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12-2023

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


DAS „SCHWEIZER TASCHEN-<br />

MESSER“ UNTER DEN<br />

MES-LÖSUNGEN...<br />

HYDRA X ist die Allrounder-Lösung für die Digitalisierung Ihrer Fertigung.<br />

Planen, steuern, analysieren: Eine Lösung für das gesamte MES-Leistungsspektrum<br />

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Wir begleiten Sie gern auf Ihrem Weg zur Smart Factory!<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 />

ADLON<br />

Intelligent Solutions GmbH<br />

www.adlon.de<br />

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 />

FACHKRÄFTE GESUCHT?<br />

Finden Sie Mitarbeiter, die zu Ihnen passen – mit<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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