br />
Schreib-/Lesegeräte an die zu lösende Applikation.<br />
Neben der hohen Applikationsflexibilität zeichnen<br />
sich die neuen RFID-Schreib-/Lese geräte<br />
ebenfalls in puncto Prozesssicherheit aus. Durch<br />
die Prüfung der eigenen Resonanz frequenz sind<br />
die Geräte in der Lage, sich automatisch auf Störeinflüsse<br />
– bedingt durch die Einbau situation,<br />
umgebende Materialien oder interferierende<br />
Strahlungen – anzupassen, um die volle Erfassungsleistung<br />
aufrecht zu halten.<br />
Für eine nahtlose Integration in die Systemumgebung<br />
stehen die RFID-Schreib-/Lesegeräte<br />
in zwei Varianten zur Verfügung. Der<br />
IQT3-FP-IO-V1 verfügt über eine integrierte IO-<br />
Link Schnittstelle während sich der IQH3-FP-V1<br />
über die IDENTControl Auswerteeinheiten von<br />
Pepperl+Fuchs einbinden lässt. ◄<br />
www.beam-verlag.de<br />
MIT EINEM KLICK<br />
SCHNELL<br />
INFORMIERT!<br />
• Umfangreiches Fachartikel-<br />
Archiv zum kostenlosen<br />
Download<br />
• Aktuelle Produkt-News<br />
aus der Elektronikbranche<br />
• Unsere Zeitschriften<br />
und Einkaufsführer als E-Paper<br />
• Messekalender<br />
• Ausgewählte Workshops<br />
und Seminare<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 59
Automatisierung<br />
IIoT- und Edge-Plattform zur Erfassung,<br />
Visualisierung und Verarbeitung von Daten<br />
Neue offene Automatisierungsplattform „Noa“ von KEB Automation<br />
Ebenso eignet sich der Einsatz der<br />
C6 X1 HMI Panels mit der Schutzklasse<br />
IP67 und Power over Ethernet<br />
(PoE).<br />
KEB Automation, System anbieter<br />
von Antriebs- und Automatisierungstechnik,<br />
präsentiert mit NOA (Next<br />
Open Automation) eine neue IIoTund<br />
Edge-Plattform zur Erfassung,<br />
Visualisierung und Verarbeitung von<br />
Daten. Anwendungsfälle wie Predictive<br />
Maintenance lassen sich<br />
mit NOA umsetzen und schützen<br />
Anlagen- und Maschinenbauer vor<br />
ungewollten Ausfallzeiten und hohen<br />
Folgekosten. Die Plattform ermöglicht<br />
es Nutzern, eigene Automatisierungslösungen<br />
flexibel und einfach<br />
auf der Basis von offenen Systemen<br />
zu gestalten.<br />
Individuelle Integration von<br />
Funktionalitäten<br />
NOA erleichtert Maschinen- und<br />
Anlagenbauern die individuelle<br />
Integration von Funktionalitäten<br />
ins System. Die Plattform von KEB<br />
basiert auf Microservices und lässt<br />
sich durch Hard- und Softwarekomponenten<br />
von KEB ergänzen. Über<br />
den App-Manager können auf der<br />
Edge containerbasierte Apps wie<br />
Lösungen für HMIs, Machine Learning,<br />
Monitoring und Steuerungen<br />
als auch kundeneigene Apps verwaltet<br />
werden. Für die übergeordneten<br />
Services wie beispielsweise<br />
das Gerätemanagement sorgt das<br />
cloudbasierte NOA Portal. Die Kerninfrastruktur<br />
NOA Core setzt auf<br />
eine Linux- und container-basierte<br />
Architektur und kann auf Embedded<br />
Hardware, IPCs und Panels von KEB<br />
oder 3rd-Party-Geräten genutzt werden.<br />
Insgesamt funktioniert NOA<br />
ähnlich einem Smartphone: auch<br />
hier ist es nicht notwendig, dass der<br />
Nutzer alle Apps aus dem Store installiert<br />
– er kann sich sein Smartphone<br />
mit den Apps individuell, entsprechend<br />
den eigenen Bedürfnissen,<br />
konfigurieren.<br />
Offener und flexibler Ansatz<br />
„NOA verfolgt einen sehr offenen<br />
und flexiblen Ansatz“, sagt Uwe<br />
Huber, Leiter HMI und IIoT bei KEB.<br />
„Softwareseitig kann der Anwender<br />
sowohl KEB Apps als auch eigene<br />
oder 3rd Party Anwendungen einfügen<br />
und damit auf alle verfügbaren<br />
Daten zugreifen. Hardwareseitig<br />
kann das System sowohl auf<br />
KEB als auch auf 3rd Party Geräten<br />
laufen.“<br />
HMI-Managementsystem<br />
HELIO<br />
Unter anderem ist das HMI-<br />
Managementsystem HELIO auch<br />
als NOA App verfügbar. „HELIO“ ermöglicht<br />
die plattform unabhängige<br />
Visualisierung von Maschinen und<br />
Anlagen. Webbasierte HMI oder<br />
SCADA Anwendungen lassen sich<br />
einfach und schnell ohne Programmierkenntnisse<br />
erstellen. Die Darstellung<br />
ist flexibel auf verschiedenen<br />
Zielgeräten möglich.<br />
Hardwareseitig stellt etwa die neue<br />
Embedded Steuerung C6 COM-<br />
PACT 3 von KEB Automation, die<br />
für Anwendungen mit geringer<br />
bis mittlerer Komplexität ausgelegt<br />
ist, eine passende Ergänzung<br />
innerhalb der Plattformlösung dar.<br />
Standard-Anwendungsfälle<br />
„Die verfügbaren Apps decken<br />
Standard-Anwendungsfälle wie<br />
Predictive Maintenance, Visualisierung,<br />
Überwachung und Datenerfassung<br />
ab“, so Huber. „Hier lassen<br />
sich durch ein Edge-System<br />
vor Ort Daten lokal erfassen. Optional<br />
können diese mittels einer<br />
entsprechenden Verbindung in der<br />
Cloud gesammelt, visualisiert, analysiert<br />
und optimiert werden.“ Qualitätsindikatoren<br />
können durch den<br />
Anwender berechnet und Einblick<br />
in die Daten genommen werden.<br />
Die durch NOA erhobenen Daten<br />
werden für die Maschinenüberwachung<br />
und gegebenenfalls Alarmierung<br />
verwendet.<br />
Verfügbarkeit<br />
Uwe Huber, Leiter HMI und IIoT bei KEB Automation.<br />
Das HMI-Managementsystem<br />
HELIO ist bereits erhältlich, die Hardwarekomponenten<br />
sollen zeitnah folgen.<br />
Der Start von NOA als Komplettlösung<br />
ist für 2024 geplant. Auf<br />
der Messe SPS stellte KEB Automation<br />
diese Lösung erstmals einem<br />
breiten Publikum vor.<br />
KEB Automation KG<br />
www.keb-automation.com<br />
60 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Konfigurator für Kameraschutzgehäuse<br />
mit Angebotsfunktion<br />
Bildverarbeitung<br />
Mit dem Gehäusekonfigurator von<br />
autoVimation lassen sich in wenigen<br />
Schritten passende Schutzgehäuse<br />
für verschiedenste Kameraformate<br />
finden und anwendungsspezifisch<br />
anpassen. Nutzer können<br />
direkt ein Angebot anfordern,<br />
das werktags gewöhnlich in weniger<br />
als 24 Stunden per E-Mail übermittelt<br />
wird. Nach Eingabe einiger<br />
Basisparameter zu Kamera, Objektiv<br />
und Stecker schlägt der Konfigurator<br />
automatisch das kleinste passende<br />
Schutzgehäuse aus dem Programm<br />
von autoVimation vor.<br />
Nutzer können die Optionen für<br />
Frontdeckel und Rückwand anpassen<br />
sowie Ausstattungsoptionen<br />
und Zubehör auswählen. Der Hersteller<br />
bietet umfangreiches Montagezubehör,<br />
Heiz- und Kühlgeräte<br />
und Windvorhänge für den Kameraeinsatz<br />
in extremen Umgebungen<br />
sowie diverse Fenstermaterialen,<br />
wie zum Beispiel Germanium für<br />
Infrarotkameras. Die Konfiguration<br />
wird mit der korrekten Artikelnummer<br />
ausgegeben. Datenblätter für<br />
Gehäusebaureihen und Zubehör<br />
sind direkt verlinkt.<br />
Die praxisorientierten, industrietauglichen<br />
Produkte mit hohen<br />
Schutzarten ersparen Kunden die<br />
aufwändige Entwicklung eigener<br />
Gehäuse und Halterungen.<br />
Direkt zum Gehäusekonfigurator:<br />
https://www.autovimation.com/de/<br />
gehaeuse-uebersicht/gehaeusekonfigurator<br />
autoVimation GmbH<br />
www.autovimation.com<br />
Einkaufsführer Industrie-PCs<br />
PC & Industrie Einkaufsführer Industrie PCs<br />
mit umfangreichem Produkt index, ausführlicher Lieferanten liste,<br />
Firmenverzeichnis und deutschen Vertretungen internationaler<br />
Unternehmen.<br />
Einsendeschluss für Unterlagen: 1.<strong>12</strong>.<strong>2023</strong><br />
Anzeigen-/Redaktionsschluss: 1.<strong>12</strong>.<strong>2023</strong><br />
Infos und Download: www.beam-verlag.de/einkaufsfuehrer<br />
Kontakt: info@beam-verlag.de<br />
Jetzt Unterlagen anfordern!<br />
61
Aktuelles<br />
Digitalisierung ohne Fachkräfte?<br />
Wie mit Schneebällen neuer MINT-Nachwuchs rekrutiert wird<br />
Frauen für den MINT-Bereich zu<br />
begeistern. Anfang Oktober lud<br />
Bundesministerin Stark-Watzinger<br />
zum Frauennetzwerk „Female<br />
Future“ engagierte Frauen aus<br />
IT und Wirtschaft ein, darüber zu<br />
diskutieren, wie Frauen für Technik<br />
begeistert werden können und<br />
ihnen der Zugang zu einem MINT-<br />
Studium erleichtert würde.<br />
Mit dem Schneeball-Prinzip lassen sich in kurzer Zeit viele junge Menschen für Technik begeistern<br />
Autor:<br />
Dr. Rainer Stetter<br />
Gründer der Gerda Stetter<br />
Stiftung „Technik macht Spaß“<br />
und Geschäftsführer<br />
ITQ GmbH<br />
www.itq.de<br />
Deutschland verliert dramatisch<br />
an Innovationskraft! Vorbei sind die<br />
Zeiten, in denen deutsche Ingenieure<br />
richtungsweisende Erfindungen<br />
erdacht haben. Die großen Innovationen<br />
der letzten Jahrzehnte<br />
liegen nicht mehr im Bereich der<br />
„Fein“-Mechanik, sondern in der<br />
Digitalisierung. Hier liegt Deutschland<br />
weit hinter technologisch führenden<br />
Nationen wie den USA und<br />
China zurück.<br />
Warum fehlt es an<br />
MINT-Nachwuchs?<br />
Um die Digitalisierung in Deutschland,<br />
aber auch weltweit, voranzubringen,<br />
brauchen wir qualifizierten<br />
MINT-Nachwuchs. Die Zahlen der<br />
Studierenden im MINT-Bereich sprechen<br />
jedoch eine andere Sprache.<br />
Dem Statistischen Bundesamt zu<br />
Folge wählten im Studienjahr 2021<br />
rund 307.000 Studierende im ersten<br />
Fachsemester ein MINT-Fach. Das<br />
waren 6,5 Prozent weniger als im<br />
Vorjahr. Gründe hierfür sind vielfältig,<br />
aber vorrangig dem demographischen<br />
Wandel und der Corona-<br />
Pandemie geschuldet. Zusätzlich<br />
sinkt der Anteil der MINT-Fächer bei<br />
der Gesamtwahl der Erstsemester:<br />
2021 lag er bei 37,7 Prozent. Im Jahr<br />
2015 lag er noch bei 40,5 Prozent.<br />
Erfreulicherweise ist der Anteil der<br />
Frauen insgesamt gestiegen, dennoch<br />
liegt er nur bei 30 Prozent und<br />
birgt entsprechendes Potenzial. Das<br />
hat auch die Bundesregierung seit<br />
einigen Jahren im Blick. Das BMBF,<br />
Bundesministerium für Bildung und<br />
Forschung, bringt immer wieder Initiativen<br />
ins Rollen, um gerade junge<br />
Bildungsinitiativen<br />
agil ausbauen<br />
Damit Deutschland technologisch<br />
wieder an die Weltspitze anschließen<br />
und männliche und weibliche<br />
Fachkräfte auf Dauer halten kann,<br />
müssen große Anstrengungen auf<br />
allen Ebenen des Bildungssystems<br />
unternommen werden. Es bedarf<br />
eines Systemgrenzen übergreifenden,<br />
flächendeckenden Ansatzes<br />
der Politik, Unternehmen, Bildungseinrichtungen<br />
sowie Verbände und<br />
Stiftungen aktiv miteinander zu verknüpfen<br />
und agil weiter auszubauen.<br />
Agil im Sinne von, bereits existierende<br />
Lösungen so aufzubereiten,<br />
dass sie in jedem Netzwerk einfach<br />
und unkompliziert repliziert<br />
werden können.<br />
Technik-Coaches<br />
Als hocheffizient hat sich erwiesen,<br />
Jung-Ingenieure, Studierende<br />
und Auszubildende unkompliziert zu<br />
Technik-Coaches zu qualifizieren.<br />
Diese Technik-Coaches geben dann<br />
ihr Wissen direkt in außerschulischen<br />
Kursen an die nächstjüngere Gene-<br />
62 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Aktuelles<br />
ration weiter. Die Mischung aus Lernen<br />
und Lehren, selbst gefördert und<br />
gefordert werden, um kurz darauf<br />
wiederum andere zu fördern und<br />
fordern, ist außerordentlich effektiv.<br />
Dieser „Coach-the-Coach-Ansatz“<br />
hat sich seit Jahren bewährt und<br />
wird bereits von einigen Unternehmen<br />
und Institutionen angewendet.<br />
Angehende Ingenieure<br />
frühzeitig begeistern<br />
Im Rahmen eines Erasmus-geförderten<br />
Pilotprojekts unterrichteten<br />
von September 2022 bis Juni <strong>2023</strong><br />
initial 3 Coaches über 70 Studierende<br />
in der Konstruktion und der<br />
Programmierung von kleinen mobilen<br />
Robotern auf Basis von Scratch.<br />
Von den Teilnehmenden haben sich<br />
<strong>12</strong> Personen als Coaches gemeldet.<br />
Interessant dabei war der Frauenanteil:<br />
Fünf davon waren weiblich! Die<br />
Coaches haben in über 40 Workshops<br />
an Grundschulen und weiterführenden<br />
sowie Berufsschulen<br />
insgesamt mehr als 700 Kinder<br />
und Jugendliche auf spielerische<br />
Art und Weise für MINT begeistert.<br />
Die Hälfte davon waren Mädchen!<br />
Mit diesem Coaching-Ansatz können,<br />
mittels Schneeball-Effekts, sehr<br />
schnell, sehr viele junge Talente<br />
angesprochen werden. Würde man<br />
diesen Ansatz konsequent flächendeckend<br />
anwenden, ließe sich das<br />
Thema MINT in sehr kurzer Zeit<br />
positiv besetzen und strukturiert<br />
weiterentwickeln.<br />
Ingenieure haben seit jeher in<br />
Deutschland die Möglichkeit, ihr<br />
Potenzial zu entfalten. Wichtig ist<br />
nun, dass bundesweit alles dafür<br />
getan wird, dieses Potenzial weiter<br />
auszubauen und zu vernetzen,<br />
so dass wir auch Widrigkeiten, wie<br />
dem demografischen Wandel mutig<br />
entgegentreten können.<br />
Wer schreibt:<br />
Dr.-Ing. Rainer Stetter studierte<br />
Maschinenbau an der Technischen<br />
Universität München (TUM) und promovierte<br />
am Institut für Werkzeugmaschinen<br />
und Betriebswissenschaften<br />
(iwb). Seit über 20 Jahren engagiert<br />
sich Herr Dr. Stetter für interdisziplinäre<br />
Projekte mit Universitäten,<br />
um Studierenden eine innovative,<br />
praxisnahe und industrietaugliche<br />
Ausbildung zu vermitteln. ◄<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 63
Komponenten<br />
Der schnelle Weg zu spezifischen<br />
Verbindungslösungen<br />
Tailored Solutions, alle Bilder © WECO Contact GmbH<br />
Es gibt gute Gründe, auf Steckverbinder<br />
zu setzen, die vom Standard<br />
abweichen. Kundenspezifische<br />
Lösungen helfen Fehler zu vermeiden<br />
und außergewöhnliche Ideen<br />
umzusetzen. Entgegen mancher<br />
Vorurteile ist die Herstellung individueller<br />
Steckverbindungen weder<br />
langwierig noch teuer.<br />
Autor:<br />
Detlef Fritsch<br />
Geschäftsführer<br />
WECO Contact GmbH<br />
www.wecoconnectors.com<br />
In der Theorie ist die Verkabelung<br />
einfach: Stecker in die passende<br />
Buchse oder auf die freistehenden<br />
Kontaktstifte – und fertig.<br />
In der Praxis sieht es leider sehr<br />
viel anders aus, denn immer wieder<br />
passieren Fehler. Da werden Kabel<br />
vertauscht, was unter Umständen<br />
zu Beschädigungen von Schaltungen<br />
und Bauteilen zur Folge<br />
haben kann, wenn dadurch eine<br />
falsche Spannung angelegt wird.<br />
Im schlimmsten Fall können sogar<br />
Leib und Leben durch falsch verkabelte<br />
Geräte gefährdet werden.<br />
Es kommt auch vor, dass Stecker<br />
verdreht oder in eine falsche, ungeeignete<br />
Buchse gesteckt werden.<br />
Eine aufwendige Fehlersuche oder<br />
gar mechanische Beschädigungen<br />
von Stecker und Buchse können<br />
teure Folgekosten nach sich ziehen.<br />
Gelegentlich gibt es aber auch<br />
spezielle bauliche Anforderungen,<br />
die eine Anpassung nötig machen.<br />
Aus diesem Grund bieten Hersteller<br />
von Stecker- und Verbindungslösungen<br />
neben ihrem Standardsortiment<br />
auch häufig die Produktion<br />
kundenspezifischer Varianten<br />
an. Das beginnt bei der individuellen<br />
Beschriftung von Kabeln und<br />
reicht über Farbcodierungen und<br />
einfache physische Kodierungen bis<br />
hin zu kundenspezifischen Formgebungen.<br />
Diese werden auch „Poka-<br />
Yoke“-Lösungen genannt, nach dem<br />
japanischen Begriff für „unglückliche<br />
Fehler vermeiden“.<br />
Unterschiedliche<br />
Änderungspotenziale<br />
Viele Geräte und elektronische<br />
Komponenten werden vom Hersteller<br />
„anschlussfertig“ ausgeliefert. Das<br />
heißt, die Verkabelung ist bereits<br />
integriert, der Abnehmer muss nur<br />
noch die Verbindung am anderen<br />
Ende vornehmen. Das kann bei komplexen<br />
Installationen auch eine größere<br />
Zahl von Steckern und Kabeln<br />
umfassen, so dass es Sinn machen<br />
kann, die einzelnen Kabelstränge<br />
zu beschriften, um die Zuordnung<br />
zu erleichtern; auch Klemmen können<br />
beschriftet werden.<br />
Eine weitere Möglichkeit, die gerne<br />
genutzt wird, ist die Farbkodierung.<br />
Sie kann sowohl bei den Kabelummantelungen<br />
als auch bei den Steckergehäusen<br />
ansetzen. Wenn klar<br />
ist, dass der Stecker jeweils in die<br />
gleichfarbige Buchse gehört, oder<br />
dass konsequent bestimmte Kabelfarben<br />
bestimmten Themenbereiche<br />
zugeordnet sind – Sensoren blau,<br />
Alarmsystem rot etc. – dann wird<br />
die Verwechslungsgefahr ebenfalls<br />
reduziert. Allerdings müssen<br />
die gewünschten Farben bereits<br />
bei den VDE-, UL- oder CSA-Zulassungen<br />
mit beantragt worden sein.<br />
Dann sind auch die Sonderlösungen<br />
weltweit einsetzbar.<br />
Formabweichungen<br />
Ebenfalls nicht unüblich sind<br />
geringfügige Abweichungen in der<br />
Form, sogenannte physische Kodierungen.<br />
Dabei handelt es sich meist<br />
um kleine Kodierkeile oder -nasen,<br />
die dafür sorgen, dass der Stecker<br />
nur in der gewünschten Ausrichtung<br />
in die richtige Buchse passt<br />
– normalerweise. Doch auch hier<br />
sieht man Fälle, dass mit entsprechendem<br />
Kraftaufwand falsche Verbindungen<br />
hergestellt werden. Dann<br />
bleibt nur noch die Möglichkeit, mit<br />
einer besonderen Formgebung die<br />
Fehlkonfiguration zu verhindern.<br />
Dieser letzte Fall bietet sich aber<br />
auch dann an, wenn die baulichen<br />
Gegebenheiten den Einsatz eines<br />
Standardsteckers nicht oder nur mit<br />
großem Aufwand zulassen würden.<br />
Besonders geringer Platzbedarf,<br />
eine außergewöhnliche Ausrichtung<br />
bis hin zu schrägem Einbau,<br />
längere oder gewinkelte Kontakte<br />
sind nur einige der Anforderungen,<br />
die über ein angepasstes Produktdesign<br />
abgedeckt werden können.<br />
Weitere können Qualitätsmerkmale<br />
wie vergoldete Kontakte sein,<br />
die etwa für Testinstallationen mit<br />
häufigen Steckvorgängen benötigt<br />
werden. Nicht zuletzt sind darüber<br />
hinaus komplette Neu designs<br />
möglich, die sich den individuellen<br />
Anforderungen und Ideen des Kunden<br />
anpassen. Kombinationen<br />
aus unterschiedlichen Rastergrößen,<br />
selbst definierte Wandstärken<br />
und Wandlängen oder außergewöhnliche<br />
Materialeigenschaften<br />
und ähnliches sind einige der<br />
gängigsten Gründe für die Entwicklung<br />
kundenspezifischer Verbindungslösungen.<br />
Kostengünstige<br />
Designvarianten<br />
Dass Unternehmen beim Wunsch<br />
nach individuellen Lösungen trotz<br />
der genannten Vorteile oft zurückhaltend<br />
sind, liegt möglicherweise<br />
an den Erfahrungen im Markt, die<br />
sich auch herumsprechen. Wenn<br />
etwa spezielle Farben gewünscht<br />
werden, verlangen manche europäische<br />
Verkabelungsanbieter Losgrößen<br />
von einer Million Einheiten,<br />
im asiatischen Raum bis zu zehn<br />
Millionen Einheiten. Doch es gibt<br />
bereits Anbieter im Markt, die auch<br />
Lösungen bereits ab 5.000 Stück,<br />
abhängig von Farb- und Materialzusammensetzung,<br />
bereitstellen.<br />
Auch bei der Formgebung sind<br />
diese extrem flexibel, und das bei<br />
begrenztem Kostenaufwand. Dies<br />
liegt an der besonderen Produktionsweise<br />
der Steckverbinder. Die<br />
Formen sind nicht aus einem Block<br />
gefertigt, sondern setzen sich nach<br />
dem Baukastenprinzip aus kleinen<br />
Einsätzen aus gehärtetem Stahl<br />
zusammen. Auf diese Weise lassen<br />
sich abweichende Varianten, etwa<br />
Stecker mit einer zusätzlichen „Haifischflosse“<br />
zum verdrehsicheren<br />
Einbau, mit nur wenig Umrüstungsaufwand<br />
herstellen. Aus einer einzigen<br />
Spritzgussform lassen sich<br />
allein durch eine Rekombination<br />
der Einsätze bis zu <strong>12</strong>0 verschiedene<br />
Varianten erstellen.<br />
64 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Komponenten<br />
Bestehende Produkte können nach Wunsch verändert werden. So sind<br />
beispielsweise längere Lötstifte oder andere Gehäusefarben möglich.<br />
Andere Gehäusefarben, individuelle Beschriftungen oder vorauseilende<br />
Steckerstifte können an die Anforderungen des Kunden angepasst werden.<br />
Auf diese Weise können auch kleinere<br />
Losgrößen problemlos abgewickelt<br />
werden, und das in der Regel<br />
ohne großen Zeitaufwand. Zudem<br />
fällt der Aufpreis geringer aus, als<br />
wenn eine komplett neue Form<br />
entwickelt werden müsste. Teils<br />
sind die angebotenen physischen<br />
Kodierungen sogar kostenneutral<br />
erhältlich.<br />
Auf dem Weg zur<br />
individuellen Lösung<br />
Der genaue zeitliche und finanzielle<br />
Aufwand hängt allerdings stets<br />
von den individuellen Anforderungen<br />
ab. Daher muss im ersten Schritt<br />
eines solchen Projekts zunächst<br />
ein Lastenheft erstellt werden, in<br />
dem alle relevanten Informationen<br />
Individuelle Bestückung und Beschriftung mit einer Vielzahl an<br />
unterschiedlichen Flachsteckern bietet eine flexible Anwendung dieser<br />
Produktreihen.<br />
gesammelt werden. Dazu zählen<br />
neben den Maßen beispielsweise<br />
Belastungen wie Spannung, Stromstärke<br />
oder mechanische Beanspruchung<br />
sowie die sich daraus<br />
ergebende Erwärmung, mögliche<br />
Umwelteinflüsse, wie Temperatur,<br />
Einwirken von Gasen oder Flüssigkeiten<br />
und vieles mehr.<br />
Teil der Aufgabenstellung ist darüber<br />
hinaus die „Verpackung“ der<br />
Steckverbinder. Dabei geht zunächst<br />
um die Frage, wie diese weiterverarbeitet<br />
werden. Ein manuelles Stecken<br />
bedarf keiner weiteren Vorbereitung.<br />
Anders sieht es aus, wenn<br />
eine Pick&Place-Maschine damit<br />
bestückt werden soll, so dass ein<br />
zum vorhandenen Feeder passender<br />
Gurt benötigt wird. In beiden<br />
Fällen ist sicherzustellen, dass<br />
die Produkte heil und unbeschädigt<br />
beim Kunden ankommen. Es wäre<br />
beispielsweise fatal, wenn es durch<br />
den Gurt zum Abrieb von galvanisierten<br />
Oberflächen beim Transport<br />
kommen würde.<br />
Zeitlicher Rahmen<br />
Dann geht es an die Entwicklung.<br />
Ziel ist es, dem Kunden nach spätestens<br />
vier Wochen einen ersten Entwurf<br />
aus dem 3D-Drucker vorstellen<br />
zu können. Sobald die äußere<br />
Form abgesegnet ist, beginnen die<br />
Arbeiten mit dem endgültigen Material<br />
und dem inneren Aufbau. Prototypen<br />
werden über Aluminium-<br />
Formen erstellt, parallel dazu werden<br />
die Flussdiagramme für die<br />
endgültige Produktion erarbeitet,<br />
um zuverlässige Prozesse mit der<br />
gewählten Form und dem finalen<br />
Material sicherzustellen.<br />
Sechs Monate oder weniger ist<br />
üblicherweise die Frist von der Aufnahme<br />
des Pflichtenhefts bis zum<br />
Anlaufen der regulären Produktion.<br />
Ressourcenschonende<br />
Produktion<br />
Das Baukastenprinzip der Spritzgussformen<br />
ermöglicht eine große<br />
Steckverbindervielfalt, ohne dass<br />
unzählige Formen mit hohem Materialaufwand<br />
hergestellt und vorgehalten<br />
werden müssten. Darüber<br />
hinaus zeigt sich das Verfahren auch<br />
in den täglichen Abläufen von Vorteil.<br />
Denn die einzelnen Metallteile<br />
überstehen sehr viel mehr Produktionszyklen<br />
als monolithische Formen.<br />
Statt den gesamten Block auszutauschen,<br />
wenn das Ende des<br />
Lebenszyklus erreicht wird, kann<br />
jeder kleine Baustein für sich ausgetauscht<br />
werden, wenn es nötig<br />
sein sollte – ein wichtiger Beitrag<br />
zum schonenden Umgang mit wertvollen<br />
Ressourcen, die einen hohen<br />
Energie-Einsatz erfordern. Darüber<br />
hinaus trägt es zur Resilienz in der<br />
Produktion bei. Sollte ein Fehler in<br />
der Form auftreten, kann das entsprechende<br />
Metallteil einfach ausgetauscht<br />
und die Produktion zügig<br />
fortgesetzt werden.<br />
Nachhaltigkeit im Fokus<br />
der Elektronikhersteller<br />
Aber auch an anderer Stelle verfolgen<br />
die Hersteller ehrgeizige Nachhaltigkeitsziele.<br />
So werden beispielsweise<br />
Anspritz- und Abspritzreste<br />
sortenrein gesammelt und als Granulat<br />
an den Hersteller zurückgeführt.<br />
Dieser bereitet das Material<br />
neu auf und stellt es dem Elektronikhersteller<br />
als Recyclingstoff zur<br />
Verfügung, das zu einem bestimmten<br />
– zertifizierten – Anteil wieder in<br />
die Produktion einfließt. Das sind nur<br />
zwei Beispiele, die zu einem geringeren<br />
CO 2 -Fußabdruck der Produkte<br />
führen. Die Kunden profitieren<br />
gleich doppelt von dieser Strategie.<br />
Zum einen durch Kostenvorteile,<br />
zum anderen bei ihren eigenen<br />
Nachhaltigkeitszielen. Denn immer<br />
mehr Unternehmen, beispielsweise<br />
Elektro- oder Fahrzeughersteller,<br />
verpflichten sich zur CO 2 -Reduktion<br />
– und dazu brauchen sie Vorlieferanten,<br />
die ihrerseits den Ausstoß<br />
von klimaschädlichen Stoffen<br />
verringern. ◄<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 65
Kommunikation<br />
Mehr als nur ein Mobilfunkstandard<br />
5G bietet Fortschritt und Prozessoptimierung<br />
für Industrieunternehmen<br />
5G ermöglicht Echtzeitanwendungen für intelligent vernetzte Geräte<br />
Autor:<br />
Thomas Kruse<br />
Produktmanager Netzwerktechnik<br />
reichelt elektronik<br />
www.reichelt.de<br />
Im Vergleich zu seinem Vorgänger<br />
4G (LTE) ist der neue Mobilfunkstandard<br />
5G schneller (bis zu<br />
10 Gigabit pro Sekunde), hat eine<br />
niedrigere Latenzzeit, eine höhere<br />
Kapazität und bewältigt eine größere<br />
Gerätedichte, was neue Möglichkeiten<br />
für Technologien wie Anwendungen<br />
in Echtzeit (Real-time Applications)<br />
eröffnet. Bis 2025 soll 5G<br />
so weit verbreitet sein, dass Echtzeitanwendungen<br />
fast überall in<br />
Deutschland genutzt werden können.<br />
Dies birgt zahlreiche Vorteile,<br />
aber auch einige Herausforderungen,<br />
wie Thomas Kruse, Produktmanager<br />
Netzwerktechnik bei reichelt elektronik,<br />
aufzeigt.<br />
Geringe Latenz als Prämisse<br />
für Echtzeitanwendungen<br />
Das neue 5G-Netzwerk wird insbesondere<br />
für seine geringe Latenzzeit<br />
geschätzt. Sie bezieht sich auf<br />
die Zeit, die zwischen dem Senden<br />
eines Signals von einem Gerät zum<br />
Empfangen und Verarbeiten der<br />
Daten durch ein anderes Gerät versteht.<br />
Im Vergleich zu 3G und 4G<br />
bietet 5G eine deutlich niedrigere<br />
Latenzzeit, was beispielsweise für<br />
Anwendungen im Bereich industrielle<br />
Automatisierung von Vorteil<br />
ist. Dank 5G ist ein sicherer Fernzugriff<br />
auf Maschinen und Anlagen<br />
möglich, selbst an abgelegenen<br />
Orten. Die verbesserte Datenverbindung<br />
und Reaktionsfähigkeit<br />
erleichtern die Fernsteuerung und<br />
sorgen dafür, dass Ingenieure nahtlos<br />
eingreifen und Probleme schnell<br />
beheben können. Somit ist ein reibungsloser<br />
Betrieb gewiss.<br />
Die schnellere Datenverbindung<br />
spart auch wertvolle Zeit – etwa,<br />
wenn bei Machine-Learning-Anwendungen<br />
Daten in Echtzeit übertragen<br />
und ausgewertet werden. So<br />
lassen sich neue Einstellungen bei<br />
Maschinen sofort testen. Auch bei der<br />
Qualitätskontrolle ist eine schnellere<br />
Reaktion auf fehlerhafte Produktion<br />
möglich. 5G ermöglicht eine höhere<br />
Kapazität des Daten volumens und<br />
fördert somit eine engere und schnellere<br />
globale Kommunikation. Dennoch<br />
stehen Unternehmen bei der<br />
Implementierung des neuen Mobilfunkstandards<br />
auch vor einigen Herausforderungen.<br />
Herausforderungen<br />
Welchen Herausforderungen müssen<br />
sich Unternehmen stellen? In<br />
Bezug auf die Herausforderungen<br />
ist es wichtig zu wissen, dass die<br />
tatsächliche Latenzzeit in 5G-Netzwerken<br />
von verschiedenen Faktoren<br />
abhängt, beispielsweise der firmeninternen<br />
Netzwerkbelastung oder der<br />
Entfernung zwischen den Geräten,<br />
die die Signale senden und empfangen.<br />
Weitere Faktoren sind die<br />
Qualität der Netzwerkinfrastruktur<br />
und Anforderungen der jeweiligen<br />
Anwendung.<br />
Um also optimale Bedingungen<br />
für 5G zu bieten, empfiehlt es sich<br />
für Unternehmen, als ersten Schritt<br />
bei der Implementierung die firmeninterne<br />
Infrastruktur unter die Lupe<br />
zu nehmen. Beispielsweise kann die<br />
Interoperabilität zwischen einem<br />
5G-Netzwerk und verschiedenen<br />
Geräten zu einem Hindernis werden.<br />
Es ist also wichtig, dass die<br />
verschiedenen im Unternehmen<br />
eingesetzten Hersteller und Anbieter<br />
miteinander kompatibel sind, um<br />
eine reibungslose Kommunikation<br />
zu gewährleisten.<br />
Komplexere Mobilfunknetze<br />
Des Weiteren werden die Mobilfunknetze<br />
mit zunehmendem Einsatz<br />
von Echtzeitanwendungen<br />
komplexer. Das erschwert wiederum<br />
das Finden und Beheben von<br />
Fehlern im System. Hierfür empfiehlt<br />
es sich, entsprechendes Fachpersonal<br />
zu schulen und bei eventuell<br />
auftretenden Problemen einzusetzen.<br />
Außerdem können Echtzeitanwendungen<br />
Schwierigkeiten auslösen<br />
– etwa, wenn kritische Anwendungssysteme<br />
keine Überschreitungen<br />
von Reaktionszeiten tolerieren.<br />
Redundante Systeme können<br />
solche Situation größtenteils<br />
vermeiden. Trotz einiger Herausforderungen<br />
ist die Industrie bestrebt,<br />
die Einführung von 5G erfolgreich<br />
zu gestalten und die bestehenden<br />
Hindernisse zu überwinden.<br />
Volles Potential<br />
noch entfalten<br />
Angesichts der großen Herausforderungen,<br />
mit denen Unternehmen<br />
derzeit konfrontiert sind, brauchen<br />
sie neue Lösungen, um über<br />
die gesamte Wertschöpfungskette<br />
hinweg für Leistungsvorteile zu sorgen.<br />
5G-basierte Echtzeitanwendungen<br />
sind eine wertvolle Option<br />
für Firmen, die Möglichkeiten der Industrie<br />
4.0 voll auszuschöpfen und<br />
einen Wettbewerbsvorteil zu erlangen.<br />
Natürlich bleiben noch Aufgaben<br />
offen, wie etwa der zügige flächendeckende<br />
Ausbau der gesamten<br />
Infrastruktur. Doch mit wachsenden<br />
Anwendungsmöglichkeiten und<br />
Bedarf wird diese Hürde hoffentlich<br />
genommen werden. ◄<br />
66 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Künstliche Intelligenz<br />
Schlaue Kommissionierroboter<br />
greifen gemeinsam besser<br />
Maschinelles Lernen: Forschende entwickeln datensichere Trainingsplattform für intelligente Industrieroboter.<br />
missionierstationen aufgebaut: zwei<br />
am IFL sowie drei bei der Firma<br />
Festo SE mit Sitz in Esslingen. „Wir<br />
freuen uns, dass es uns gelungen<br />
ist zu zeigen, dass Roboter voneinander<br />
lernen können, ohne sensible<br />
Daten und Betriebsgeheimnisse<br />
zu teilen. Dadurch schützen<br />
wir die Daten unserer Kunden und<br />
wir gewinnen zudem an Geschwindigkeit,<br />
weil die Roboter auf diese<br />
Weise viele Aufgaben schneller<br />
übernehmen können. So können<br />
die kollaborativen Roboter zum<br />
Beispiel Produktionsmitarbeitende<br />
bei sich wiederholenden, schweren<br />
und ermüdenden Aufgaben unterstützen“,<br />
sagt Dr. Jan Seyler, Leiter<br />
Advanced Development Analytics<br />
and Control bei Festo.<br />
Das Forschungsprojekt<br />
FLAIROP<br />
© Amadeus Bramsiepe, KIT<br />
Autonome, flexibel einsetzbare<br />
Roboter gelten als Schlüsseltechnologie<br />
für Industrie und Logistik 4.0.<br />
Das Problem: Um mit Künstlicher<br />
Intelligenz (KI) gesteuerte Roboter<br />
zu trainieren, sind sehr große<br />
Datenmengen nötig, über die aber<br />
nur die wenigsten Unternehmen verfügen.<br />
Die Lösung: Roboter unterschiedlicher<br />
Unternehmen an verschiedenen<br />
Standorten lernen voneinander.<br />
Forschende des Karlsruher<br />
Instituts für Technologie (KIT)<br />
haben mit Partnern Möglichkeiten<br />
des gemeinsamen Lernens entwickelt,<br />
ohne dass sensible Daten<br />
und Betriebsgeheimnisse geteilt<br />
werden müssen.<br />
Federated Learning<br />
„Bei herkömmlichen maschinellen<br />
Lernmethoden werden alle Daten<br />
gesammelt und die KI auf einem<br />
zentralen Server trainiert“, sagt<br />
Maximilian Gilles vom Institut für<br />
Fördertechnik und Logistiksysteme<br />
(IFL) am KIT. Durch gemeinsames,<br />
Karlsruher Institut<br />
für Technologie (KIT)<br />
www.kit.edu<br />
aber örtlich getrenntes Lernen, auch<br />
Federated Learning genannt, lassen<br />
sich Trainingsdaten von mehreren<br />
Stationen, aus mehreren Werken<br />
oder sogar mehreren Unternehmen<br />
nutzen, ohne dass Beteiligte sensible<br />
Unternehmensdaten herausgeben<br />
müssen. „Damit konnten<br />
wir jetzt autonome Greifroboter in<br />
der Logistik so trainieren, dass sie<br />
in der Lage sind, auch solche Artikel<br />
zuverlässig zu greifen, die sie<br />
vorher noch nicht gesehen haben“,<br />
so Gilles. Aufgrund der Vielfalt der<br />
Gegenstände in einem Industrielager<br />
sei das eine sehr anspruchsvolle<br />
Aufgabe.<br />
Training ohne zentrales<br />
Datensammeln<br />
Für das Training gab es im 2021<br />
gestarteten Projekt FLAIROP, das<br />
jetzt abgeschlossen ist, keinen Austausch<br />
von Daten wie Bildern oder<br />
Greifpunkten, sondern es wurden<br />
lediglich die lokalen Parameter der<br />
neuronalen Netze, also stark abstrahiertes<br />
Wissen, zu einem zentralen<br />
Server übertragen. Dort wurden<br />
die Gewichte von allen Stationen<br />
gesammelt und mithilfe verschiedener<br />
Algorithmen zusammengeführt.<br />
Dann wurde die verbesserte<br />
Version zurück auf die Stationen<br />
vor Ort gespielt und auf den lokalen<br />
Daten weiter trainiert. Dieser Prozess<br />
wurde mehrfach wiederholt.<br />
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass<br />
mit Federated Learning kollaborativ<br />
robuste KI-Lösungen für den Einsatz<br />
in der Logistik erzeugt werden<br />
können, ohne dabei sensible Daten<br />
zu teilen“, sagt Sascha Rank vom<br />
Institut für Angewandte Informatik<br />
und Formale Beschreibungsmethoden<br />
(AIFB) des KIT, das ebenfalls<br />
Partner in FLAIROP war.<br />
Es geht weiter<br />
Zukünftig wollen die Forschenden<br />
ihr Federated-Learning-System<br />
so weiterentwickeln, dass es<br />
als Plattform unterschiedlichen<br />
Unternehmen ermöglicht, Robotersysteme<br />
gemeinsam zu trainieren,<br />
ohne untereinander Daten teilen<br />
zu müssen. Für die weitere Forschung<br />
suchen Maximilian Gilles<br />
und sein Team Partner aus Industrie<br />
und Forschung.<br />
Roboter lernen voneinander<br />
Für das Training der Roboter wurden<br />
insgesamt fünf autonome Kom-<br />
Das Projekt FLAIROP (steht<br />
für: Federated Learning for Robot<br />
Picking) war eine Partnerschaft zwischen<br />
kanadischen und deutschen<br />
Organisationen und Firmen. Die<br />
kanadischen Projektpartner konzentrierten<br />
sich auf Objekterkennung<br />
durch Deep Learning, Explainable<br />
AI und Optimierung, während<br />
die deutschen Partner ihre Expertise<br />
in der Robotik, beim autonomen<br />
Greifen durch Deep Learning und<br />
in der Datensicherheit einbrachten.<br />
• KIT-IFL: Entwicklung Algorithmus<br />
Greifpunktbestimmung, Entwicklung<br />
automatische Lerndatengenerierung<br />
• KIT-AIFB: Entwicklung Federated<br />
Learning Framework<br />
• Festo SE und Co. KG: Konsortialführung,<br />
Entwicklung Kommissionierstationen,<br />
Pilotierung<br />
• University of Waterloo (Kanada):<br />
Entwicklung Algorithmus Objekterkennung<br />
• Darwin AI (Kanada): Lokale und<br />
Globale Netzwerkoptimierung<br />
• FLAIROP wurde vom kanadischen<br />
National Research Council (NRC)<br />
und dem deutschen Bundesministerium<br />
für Wirtschaft und Klimaschutz<br />
(BMWK) gefördert. Ans<br />
KIT gingen dabei rund 750 000<br />
Euro. ◄<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 67
Robotik<br />
Cobots auf ihrem Weg in die Zukunft<br />
der Automatisierung: Was erwartet uns?<br />
Cobots bieten eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten! Wie gestaltet sich der Einsatz der flexiblen Cobots<br />
in der deutschen Industrie und den KMUs?<br />
Tobias Wölk, Produktmanager Automatisierungstechnik<br />
& Aktive Bauelemente<br />
Cobots sind das Automatisierungswerkzeug<br />
schlechthin und<br />
haben das Potenzial, den Alltag<br />
in deutschen Unternehmen jeder<br />
Größe zu revolutionieren. Bisher<br />
waren der Anschaffungspreis und<br />
die Hürden in der Implementierung<br />
noch Stolpersteine, die sich jedoch<br />
nach und nach relativieren. Tobias<br />
Wölk, Produktmanagement Automatisierungstechnik<br />
bei reichelt<br />
elektronik, sieht darin ein wichtiges<br />
Trendthema für das Unternehmen:<br />
„Unsere Umfrage zum Thema Robotik<br />
und Cobots Ende letzten Jahres<br />
hat gezeigt, dass bereits die Hälfte<br />
der befragten Industrieunternehmen<br />
mit Cobots zusammenarbeiten und<br />
gut ein Viertel im Jahr <strong>2023</strong> eine<br />
Autor:<br />
Tobias Wölk<br />
Produktmanager<br />
Automatisierungstechnik &<br />
Aktive Bauelemente<br />
reichelt elektronik<br />
www.reichelt.de<br />
Anschaffung geplant hat. Daher<br />
haben wir auf diesen Trend reagiert<br />
und bieten erschwinglichere<br />
Cobot-Modelle in unserem Portfolio<br />
an“, kommentiert er.<br />
Alltagshelden treiben<br />
die Automatisierung voran<br />
Cobots übernehmen repetitive,<br />
zeitaufwändige sowie monotone<br />
Aufgaben und verlieren auch nach<br />
Stunden nicht ihre Aufmerksamkeit<br />
und Präzision. Cobots müssen<br />
jedoch immer für neue Projekte neu<br />
programmiert werden und werden<br />
daher den Menschen nie vollkommen<br />
ersetzen.<br />
In Deutschland sind sie momentan<br />
vornehmlich auf Positionen in<br />
der Produktion und Fertigung zu finden,<br />
wo sie Schwerst- sowie Kleinstarbeit<br />
abnehmen oder auch nachts<br />
Arbeitsaufträge durchführen können.<br />
Auch andere Wirtschaftszweige entdecken<br />
die kollaborativen Roboter<br />
für sich: Im medizinischen Sektor<br />
werden sie vermehrt für Laborarbeiten,<br />
sterile Prozesse und sogar<br />
im Patientenkontakt für die Rehabilitation<br />
eingesetzt. Ebenso sind sie<br />
in der Pharma- und Chemiebranche<br />
als Laborassistent mit besonderem<br />
Fingerspitzengefühl im Einsatz.<br />
Zusätzlich gewinnen Cobots<br />
in der Kunststoffindustrie und der<br />
Kleinteilmontage in den Bereichen<br />
Uhren und Spielzeuge an Bedeutung.<br />
Wird Iron Man bald den<br />
Malerpinsel schwingen?<br />
Cobots können die körperliche<br />
Belastung, beispielsweise für Angestellte<br />
im Bereich der Lagerlogistik,<br />
stark reduzieren. Speziell dafür wurde<br />
eine Cobot-Variation ent wickelt, die<br />
direkt am Menschen Hilfe leistet: das<br />
Exoskelett. Exoskelette dienen als<br />
Entlastung, als Stütze und um Kraft<br />
zu leihen. Passive Exoskelette bringen<br />
Kraftersparnis, indem sie bei<br />
gleichmäßigen Bewegungen Stabilität<br />
bieten und die Belastung auf<br />
das gesamte menschliche Skelett<br />
verteilen. Aktive Exoskelette hingegen<br />
sind energiebetrieben, dynamischer<br />
und vielseitiger einsetzbar.<br />
Aufgrund ihrer externen Antriebskraft<br />
sind sie besser in der Lage,<br />
schwere Lasten zu transportieren.<br />
Exoskelette verbessern den<br />
Arbeitsschutz, insbesondere in<br />
Situationen, in denen bisher aufgrund<br />
der Arbeitsbedingungen keine<br />
geeigneten technischen Hilfsmittel<br />
zur Verfügung stehen, wie beispielsweise<br />
beim Manövrieren von<br />
schweren Bauteilen oder beim Arbeiten<br />
in unangenehmen Positionen.<br />
Besonders interessant sind sie für<br />
die handwerkliche Berufsgruppe<br />
– Gerüstbauer bis hin zu Malern.<br />
Exoskelette könnten künftig die<br />
medizinische Rehabilitation revolutionieren<br />
und sogar Menschen<br />
mit körperlichen Einschränkungen<br />
mehr Bewegungsfreiheit erlauben.<br />
Neurale Exoskelette, die mit Quantensensoren<br />
funktionieren, werden<br />
aktuell als Heilmittel für Lähmung<br />
erforscht. Exoskelette sind bis dato<br />
ein Hilfsmittel der Zukunft, dessen<br />
Vorteile jedoch jetzt schon erkannt<br />
werden.<br />
Aktuelle Trends<br />
Mittlerweile bieten Hersteller ihre<br />
Cobots als Komplettlösungen, die<br />
sowohl Hardware als auch Software<br />
umfassen. Diese integrierten<br />
Angebote erleichtern die Implementierung<br />
autonomer Roboter-Setups.<br />
Auch andere große Unternehmen<br />
erkennen das Marktpotential der<br />
All-In-One-Pakete. Ein bemerkenswertes<br />
Beispiel hierfür ist ein Mietmodell,<br />
das kleinen und mittelständischen<br />
Unternehmen ermöglicht,<br />
Cobots für kurzfristige Projekte zu<br />
mieten und potenzielle zukünftige<br />
Investitionen zu testen.<br />
Auch technologisch geht es in<br />
Deutschland voran. Das Startup<br />
Neura Robotics hat einen Cobot<br />
vorgestellt, der KI-Auswertungen<br />
komplett in der Maschine berechnet.<br />
Die KI und maschinelles Lernen<br />
erlauben es dem Cobot, seine<br />
durch Sensoren erfahrenen Sinneseindrücke<br />
(sehen, hören und<br />
tasten) zu verarbeiten und in autonomes<br />
Handeln zu verwandeln. Mit<br />
einer intelligenten Objekterkennung<br />
erkennt der Roboter Menschen<br />
als solche und reagiert sogar auf<br />
Sprachkommandos. Dieser sogenannte<br />
kognitive Cobot könnte die<br />
Vorstufe zu dem ersten humanoiden<br />
Allzweckroboter sein.<br />
Fazit<br />
Die Entwicklung in Richtung Simplifizierung<br />
der Robotik-Lösungen<br />
treibt den Robotik-Markt an. Cobots<br />
sind in ihrer Anschaffung wesentlich<br />
günstiger, nehmen weniger<br />
Raum am Arbeitsplatz ein und bieten<br />
KMUs viele Vorteile gegenüber<br />
den Industrierobotern. Mit abnehmendem<br />
Implementierungsaufwand<br />
werden die Cobots auch für Branchen<br />
relevant, die bisher keine eingesetzt<br />
haben – beispielsweise im<br />
Lebensmittelsektor als Erntehelfer.<br />
Auch für aktuell herrschende wirtschaftliche<br />
Schwierigkeiten wie dem<br />
Fachkräftemangel bieten Cobots<br />
eine Lösung. Sie können unbeliebte<br />
Positionen übernehmen und<br />
den menschlichen für kreativere,<br />
gewinnbringendere Aufgaben freimachen.<br />
Und auf die lange Sicht?<br />
Cobots werden definitiv unseren<br />
Alltag revolutionieren! ◄<br />
68 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
Software/Tools/Kits<br />
Compliance als Wettbewerbsvorteil sehen<br />
Hersteller kämpfen um Zukunftssicherheit<br />
erfüllt. Richtlinien, Normen und Gesetze dienen<br />
vor allem der Harmonisierung in einer globalisierten<br />
Welt. Das bekannte CE-Zeichen gilt in<br />
jedem Land der Europäischen Union als „technischer<br />
Reisepass“ eines Produktes, den der<br />
Hersteller anbringt, wenn die Voraussetzungen<br />
dafür erfüllt sind. Werden die Produkte nach den<br />
europäischen Richtlinien hergestellt, können<br />
die Behörden in jedem Land davon ausgehen,<br />
dass die grundlegenden gesetzlichen Anforderungen<br />
an Gesundheits-, Umwelt- und Verbraucherschutz<br />
sowie an die Sicherheit erfüllt sind.<br />
Daher ist es heute selbstverständlich, dass ein<br />
Produkt ohne CE-Kennzeichnung nicht in Verkehr<br />
gebracht werden darf, und ebenso schnell<br />
hat sich im Zuge der Einführung herausgestellt,<br />
dass Hersteller mit CE-Kennzeichnung einen<br />
Wettbewerbsvorteil haben.<br />
Autor:<br />
Jan Wendenburg<br />
CEO<br />
ONEKEY<br />
https://onekey.com/<br />
Die kommenden europäischen Compliance-<br />
Richtlinien stellen Hersteller von smarten Produkten<br />
und IT-Geräten vor große Herausforderungen.<br />
Während dieser Bereich bisher wenig<br />
reguliert wurde, werden nun eher überfällige und<br />
verbindliche gesetzliche Regeln für die sichere<br />
Software- und Produktentwicklung eingeführt.<br />
Diese erfassen auch Vorstände und Geschäftsführer<br />
durch die erweiterte Haftung, wie sie beispielsweise<br />
der EU Cyber Resilience Act vorsieht.<br />
Die künftige Compliance-Gesetzgebung<br />
wird massive Auswirkungen auf die internen<br />
Strukturen in Unternehmen haben – wer frühzeitig<br />
in Produkt-Cyber-Resilience investiert,<br />
hat einen Wettbewerbsvorteil.<br />
Regelwerke<br />
Übergreifende Regelwerke sind in der Industrie<br />
grundsätzlich kein neues Thema: Bereits<br />
1985 verabschiedete der Rat der damaligen<br />
Europäischen Gemeinschaft (EG) eine damals<br />
nicht unumstrittene Konformitätskennzeichnung<br />
für Produkte. Heute gehört das CE-Zeichen zu<br />
den etablierten Standards, und die Intention, den<br />
Handel durch eindeutige Kennzeichnungen auch<br />
über Grenzen hinweg zu erleichtern, hat sich voll<br />
Auch Software benötigt zukünftig<br />
eine Kennzeichnung<br />
Anfang des Jahres 2024 wird eine dem CE-Kennzeichen<br />
vergleichbare Regulierung in Kraft treten<br />
– mit einem wesentlichen Unterschied. Neben<br />
der Hardware wird dann auch der unsichtbare<br />
Teil aller netzwerkfähigen Geräte und Anlagen<br />
zentraler Bestandteil der Zertifizierung. Die einzelnen<br />
Komponenten eines jeden Gerätes mit<br />
eingebautem Mikrochip – Router, Drucker, industrielle<br />
Steuerungen – enthalten Komponenten<br />
unterschiedlichster Hersteller. Nahezu jeder<br />
dieser Bausteine bringt seine eigene Software<br />
mit. Nur selten ist der Hersteller eines Gerätes<br />
auch der Entwickler aller enthaltenen Komponenten<br />
und der für den Betrieb des Gerätes notwendigen<br />
Software. Oftmals besteht die Software<br />
– bei interner, von außen nicht sichtbarer<br />
Software auch Firmware genannt – aus Open-<br />
Source-Komponenten. Solche Software produkte<br />
sind in der Regel lizenzfrei und sogar im Quellcode<br />
verfügbar. Damit geht ein immenses Risiko<br />
einher, denn jede Software kann eigene und<br />
häufig unerkannte Cyber-Schwachstellen enthalten.<br />
Der EU Cyber Resilience Act wird dies in<br />
Zukunft ändern. Hersteller müssen künftig vollständig<br />
offenlegen, welche Komponenten verbaut<br />
sind und welche Soft- und Firmware mitgeliefert<br />
wird. Das neue Gesetz geht sogar noch einen<br />
Schritt weiter und fordert eine Analyse der verbauten<br />
Komponenten auf Schwachstellen, die<br />
von Hackern ausgenutzt werden können oder<br />
generell als Risiko für das Gerät gelten. Denn<br />
auch bei Geräten mit Netzwerkfähigkeit, die seit<br />
Jahren oder Jahrzehnten gebaut oder im Einsatz<br />
sind, werden immer wieder gravierende<br />
Sicherheitslücken bis hin zu kritischen Zero-<br />
Day-Schwachstellen entdeckt.<br />
PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong> 69
Software/Tools/Kits<br />
Kritische Produkte<br />
Besonders kritisch: Anlagen, die in der Produktion<br />
eingesetzt werden, oder smarte Devices<br />
und Netzwerkinfrastruktur, die in der Wirtschaft,<br />
Industrie oder Gesundheitswesen und Verwaltung<br />
genutzt werden – vielfach auch in kritischen<br />
Infrastrukturen. Für Hacker sind versteckte digitale<br />
Schwachstellen tief in der Firmware verborgen<br />
ein beliebtes Einfallstor in die IT- und Produktionsinfrastruktur.<br />
Jedes Gerät in einem Netzwerk<br />
ist eine potenzielle Schwachstelle, über<br />
die auch ein krimineller Vollzugriff auf Server,<br />
Daten, Anlagen und Produktion erfolgen kann.<br />
Software Bill of Materials<br />
ermöglicht mehr Transparenz<br />
Hersteller müssen künftig angeben, welche<br />
Softwarekomponenten in ihren Geräten und<br />
Anlagen verbaut sind. Das Stichwort heißt Product<br />
Cybersecurity Compliance, eine Software<br />
Bill of Materials (SBOM) ist der elementare<br />
Baustein, um den Produkten mit digitalen Elementen<br />
eine Identität zu geben. Mit Hilfe einer<br />
Firmware-Analyse plattform kann beispielsweise<br />
bis ins Detail entschlüsselt werden, welche<br />
Soft- und Firmware-Komponenten in einem<br />
Gerät verbaut sind und welches Gefährdungspotenzial<br />
davon ausgehen kann. Eine SBOM<br />
kann vollauto matisch als „Software-Stückliste“<br />
für alle enthaltenen Softwarekomponenten<br />
erstellt werden. Dabei wird sowohl eigene<br />
Software als auch Software von Drittanbietern<br />
identifiziert, die bisher ungeprüft in einem Endprodukt<br />
eingesetzt werden konnte. Die Sicherheitsprüfung<br />
sowie eine SBOM werden in wenigen<br />
Monaten zur Pflicht - und Hersteller und<br />
Inverkehrbringer haften künftig auch für zugekaufte<br />
und integrierte Komponenten Dritter –<br />
auch für Software aus Open Source-Quellen.<br />
Geänderte Haftung<br />
Die Haftung kann zukünftig nicht mehr auf den<br />
Drittanbieter abgewälzt werden, der Hersteller<br />
des Endgerätes trägt die volle Verantwortung<br />
für die damit verbundenen Risiken und Sicherheitslücken.<br />
Daher ist bei der Verwendung von<br />
Softwarekomponenten aus dem Open-Source-<br />
Bereich besonders darauf zu achten, dass sich<br />
im OSS-Repository leicht Schadcode verstecken<br />
kann oder eine Komponente mit eigener<br />
Firmware eigene Malware, Bugs oder andere<br />
Schwachstellen enthält, die dem Entwickler des<br />
Endproduktes nicht bekannt sind.<br />
SBOM ist hilfreich<br />
Die Software Bill of Materials ist daher für Hersteller<br />
und Betreiber von smarten Produkten<br />
äußerst hilfreich: Für den Hersteller ist diese<br />
Stückliste ein wichtiger Baustein zur Selbstkontrolle<br />
und als Nachweis gegenüber Dritten. Dazu<br />
zählen auch die Käufer der Produkte, die ebenfalls<br />
eine Cybersecurity-Compliance einhalten<br />
müssen. Für den Betreiber einer Infrastruktur<br />
© AdobeStock/Maksim Kabakou<br />
ist eine SBOM eine wichtige Grundlage für die<br />
Überprüfung der Cybersecurity und Compliance<br />
von zugekauften Geräten. Durch standardisierte,<br />
maschinenlesbare SBOM-Austauschformate<br />
wie CycloneDX, SPDX und andere können<br />
alle wesentlichen Softwarekomponenten in Produkten,<br />
Systemen und ganzen Anlagen schnell<br />
inventarisiert werden. Dies ermöglicht automatisierte<br />
ganzheitliche Compliance-Bewertungen<br />
und unterstützt externe Audits.<br />
Product Cybersecurity<br />
für mehr Technical Compliance<br />
Mehr denn je zuvor wird zudem die Verantwortung<br />
auch in die Hände von Geschäftsführungen,<br />
Vorständen und Aufsichtsräten gelegt. Bei Verletzungen,<br />
die Auswirkungen auf die IT-Sicherheit<br />
und Integrität eines Unternehmens haben,<br />
drohen den Unternehmen, aber auch den Führungskräften<br />
empfindliche Geldbußen. Die persönliche<br />
Haftung von Entscheidungsträgern und<br />
Verantwortlichen nimmt durch die neue Gesetzgebung<br />
deutlich zu. Product Cybersecurity und<br />
die dadurch erzielbare Technical Compliance<br />
betreffen durch die neuen Regulierungen also<br />
unmittelbar die Chefetage. Rechtzeitige Vorkehrungen<br />
verschaffen Unternehmen und den Entscheidern<br />
daher mehr Sicherheit vor Cyberangriffen,<br />
aber auch vor möglichen Forderungen<br />
aufgrund von gesetzlichen Haftungsvorgaben.<br />
In der Regel wird die hauseigene Entwicklungsabteilung<br />
mit dieser Herausforderung kaum fertig<br />
– Unternehmen müssen heute zusätzlich auf<br />
neue, automatisierte Technologien und externe<br />
Experten setzen, um das Risiko von Sicherheitslücken<br />
in den eigenen Produkten zu senken und<br />
damit den Markt vor Cyberattacken zu schützen.<br />
Effektiver Schutz<br />
Eine effektive Absicherung und ein modernes<br />
Schutzkonzept beginnen mit der Analyse des<br />
Bestandes, und der Kenntnis darüber, welche<br />
Risiken bereits vorhanden sind. So lässt sich<br />
das Bedrohungspotenzial überblicken, und der<br />
unternehmenseigenen Entwicklung sowie dem<br />
Produkt-Cybersecurity-Incident-Response-Team<br />
(PSIRT) wird wirksame Unterstützung zuteil. Dies<br />
ist die Grundlage für ein nachhaltiges Technical<br />
Compliance Management. Die CE-Kenn zeichnung<br />
hat bereits vor vielen Jahren die Sicherheit für<br />
physische Produkte als Selbstverständlichkeit<br />
etabliert, der EU Cyber Resilience Act denkt<br />
das CE-Siegel weiter und überträgt es auf die<br />
unsichtbaren digitalen Inhalte. Digitale Produkte<br />
mit eigenen Chipsätzen und Zugriff auf<br />
Netzwerke werden so zukünftig geschützt und<br />
ebenso nach einem einheitlichen Standard zertifiziert.<br />
Die Regulierung mag zunächst unbequem<br />
erscheinen, erhöht in einer zunehmend digitalisierten<br />
und vernetzten Welt jedoch die Betriebssicherheit<br />
und lässt eine gesamte Branche entlang<br />
der Wertschöpfungskette profitieren – und<br />
bringt die gesamte europäische Cyber Resilience<br />
auf ein neues Niveau, das mehr Zukunftssicherheit<br />
verspricht. ◄<br />
70 PC & Industrie <strong>12</strong>/<strong>2023</strong>
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