WA3000 Industrial Automation März 2017

World of Automation
MÄRZ 2017
Industrial Automation
Boards und Box-PCs mit
Apollo-Lake-Prozessoren
für Industrie 4.0

Inhalt 2
Umspritzte Superseal-Ventilsteckverbinder
für raue Umgebungen
CONEC erweitert sein Programm der Ventilsteckverbinder um eine umspritzte Superseal-
Steckverbinderserie. Superseal-Gehäuse mit Einzeladerabdichtung und Gummitülle werden
überwiegend in der Automobilindustrie eingesetzt. Sie sind aber auch in der Steuerungstechnik,
in Einsatzfahrzeugen, im Transportwesen und in Land- und Baumaschinen verwendbar.
Die CONEC Supersealserie gewährleistet einen
durchgängigen Schutz vom Steckverbinder bis
ins Kabel inklusive Manipulationssicherheit.
Durch die TPU-Umspritzung sind die Superseal-Steckverbinder
optimal vor äußeren Einflüssen
in rauen Umgebungen geschützt. Alle
Steckverbinder werden „in-house“ konfektioniert,
umspritzt und elektrisch geprüft.
Die CONEC Serie der umspritzten Superseal-
Ventilsteckverbinder umfasst 2-, 3-, 4-, 5- und
6-polige Ausführungen. Die Umspritzung ist
in der CONEC typischen Form ausgeführt. Sie
bietet die Möglichkeit, einen Schutzschlauch
mit z. B. einem Kabelbinder zu befestigen. Der
umspritzte Superseal-Steckverbinder wird mit
einer PUR-Leitung und einem Litzenquerschnitt
von 0,75 mm² in den Längen 2, 5 und 10 m angeboten.
Weitere Längen, Querschnitte und Kabelqualitäten
sind ebenfalls möglich.
Die 2-polige Variante (Kupplung und Stecker)
ist optional auch in einer Ausführung mit um-
spritzten PVC-Einzellitzen erhältlich. Hier sind
die Standardlängen der Leitung 0,5, 2 und 5 m.
Vorhandene Befestigungen, die an das Steckergehäuse
gesteckt werden, können auch mit der
Umspritzung weiter genutzt werden.
Die Superseal-Steckverbinderserie ist als Kabelzu-Kabel-Verbindung
ausgelegt und sicher über
ein Latch mit dem Gegenstecker verrastet bzw.
verriegelt. Zur Entriegelung muss dieses Latch
angehoben werden.
Über diese Verbindung wird eine schnelle und
sichere dichte Verbindung hergestellt. Durch
die CONEC-Umspritzung erfüllt der gesamte
Steckverbinder im gesteckten Zustand den
Schutzgrad IP67/IP69K. ■ ds
Jetzt mehr erfahren!
Ventilsteckverbinder
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MÄRZ - 2017

Inhalt 3
Gerätewartung
12
im Internet der Dinge
Inhalt
4
12
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Portwell: Boards und Box-PCs
mit Apollo-Lake-Prozessoren
für Industrie 4.0
Wind RIver: Warum Device
Management so wichtig ist und
wie es sich umsetzen lässt
eBroschüre von MSC Technologies:
„Innovative Systems – Driving Your
Application”
Durchgängige EtherCAT-
Antriebslösung von Panasonic
National Instruments eröffnet
INDUSTRIAL IoT LAB
MSC Technologies: Predictive
Maintenance bei Industrie-PCs
Unitronic: Intelligente
Sensor2Cloud-Lösungen
Rauscher: Bildverarbeitung –
NBASE-T der Turbo für GigE Vision
HY-LINE: Virtueller Knotenpunkt
für weltweit hochsichere
IP-Verbindungen
Mildex: Industrie-Touchscreens und
optisches Bonding aus einer Hand
IMPRESSUM
Durchgängige
18
EtherCAT-Antriebslösung
Industrie-Touchscreens und
32
optisches Bonding aus einer Hand
Bagger
Bagger
Bagger
Co
er
Co
eNEWS
Intelligente Sensor2Cloud-Lösungen
25

Inhalt 4
Boards und Box-PCs mit
Apollo-Lake-Prozessoren
für Industrie 4.0
Die Embedded-Industrie wartete auf die neueste Prozessorgeneration
von Intel – Codename „Apollo Lake“ – und entwickelte
zahlreiche Boards und Module auf Basis dieser
CPU-Baureihe. Beispiele der unterschiedlichen Standards und
Formfaktoren von COM-Express bis 3,5 Zoll dokumentierten
die Vielseitigkeit dieses Bausteins sowie das große Interesse
des Marktes. Portwell bietet erste Boards und Box-PCs mit
Apollo-Lake-Prozessoren an, die gerade für Industrie-4.0-
Anwendungen interessant sind.
MÄRZ - 2017

Inhalt 5

Inhalt 6
Der lüfterlose Box-PC WEBS-21D0 ist mit
einem Atom-Prozessor aus der Apollo-Lake-Baureihe ausgestattet
Es ist fast 13 Jahre her: Intel brachte den
Pentium M auf den Markt und schaffte den Übergang
– von der reinen Jagd nach mehr Leistung
durch die konstante Erhöhung der Taktfrequenz,
so wie zu der Zeit des Pentium X-Prozessors – hin
zur geringeren Verlustleistung. In 2006 wurde
das Tick-Tock-Modell mit seiner kontinuierlich
verbesserten Produktionstechnologie und kleinerem
Nanometer-Prozess gelauncht. Tick und
Tock stand für die neue Mikroarchitektur. Zu dieser
Zeit haben sich einige gefragt: Wann wird
Intel an die physischen Grenzen stoßen?
Die Antwort ist zehn Jahre. Mit der vierten Generation
des Core-i-Prozessors war es soweit
und anstatt eines Ticks wurde ein so genanntes
„Refresh“ etabliert. Refresh steht dafür, dass
alles – Produktionstechnologie und Mikroarchitektur
– gleichbleibt, der Prozessor jedoch intern
verbessert wird, was einen Leistungsanstieg
ermöglicht. Der neue Entwicklungsprozess von
Intel heißt jetzt PAO (Prozess-Architektur-Optimierung).
Für die Atom-Prozessor-Serie ist das
alte Tick-Tock-Modell immer noch gültig. Letztlich
hat ein Tock den Apollo Lake erzeugt, was
zum jüngsten Schritt in der erfolgreichen Geschichte
der Atom-Prozessoren führte. Die Zeit
wird zeigen, wann das PAO-Entwicklungsmodell
auch die Atom-Prozessoren erreichen wird.
Aber im Moment beobachtet der Markt, welche
Boards und Module auf der Basis des Apollo-Lake-Prozessors
als nächstes kommen werden.
Was zeichnet
Apollo-Lake-Prozessoren aus?
Die abgeschrägten Kanten der Metallkappe und
die Metallkappe selbst sind ein markantes Merk-
MÄRZ - 2017

Inhalt 7
mal für die Intel Apollo-Lake-Prozessoren – im
Alltag verschwinden diese Merkmale jedoch
unter dem Kühlkörper. Die Bereitstellung einer
größeren Kontaktfläche für Kühllösungen ist
ein Feature, das Embedded-Anbietern helfen
wird, kompaktere Systeme mit noch mehr Rechenleistung
zu bauen. Aber welche Verbesserungen
gibt es im Inneren des Prozessors? Die
Newcomer werden in 14-Nanometer-Technologie
gefertigt und bieten rund 30 Prozent bessere
Rechen- und 45 Prozent mehr Grafik- und
Videoleistung als die Vorgängergeneration.
Der Stromverbrauch bleibt mit 6 bis 12 W TDP
auf dem Niveau der Vorgängergeneration. Das
neue Silizium verfügt über die Intel Gen-Grafik,
die in der Vergangenheit ausschließlich für die
Core-Prozessoren der Gen 6 reserviert waren.
Dies verleiht der neuen CPU-Serie eine deutlich
verbesserte Unterstützung für 4k-Grafikauflösungen.
Es können gleichzeitig bis zu drei unabhängige
Displays betrieben werden. Zudem
werden DirectX 1.2, OpenCL 2.0 und OpenGL
4.2 unterstützt.
Hohe Sicherheit
Die integrierte Sicherheitstechnik verleiht höhere
Sicherheit, während der optionale Error-Correcting-Code
(ECC) die Datenintegrität
bewahrt. Die Schutzmechanismen in den neuen
Prozessoren wurden von Grund auf aufgebaut,
um ein neues Maß an Sicherheit zu
gewährleisten. Bei jedem Systemstart gewährleistet
der Secure Boot durch die Intel Plattform
„Trust Technology“ Sicherheit für das Gerät und
blockiert gefährliche Programme, indem nur
vertrauenswürdige Software gestartet wird.

Inhalt 8
All dies funktioniert hinter den Kulissen des
neuen Prozessors und liefert mehr Leistung in
Verbindung mit einer optimierten Kühlung der
Anwendungen. Die neuen Apollo Lakes haben
nur eine Schwäche: Nicht alle fünf Typen auf
der Embedded-Roadmap sind derzeit in Mengen
verfügbar. In diesem Fall muss die Embedded-Welt
noch auf die Versionen Atom x5 und
Atom x7 warten. Daher werden die meisten
Versionen der bereits entwickelten Boards und
Module so lange verzögert, bis Intel die neue
Atom-Version in Stückzahlen liefert.
Basierend auf diesen fünf Prozessoren auf der
Embedded Roadmap, haben die Embedded
Anbieter bereits Computer auf Modulen und
Boards auf Basis dieser Prozessoren auf den
Markt gebracht. Wie in der Vergangenheit sind
die Atom Prozessoren hauptsächlich auf kleinen
Formfaktoren oder Formfaktoren mit begrenztem
Energieumfang ausgelegt. Zwei auf Apollo
Lake basierende Module sowie zwei Boards
werden als Beispiel genommen, um die Vielfalt
der Produkte darzustellen, die Apollo Lake
möglicherweise zur Verfügung stellen kann.
COM-Express-Basic,
die Mutter der Modul-Standards
Die Ultra-Low-Power Intel® Atom Prozessor
E3900-Familie als Motor eines COMe-Basic-Moduls
ermöglicht das Design für COM-Einheiten
mit einem Stromverbrauch unter 6 W bis
12 W, was perfekt für lüfterlose Anwendungen
geeignet ist. Dies ermöglicht ebenso die Unterstützung
eines breiten industriellen Temperaturbereichs
von -40 ° C bis +85 ° C. Die Speicherkapazität
von 32 GB DDR3L 1600/1866 MT/s
MÄRZ - 2017

Inhalt 9
Module und Boards von
Portwell auf Basis der
Apollo-Lake-Prozessoren
SDRAM auf zwei 204-Pin-SODIMM-Steckplätzen
machen sie schneller als Baytrail- oder Braswell-basierte
Module. Die Erweiterungsschnittstelle
unterstützt bis zu vier PCI-Express x1 Gen2
(5,0 GT/s) für verbesserte Videoleistung und bietet
die Flexibilität, auf zwei x2-Lanes oder einer
x4-Lane zu konfigurieren. Darüber hinaus werden
drei hochauflösende Display-Schnittstellen
unterstützt: DP (DisplayPort) oder HDMI, VGA
und LVDS mit doppelter 3D-Leistung gegenüber
der bisherigen Generation. Das ganze Paket
bietet eine leistungsfähigere Lösung für IoT
und Industrie-4.0-Anwendungen.
SMARC 2.0, neuer Standard –
klein und leistungsstark
Module auf Basis von SGeT SMARC-2.0-Spezifikation
sind in der Lage, Schutz gegen unbefugte
Wiederverwendung oder Wiederherstellung
von Originalteilen zu bieten. Solche Module
können mit 2x USB 3.0, 6x USB 2.0 (1x OTG),
1x SDIO3.0, 1x SATA 3 und bis zu 4x PCIe-Gen2-Lanes
ausgestattet werden. Auch an Bord sind 5x I2C,
2x SPI, 4x UART, 12x GPIO und HD-Audio mit integriertem
Audio-DSP mit Intel® Smart-Sound-Technologie.
Das Modul ist für industrielle Temperaturbereiche
von -40 bis + 85 ° C ausgelegt.
NANO-ITX –
nicht zu groSS, nicht zu klein
Der NANO-ITX-Formfaktor ist wegen seiner
kompakten Maße und beachtlichen Konnektivität
auf dem Embedded-Markt sehr beliebt.
Ausgestattet mit dem Apollo Lake können diese
Boards mit einer thermischen Verlustleistung
(TDP) unter 12 W für lüfterlose Anwendungen

Inhalt 10
bedient werden. Sie unterstützen breite industrielle
Temperaturbereiche von -40 ° C bis
+85 ° C sowie Versorgungsspannungen von
12 V bis 24 V für robuste Anwendungen. Das flache
Design mit der geringen Aufbauhöhe von
16,4 mm mit I/O-Shield ermöglicht die platzsparende
Installation in Display- und Panel-PCs
und macht die Realisierung von Digital-Signage-
und Steuerungslösungen in der Industrie zu
einer schnellen und leichten Aufgabe.
Darüber hinaus unterstützen sie bis zu 4096 x
2160 Pixel mit DisplayPort, 1920 x 1200 Pixel
mit VGA und Dual-Channel-LVDS bis zu 1920
x 1200 Pixel. Das flexible Design ermöglicht
den Anschluss an drei unabhängige Displayschnittstellen.
Vier USB-3.0-Ports sorgen für
eine schnelle Datenübertragung mit geringem
Stromverbrauch. Eine 5 Gb/s PCI-Express-2.0-
Lane kann als 1x Full-Size Mini-PCIe verwendet
werden. Zwei SATA-3.0-Schnittstellen mit bis
zu 6 Gb/s (eine davon als mSATA und die andere
für SATA) ermöglichen schnelle und flexible
Systemerweiterungen. Die Intel I210-IT Gigabit-
Ethernet-Controller bieten über die beiden
RJ45-Ports Dual-Gigabit-Ethernet-LAN-Zugang.
Ein wesentlicher Vorteil der Verwendung von
NANO-ITX ist, dass Kunden auf dessen Grundlage
ihre eigenen Systeme für Medizin-, Networking-,
Panel-PC-, Kiosk- und Digital-Signage-Anwendungen
erstellen können.
3,5-Zoll – der klassische SBC
(Single Board Computer)
Ein mit dem Apollo-Lake-Prozessor ausgestatteter
3,5-Zoll-SBC profitiert sehr von seiner Prozessorleistung
und seinem Leistungsumfang.
Auf der grafischen Seite unterstützt er einen
Dual-Channel 24-Bit-LVDS-Anschluss, einen
DisplayPort (DP) und HDMI auf der hinteren
I/O mit einer Auflösung von bis zu 4096 x 2160
Pixel. Der 204-Pin non-ECC-SODIMM bietet
maximalen Speicher und ermöglicht somit die
Unterstützung von bis zu 8 GB DDR3L. Es werden
insgesamt bis zu sechs COM-Ports, sechs
USB-3.0-Ports und Dual-Gigabit-Ethernet unterstützt.
Die thermische Bemessungsleistung
(TDP) unter 12 W ermöglicht lüfterlose Anwendungen.
Das Board unterstützt auch einen brei-
MÄRZ - 2017

Inhalt 11
ten industriellen Temperaturbereich von -40 ° C
bis +85 ° C und einen weiten Spannungsbereich
von 12 V bis 24 V für robuste Anwendungen.
Zwei 5 Gb/s PCI-Express-2.0-Lanes können als
1x Full-size-Mini-PCIe- (unterstützt mSATA) und
1x Half-size-Mini-PCIe-Buchse verwendet werden.
Es unterstützt auch eine SATA-3.0-Schnittstelle
mit bis zu 6 Gb/s, um schnelle und flexible
Systemerweiterungen zu ermöglichen. Der
Intel Ethernet-Controller I210-IT bietet über die
beiden RJ45-Ports einen Dual-Gigabit-Ethernet-LAN-Zugang.
Dieses Board passt in eine
Vielzahl von Marktsegmenten und Anwendungen
wie Retail, Networking, Panel PC, Industrieautomation
und der elektronischen Überwachung.
Autor: Peter Ahne, Portwell Deutschland GmbH
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COM-Express
SMARC
Qseven
NANO-ITX
3,5-Zoll-SBC
Box PCs
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info@portwell.eu
Embedded World 2017
Halle 2, Stand 340

Inhalt 12
Gerätewartung im Internet der Dinge
Warum Device Management so wichtig ist und wie es sich umsetzen lässt
Daten gelten als die großen Helden in der IoT-Story, doch die eigentliche Arbeit
machen die Endgeräte in den IoT-Systemen – die „Dinge“ im Internet of Things.
Sie generieren Daten, übermitteln Daten an eine zentrale Plattform oder führen
Vorgänge aus, die automatisch Daten generieren. Das klingt unspektakulär,
doch steht und fällt die Gesamtleistung eines Systems oft mit der
Funktionstüchtigkeit der im Einsatz befindlichen Geräte.
Wenn ein Gerät, Sensor, Embedded-Software-Agent
oder Gateway ins Stolpern gerät,
kann dies gravierende Folgen haben. Die
Herausforderung, Geräte effizient zu warten,
scheint leicht zu sein, besonders im Vergleich
zu Aufgaben wie Datenerfassung und -analyse.
Für den Erfolg einer IoT-Strategie ist die Gerätewartung
jedoch unverzichtbar. Gerätehersteller
und Systemanwender müssen zumindest den
Zustand der Geräte im Feld überwachen können,
um Systemstörungen und Ausfallzeiten zu
minimieren. In erster Linie ist ein Aktionsplan
vonnöten, der festlegt, wie Probleme zu beheben
sind, die irgendwann auftreten werden.
Im IoT unterliegt alles einem ständigen Wandel.
Geschäftsschwerpunkte verschieben sich, wenn
MÄRZ - 2017

Inhalt 13
Für Gerätehersteller und Systementwickler gilt
es, derlei Vorkommnisse schon während des
Geräteentwurfs zu berücksichtigen. Wenn beidie
gewonnenen Daten den Unternehmen Einblicke
in ihre Abläufe verschaffen. Systemanwender
brauchen deshalb eine effiziente und
skalierbare Methode, um beispielsweise eine
umfangreiche Geräteflotte in einem Durchlauf
zu aktualisieren. Ein weiteres zentrales Thema
ist Security. Wenn eine Schwachstelle in der Gerätesoftware
entdeckt wird, muss sie unverzüg-
lich gepatcht werden, bevor Hacker die Sicherheitslücken
ausnutzen.
Fernzugriff auf Geräte über
den gesamten Lebenszyklus

Inhalt 14
2. Security
Gerätesicherheit ist ein kritischer Aspekt bei
IoT-Systemen. Hacker versuchen oftmals, sich
Zugriff über Endgeräte zu verschaffen. Und Sicherheitsverletzungen
auf Geräteebene können
ernste Folgen haben: finanzielle Einbußen,
Verlust der Glaubwürdigkeit und sogar die Gespielsweise
mehrere Tausend Geräte im Einsatz
sind, ist es weder machbar noch wirtschaftlich,
Reparaturen und Updates einzeln vor Ort durchzuführen.
Vielmehr müssen diese Aufgaben remote erledigt
werden, und zwar bedarfsgerecht und über
das Internet. Die Übermittlung von IoT-Daten
findet jedoch meist nur in einer Richtung statt,
also vom Gerät zur Cloud. Wenn ein Anwender
bei einem Gerät ein Fehlverhalten entdeckt, hat
er meist keine Möglichkeit, Befehle an das Gerät
zu übermitteln und das Problem so zu beheben.
Demnach muss schon beim Entwurf eines
IoT-Gerätes dessen gesamter Lebenszyklus vom
ersten Einsatz bis hin zur Stilllegung berücksichtigt
werden. Es gilt, eine Reihe von Problemstellungen
zu berücksichtigen:
1. Inbetriebnahme und Bereitstellung
Anwender müssen die Möglichkeit haben, vernetzte
und im Einsatz befindliche Geräte effizient
einzurichten und zu aktualisieren. Derzeit
gehen sie dazu oft noch von einem Gerät zum
nächsten und installieren von Hand Applikationen
oder Upgrades. Geräte im Feld müssen sich
von IoT-Systemanwendern entfernt konfigurieren,
einrichten und verwalten lassen.
Gerätesicherheit in der vernetzten Welt: Die Device-Cloud ermöglicht Geräteherstellern und
Entwicklern von IoT-Systemen die effizientere Nutzung ihrer Geräte und das Schließen von
kritischen Lücken in der IoT-Umgebung.
MÄRZ - 2017

Inhalt 15
Die Lösung liegt in der Cloud
Die Geräteverwaltung (Device Management)
sollte von Beginn an fest in einer IoT-Strategie
verankert sein. Wenn schon am Anfang der Entwicklung
Faktoren wie Device Management
und bidirektionale Kommunikation berücksichtigt
werden, kann dies viel Zeit, Ressourcen und
Geld in Anspruch nehmen.
Hier ist es zielführender, auf eine Technologiefährdung
von Menschenleben. Es ist äußerst
schwierig, die Geräte wirksam zu schützen, da
sie sowohl für Manipulationen direkt am Einsatzort
als auch für Bedrohungen aus dem Netz
anfällig sind.
3. üBERWACHUNG und Verwaltung
Systemanwender benötigen geeignete Tools,
um die Geräteleistung entfernt zu überwachen
und die Geräte auf Schwachstellen zu überprüfen.
Auch müssen sie Befehle an die entsprechenden
Geräte übermitteln können, um ein
Problem zu beheben oder eine Funktion zu
ändern. Voraussetzung hierfür ist eine bidirektionale
Kommunikation, die eine vollautomatische
Rückmeldung an die Geräte ermöglicht.
4. Integration
Bisher gab es eine klare Trennung zwischen Systemen
der Informationstechnologie und denen
der Betriebstechnik. IoT-Systeme bedürfen jedoch
der Integration und einer zentralen Stelle
zur Sammlung, Analyse und Speicherung von
Daten.
5. Updates und Upgrades
Viele Geräte einer Unternehmensanwendung
können jahrelang laufen, doch die zugehörige
Software erfordert regelmäßige Aktualisierungen
und Upgrades – von Fehlerkorrekturen und
Security-Patches bis hin zu Verbesserungen der
Software. Wenn Upgrades oder neue Applikationen
bereitstehen, muss der Anwender diese
rasch und wirtschaftlich auf mehreren Geräten
gleichzeitig installieren können.
6. Stilllegung
Schon während des Entwurfs muss der Entwickler
das Ende der Gerätelebensdauer mit einplanen,
so dass der Anwender das Gerät später aus
der Ferne problemlos stilllegen kann. Die Herausforderung,
vor der jeder IoT-Systementwickler
und -anwender steht, liegt in der dauerhaften
und zuverlässigen Remote-Steuerung
von Geräten, die meist weit entfernt im Einsatz
und über das öffentliche Internet vernetzt sind.

Inhalt 16
Die Wind River HelixDevice-Cloud ist für den embedded Award 2017 Software nominiert
plattform zurückzugreifen, die speziell für den
Einsatz und die Verwaltung von IoT-Geräten
entwickelt wurde – die Wind River® Helix Device-Cloud.
Aufgrund ihre Leistungsfähigkeit
wurde sie für den embedded Award 2017 Software
nominiert.
Die Plattform ist Bestandteil des Wind River Helix
IoT-Software-Portfolios und ermöglicht die
sichere und zuverlässige Überwachung, Verwaltung,
Wartung und Aktualisierung von Geräten
im Feld. Die Device-Cloud erfasst und integriert
automatisch Daten aus unterschiedlichen Geräten,
Maschinen und Systemen. Der Anwender
kann so den Gerätestatus überwachen, Daten
teilen und proaktiv entscheiden, wann Updates
erforderlich sind. Geräteeigenschaften und Betriebsdaten
lassen sich mithilfe eines Embedded-Software-Agenten
sicher in die Cloud übertragen.
Eine webbasierte Management-Konsole
stellt dem Anwender nicht nur Gerätedaten zur
Verfügung, sondern ermöglicht ihm auch die
Durchführung von Diagnoseaufgaben und die
schnelle Behebung von Störungen.
Die cloudbasierte Plattform ermöglicht darüber
hinaus die Integration mit Enterprise-Systemen,
die Daten aus IoT-Netzwerken verwenden
oder analysieren. Durch die Übermittlung der
Device-Cloud-Daten und Events wird sichergestellt,
dass Geräteprobleme an andere Systeme
gemeldet werden. So können diese entsprechend
reagieren und verhindern, dass potentiell
ungültige Daten eingebracht werden.
lichkeiten. Das IoT ist aber nur dann effizient,
wenn die vernetzten Geräte aktiv überwacht
und verwaltet werden. Glücklicherweise gibt
es eine Technologie, mit der IoT-Geräte und
-Systeme diese Anforderung einfach erfüllen
können. Die Device-Cloud ermöglicht Geräteherstellern
und Entwicklern von IoT-Systemen
die effizientere Nutzung ihrer Geräte und das
Schließen einer kritischen Lücke in der IoT-Umgebung.
So wird sichergestellt, dass die Geräte,
die in Unternehmen für die Erfassung kritischer
Unternehmensdaten unverzichtbar sind, geschützt
und reaktionsfähig sind und zuverlässig
die Leistung erbringen, die von ihnen erwartet
wird. ■ ds
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Device-Cloud
Wind River @ Embedded World
Embedded World 2017
Halle 4, Stand 158
FAZIT
Mit der weiteren Ausbreitung des IoT machen
sich immer mehr Unternehmen die Daten zunutze,
die täglich in ihren Abläufen erzeugt werden:
für Geschäftseinblicke, zur Optimierung
von Arbeitsabläufen, Steigerung der Rentabilität
und Erschließung neuer Geschäftsmög-
MÄRZ - 2017

Inhalt 17
Engineering Leadership
M A D E I N G E R M A N Y
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Innovative Systems
Driving Your Application
03 | 2017
Kernkompetenzen für Systemlösungen
Individuell konfigurierte Industrierechner von MSC Technologies
In der 16-seitigen eBroschüre
„Innovative Systems – Driving Your Application”
präsentiert MSC Technologies sein Angebot an
Embedded Systemen und 19-Zoll Infinity®
Rack-Systemen.
Die Systeme werden nach Kundenwunsch
konfiguriert. Mit über 30 Jahren Erfahrung im
Systemgeschäft ist MSC Technologies bestens
gerüstet, um die Anforderungen seiner
Kunden zu verstehen und in innovative
Lösungen umzusetzen. Das Systemdesign
umfasst u. a. die Entwicklung und das Design
von applikationsspezifischen Gehäusen,
die Integration von Rechnerplattformen,
von HDDs / SDDs, die Stromversorgung und
die Verkabelung.
Wir sehen uns als kompetenter Partner,
der ihre Anforderungen versteht.
Sie können auf unsere Services, Erfahrung
und unser Produktportfolio vertrauen.
Ein Service von MSC Technologies GmbH
Industriestraße 16, D-76297 Stutensee, Tel.: +49 7249 / 910 - 0
www.msc-technologies.eu, info@msc-technologies.eu

Inhalt 18
Durchgängige EtherCAT-Antriebslösung
von Panasonic
Panasonic bündelt die Stärken einzelner Automatisierungskomponenten in
einer ganzheitlichen EtherCAT-Antriebslösung für das Industrie-4.0-Umfeld.
Mit der üppig ausgestatteten FP7 Industriesteuerung
hat Panasonic bereits eine gute Basis
für anspruchsvolle Lösungen im Bereich des Industrie-4.0-Umfeldes
im Angebot.
Ergänzt wird das Portfolio neben Industriesensoren
und Displays auch durch die Servoantriebe
der MINAS-A5-Serie, die aufgrund
der kompakten Bauweise und sehr hohen Zuverlässigkeit
zu den führenden Produkten im
Antriebstechnikmarkt gehören. Bisher setzte
Panasonic bei den Antriebslösungen vor allem
auf das eigenentwickelte Echtzeit-Ethernet-Bus-System
RTEX, das sich besonders aufgrund
hoher Übertragungs- und Abtastraten
für hochdynamische ein- und mehrachsige Positionieraufgaben
wie z. B. Pick-and-Place-Anwendungen,
Etikettiermaschinen und Flaschenabfüllanlagen
eignet.
MÄRZ - 2017

Inhalt 19
Der Leistungsbereich der der MINAS-A5-Servoantriebe reicht
von 50 Watt bis 15.000 Watt mit Drehzahlen von 0 bis 6000 U/min
Fit für Echtzeit in der Automatisierung
Mit dem neuen FP7-Motion-Controller AFP7MC
schließt Panasonic nun die Lücke zu Ether-
CAT-basierten Anwendungen, um den Kunden
auch die Nutzung von offenen und standardisierten
Netzwerken zu ermöglichen. Das im
IEC-Standard 61158 offengelegte Protokoll von
EtherCAT ist besonders geeignet für Echtzeitanforderungen
in der Automatisierungstechnik
und ist aufgrund vieler Vorteile und der hohen
Akzeptanz der Anwender als weltweiter Standard
etabliert. Zur weiteren Verbreitung trägt
besonders die EtherCAT Technology Group
(ETG) bei, die Hersteller und Anwender in einer
Vielzahl von Arbeitskreisen zusammenbringt.
Alles das sind Gründe für Panasonic, sich dem
EtherCAT-Standard weiter zu öffnen.
Steuert bis zu 64 Achsen
Der FP7-Motion-Controller ist in verschiedenen
Versionen für die Steuerung von 16, 32 und 64
Achsen verfügbar. Neben der EtherCAT-Kommunikation
ermöglicht der FP7-Motion-Controller
die Synchronisierung von 32 Achsen und Interpolationsfunktionen
wie beispielsweise Linear-,
Spiral und Kreisfunktion zum simultanen Steuern
von maximal 4 Achsen. Es können zwischen
100 und 1000 Achsenpositionen gespeichert
Steuerung FP7 und Motion-Controller
AFP7MC64EC zur Steuerung von bis zu
64 EtherCAT-Achsen

Inhalt 20
Die FP7-Motion-Controller ist mit der Software FPWIN Pro programmierbar
werden. Da der FP7-Motion-Controller über einen
SD-Kartensteckplatz verfügt, können Programmschritte
aufgezeichnet werden, die ein
Monitoring von Daten und Abläufen ermöglicht
und eine eventuelle Fehlerbehebung einfach
macht.
Fernzugriff auf die Anlage
Durch die Nutzung des integrierten Webservers
der FP7-Steuerung ist ein Fernzugriff auf die
wichtigsten Zustandsdaten der Anlage gewährleistet.
Panasonic Servoantriebe der MINAS-A5-Serie
verfügen über eine Encoderauflösung von
20 Bit, d. h. 1,04 Millionen Pulse pro Umdrehung.
Der Leistungsbereich der Antriebe reicht von
50 Watt bis 15.000 Watt mit Drehzahlen von
0 bis 6000 U/min. Die MINAS-A5-Serie ist u. a.
mit der Sicherheitsfunktion „sicherer Halt“
(engl. Safe Torque Off = STO) ausgerüstet. Dies
ermöglicht es, den Performance Level D nach
EN ISO 13849 bzw. SIL 2 nach EN 62061 zu erfüllen.
Zur Isolierung der Motorleistung sind die
MINAS-A5-Antriebsregler mit unabhängigen,
hardwarebasierten, redundanten Schaltkreisen
ausgestattet. Damit erübrigen sich die gemäß
der Niederspannungsrichtlinie für Maschinen
vorgeschriebenen magnetischen Schütze.
Durchgängige
Motion-Control-Lösung
In Verbindung mit der Steuerungs-Software
FPWIN Pro und der Parametrier-Software PANA-
TERM für die Servomotoren und Antriebsregler
verfügt Panasonic über eine durchgängige Lösung
für Automatisierungsanwendungen, die
auf EtherCAT basiert. ■ ds
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FP7
MINAS A5
FP7-Motion-Controller AFP7MC
FPWIN Pro
Video FP7
MÄRZ - 2017

Inhalt 21
NI eröffnet INDUSTRIAL IoT LAB
Beim NI Industrial IoT Lab dreht sich alles um intelligente Systeme, die Betriebstechnologie
mit Informationstechnologie verbinden, sowie die Unternehmen, die an diesen Systemen arbeiten.
Der aktuelle Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung
von Steuer-, Regel- und Kommunikationssystemen
für Microgrids, fortschrittlichen Steuer-
und Regelsystemen für die Fertigung sowie
Überwachungssystemen für kritische Maschinen
und Anlagen. Das Lab ist dabei so konzipiert,
dass es auch an zukünftige Anforderungen
flexibel angepasst werden kann.
Das NI Industrial IoT Lab soll zudem die Zusammenarbeit
zwischen Unternehmen fördern, um
die Interoperabilität der verschiedenen Technologien
zu gewährleisten. So arbeiten hier
Entwickler von Kommunikationsprotokollen,
Controller-Hardware, I/O-Komponenten, Prozessoren
und Softwareplattformen gemeinsam
an der Validierung umfassender Lösungen, die
zukünftige Betriebsabläufe grundlegend verändern
sollen. Zu den Sponsoren des Labs gehören
neben NI auch Analog Devices, die Avnu
Alliance, Cisco Systems, Hewlett Packard Enterprise,
das Industrial Internet Consortium, Intel,
Kalypso, die OPC Foundation, OSIsoft, PTC,
Real-Time Innovations, SparkCognition, Semikron,
Viewpoint Systems und Xilinx.
Jamie Smith, Business and Technology Director
bei NI, kommentiert die Eröffnung des Labors:
„Wir freuen uns sehr, die partnerschaftliche Zu-
sammenarbeit mit anderen international renommierten
Unternehmen auszubauen und
zu festigen. Ein solches Modelllabor, das neue
Technologien im Einsatz zeigt, gibt den beteiligten
Unternehmen die Möglichkeit, bahnbrechende
Innovationen in unterschiedlichen
Bereichen wie z. B. der Stromversorgung, Fertigungstechnik
und Anlagenzustandsüberwachung
gemeinsam voranzutreiben“.
Das Industrial IoT Lab dient auch der praktischen
Vorführung von Technologien, Lösungen
und Systemarchitekturen für das industrielle Internet
der Dinge. Mithilfe von Demosystemen,
wie z. B. den Testbeds des Industrial Internet
Consortium (IIC), können die beteiligten Unternehmen
ihre innovativen Lösungen vorstellen
und mit den jeweiligen Bereichsexperten an
der Bewältigung realer Herausforderungen arbeiten.
■ ds
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NI Industrial IoT Lab
Embedded World 2017
Halle 4, Stand 108

Inhalt 22
Predictive Maintenance
bei Industrie-PCs
MSC Technologies liefert seine leistungsfähigen Industrierechner mit einem
Remote-Diagnostic-Tool zur Eliminierung der Stillstandszeiten aus.
Predictive Maintenance ist eine Strategie, die
auf Voraussagen beruht, wann Maschinen
Wartungsarbeiten erfordern. So können Schäden
verhindert werden, wenn entsprechende
Schritte rechtzeitig ergriffen werden.
Das Prinzip basiert auf drei Säulen:
1. Permanente Überwachung des Zustandes
eines „gesunden“ Systems zur Erkennung von
Verschleiß oder Abweichungen vom Normalzustand.
2. Wenn eine Variation erkannt wird, wird im
einfachsten Fall nur eine Warnung ausgegeben,
aber eine bessere Möglichkeit besteht darin,
die Restlebensdauer eines Bauteils oder eines
Teilsystems zu ermitteln und auszugeben – gemäß
Industrie 4.0.
3. Auf der Basis dieser Bedingung des Systems
können nun kostspielige Ausfallzeiten zuverlässig
vermieden und eine kostengünstige Instandhaltung
geplant werden.
MÄRZ - 2017

Inhalt 23
Vergleich des Betriebs von Industrierechnern mit und ohne Remote-Diagnostic-Tool ReDi 01
Hohe Kosten
durch Rechnerausfall vermeiden
Im industriellen Produktionsumfeld sind die
Folgen einer Fehlfunktion oder eines Ausfalls
eines Industrie-PCs sehr schnell nicht mehr
überschaubar. Fällt ein Steuerungsrechner aus
steht unter Umständen die gesamte Anlage.
MSC Technologies bietet daher die Möglichkeit,
die kompakten Embedded-Systeme seiner
NanoServer®-Familie und die Mainboard-Versionen
seiner 19-Zoll-Infinity®-Rechner mit dem
Remote-Diagnostic-Tool ReDi 01 von MSC auszustatten.
Leistungsfähiges
Remote-Diagnostic-Tool
ReDi 01 dient zur permanenten Zustandsüberwachung
aller systemkritischen Betriebsparameter.
Damit lassen sich mögliche Störungen
der robusten Industrierechner frühzeitig – noch
vor dem Ausfall einzelner Komponenten – erkennen,
um geeignete Maßnahmen zur Abhilfe
zu ergreifen. Das Ziel ist, die Ausfallsicherheit
deutlich zu erhöhen, um eine hohe Verfüg-
barkeit der Systeme zu erreichen und die Stillstandszeiten
der Rechner zu eliminieren. Im
laufenden industriellen Betrieb ist eine zustandsorientierte
Wartung (Predictive Maintenance)
möglich, die zu einer erheblichen Kosteneinsparung
führt.
Andauernde Zustandsüberwachung
Die Systemüberwachung kann folgende Parameter
umfassen: die Temperaturen des Prozes-

Inhalt 24
Das Remote-Diagnostic-Tool-ReDi 01 überwacht eine Vielzahl von Systemparametern,
darunter die Temperaturen von Umgebung, CPU und Prozessorkern sowie die Drehzahlen
von Gehäuse- und CPU-Lüftern.
sorkerns, des Gehäuses oder der Festplatten,
die Lüfterdrehzahl, den Zustand der Festplatten,
die Versorgungsspannungen, die redundanten
Netzteile, die Anzeige der Prozessdaten
wie CPU-Last oder zugewiesener Speicher sowie
kundeneigene Komponenten wie Einsteckkarten
oder Sensoren. Im Fehlerfall kann sofort
über ein akustisches oder optisches Warnsignal
der Servicetechniker benachrichtigt werden.
Darüber hinaus ist es möglich, über eine E-Mail
oder SNMP eine Alarmmeldung zu versenden.
Bereit für Industrie 4.0
Per Web-Browser (SSL/TLS gesichert) kann über
einen Fernzugriff die entsprechende Diagnose
gestellt werden. ReDi 01 ist auf leistungsfähigen
Industrierechnern erhältlich, die auf aktuellen
Intel® Core-Prozessoren der sechsten Generation
(früherer Codename Skylake) basieren.
Eine zustandsorientierte Wartung von Industrie-PCs
ist vor allem im Industrie 4.0-Umfeld, in
der Automatisierung, der Medizintechnik, der
Gebäudeautomatisierung, im Transportationoder
Logistikbereich interessant. ■ ds
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N1-Q170
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Redi01
Embedded World 2017
Halle 2, Stand 238
MÄRZ - 2017

Inhalt 25
Intelligente
Sensor2Cloud-Lösungen
Das weltweit kleinste
VOC-Sensormodul USM BLE
Auf der Embedded World 2017 präsentiert der Entwicklungsdienstleister
Unitronic zahlreiche Produktinnovationen aus den Bereichen Industrie 4.0,
Smart Home, Transportation, Smart Metering und der Agrartechnik.
Die Unitronic GmbH ist Entwicklungsdienstleister
und Mitglied des schwedischen Technologiekonzerns
Lagercrantz Group AB. Im Messefokus
stehen neben den Sensormodulen USM-BLE
und CDM7160 das IoT-Gateway des Herstellers
Sierra Wireless FX30, die LoRa-Funkmodule
X-Dot und M-Dot aus dem Hause Multitech, sowie
das selbstorganisierende Mesh-Netzwerk
NeoCortec. Zusätzlich wird das iWave Starter-
Kit zur schnellen Evaluierung verschiedener
ARM-basierter Prozessorboards gezeigt. Ein
Highlight des Messeauftritts in Halle 3, Stand
3-210 ist der „ICAROS“, ein neuartiges Sportgerät,
das Fitness und Virtual Reality miteinander
vereint. Unitronic hat bei der Entwicklung der
Bluetooth-Low-Energy-Anbindung seine ganze
Expertise eingebracht und die Entwicklung des
Game-Controllers des ICAROS realisiert, der die
Lageinformation an das angeschlossene Smartphone
des Piloten überträgt.

Inhalt 26
Das batteriebetriebene Ultra-Low-Power-VOC-
Funksensormodul misst flüchtige organische
Verbindungen in der Luft
Das CO2-Sensormodul CDM7160 nutzt
einen kompakten NDIR-CO2-Sensor mit
hoher Genauigkeit und geringem Stromverbrauch
Intelligente Sensorik
Am Stand demonstrieren Experten Auszüge
aus der Sensor-Expertise des Unternehmens
und veranschaulichen darüber hinaus praktische
Anwenderbeispiele. Sie zeigen beispielsweise,
wie die Luftqualität in Gebäuden gemessen
werden kann oder wie die Übertragung von
Messwerten verschiedener Sensorknoten optimal
gelingt.
Sensorprodukte für die
Bestimmung der Luftqualität
Mit dem weltweit kleinsten VOC-Sensormodul
– dem USM BLE – präsentiert Unitronic ein
kompaktes, batteriebetriebenes Ultra-Low-Power-Funksensormodul
für die Messung von
flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) in
der Luft. Das mit einem langzeitstabilen Miniatur-MEMS-Gassensor,
einem zusätzlichen Sensor
Einsatzfelder für intelligente Gassensoren
Das Sensormodul USM-VGSA (Virtueller Multifunktionaler
Gas-Sensorarray) ist in der Lage, mit
einem einzigen herkömmlichen Metalloxidsensor
eine Vielzahl organischer und anorganischer
Verbindungen selektiv zu erkennen. Intelligente
Gassensoren sind vielseitig einsetzbar.
Bei Brandmeldeanlagen zur Detektion von
Frühbranderkennung ermittelt das Analyseverfahren,
welches Material gerade brennt und
unterstützt die individuelle Erfassung unterschiedlicher
Brandarten
Mit Gas-Alarm-Detektoren lässt sich explizit
erkennen und erfassen, welches Gas genau in
einer Umgebung vorhanden ist. Verschiedene
Gase haben unterschiedliche Explosionsgrenzen.
Konzentrationen, die bei einem Gas als
unkritisch gelten, können in der gleichen Konzentration
bei einem anderen Gas die Bildung
eines explosiven Gemisches verursachen. Bei
herkömmlichen Messmethoden können auch
Reinigungsmittel wie Alkohol oder Lösungsmittel
einen Falschalarm auslösen, wenn sie im
gleichen Raum eingesetzt werden. Eine genauere
Gasanalyse kann solche Fehlalarme verhindern.
Gassensoren beugen mit der Analyse gezielt
größeren Schäden bei industriellen Anlagen
vor. Hier lässt sich mithilfe der Sensorik gezielt
nach bestimmten Stoffen suchen, die vor einem
unmittelbaren Total-Crash ausgedünstet werden.
Im Bereich „Weiße Ware“ werden die Gassensoren
eingesetzt, um die Luftqualität zu erfassen.
Hier treten häufig Schwierigkeiten in Bezug auf
die Querempfindlichkeiten zur Luftfeuchtigkeit
und Temperatur auf. Das Unitronic-Analyseverfahren
wirkt diesem Problem ohne zusätzliche
teure Sensoren zwecks Kompensation entgegen.
Filteranlagenhersteller von industriellen Filteranlagen
können von Gassensoren profitieren,
indem ganz gezielt Gase hinter dem Filter analysiert
werden, um den Durchbruch des Filters
rechtzeitig zu erkennen.

Inhalt 27
Das batteriebetriebene
und selbstorganisierende
Mesh-Netzwerk aus dem
Hause NeoCortec benötigt
keine Router oder
Netzwerkmaster
für Luftfeuchtigkeit und Temperatur sowie einem
Bluetooth-Low-Energy-Modul ausgestattete
USM-BLE-VOC, misst komplett lediglich 40 mm
x 25 mm x 5 mm. Bei reduzierten Mess-und Sendezyklen
ist ein Stromverbrauch von weniger
als 500 µA möglich. Das CO2-Sensormodul
CDM7160 nutzt einen kompakten NDIR-CO2-
Sensor, der sich durch seine hohe Genauigkeit
und den geringen Stromverbrauch auszeichnet.
Das Sensormodul CDM7160 kann dabei in
einer Umgebung mit konstanter CO2-Konzentration
eingesetzt werden.
Messwerte STABIL mit Funk übertragen
Wie die elektronische Übertragung von Messwerten
funktioniert, demonstriert Unitronic
anhand der LoRaWAN zertifizierten Funkmodule
X-Dot und M-Dot, die sich durch eine hohe
Reichweite und einem sehr geringen Energieverbrauch
auszeichnen.
Durch die flexible ARM mbed Device-Plattform
können Anwender in kürzester Zeit auch komplexe
Applikationen direkt auf den Funkmodulen
ausführen. Wobei sich die X-Dot-Module perfekt
für preissensitive Applikationen eignen, bei denen
eine ARM Cortex-M0-Plattform ausreichend
ist. Werden höhere Anforderungen an die Processing-Power
gestellt, sind die M-Dot-Module
erste Wahl, da hier durch einen Cortex M4 größere
Leistungsreserven zur Verfügung stehen.
Sensorik in der AGRARTECHNIk
Das batteriebetriebene und selbstorganisierende
Mesh-Netzwerk aus dem Hause NeoCortec
wird unter anderem in der Agrartechnik zur
Übertragung von Sensor-Messdaten eingesetzt.
Es verfügt über ein intelligentes Routing-Protokoll
– sämtliche Netzknoten sind identisch,
sodass keine Router oder Netzwerkmaster notwendig
sind. Das patentierte Netzwerkprotokoll
ist speziell für geringe Datenraten und damit
einen geringen Stromverbrauch ausgelegt.
Die patentierte Technologie kann ein komplettes
und in sich geschlossenes Mesh-Netzwerk
mit bis zu 65.000 batteriebetriebenen Geräten
(Knoten) bilden.
Die LoRaWAN zertifizierten Funkmodule M-Dot
und X-Dot zeichnen sich durch eine hohe
Reichweite und einem sehr geringen
Energieverbrauch aus
MÄRZ - 2017
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Gassensoren
VOC
Sensor-Module
Embedded World 2017
Halle 3, Stand 210

Inhalt 28
NBASE-T-Zeilenkameras von e2v
und OEM Interface Modul von Pleora
Bildverarbeitung –
NBASE-T der Turbo für GigE Vision
Die 120-MB/s-Transfergeschwindigkeit von GigE bremst aktuelle Kameras aus.
BASE-T steigert die Transferleistung ohne Kompression von 1 Gb/s auf 5 Gb/s
bei Verwendung gleicher Kabel und gleicher Software.
GigE Vision ist aus der Welt der Bildverarbeitung
schon lange nicht mehr wegzudenken: Nach
dem Start 2006 sind heute nach einer AIA-Studie
über 50 Prozent aller neuen Kameras mit der
GigE-Vision-Schnittstelle ausgestattet. Natürlich
haben auch alle anderen Kamera-Interfaces
ihre Anwendungen und Märkte. Für eine breite
Masse an Applikationen wird jedoch heute GigE
Vision bevorzugt. Die Vorteile des kostengünstigen
Interfaces bezüglich Verkabelung, Stabilität,
Eignung für Multi-Kamera-Setups, herstellerübergreifender
Standardisierung und Kosten
sind bekannt.
Was sich 10 Jahre lang gut und stabil weltweit
bewährt, beginnt aber heute in neuen Applikationen
eine gewisse Schwäche zu offenbaren.
Die Transfergeschwindigkeit von ca. 120 MB/s
waren vor 10 Jahren auf der Höhe des Bandbreitenbedarfs
damaliger Sensoren. Gerade in
den letzten Jahren hat die Sensorentwicklung
jedoch große Sprünge gemacht, und die Trends
der neuen Sensoren befeuern den Bandbreitenbedarf.
Immer mehr Auflösung, der Wandel von
CCD hin zu schnellen CMOS-Sensoren genauso
wie ein vermehrtes Aufkommen von Farb- oder
sogar Hyperspektral-Sensoren lassen GigE im-
MÄRZ - 2017

Inhalt 29
mer häufiger an seine Leistungsgrenze stoßen.
Aktuelle CMOS-Sensoren von Sony und onSemi
liegen in Bereichen von 400 MB/s und werden
durch GigE Vision damit entsprechend gedrosselt.
DATENTRANSFERS beschleunigen
Um von der begrenzten Transfergeschwindigkeit
von 120 MB/s nicht ausgebremst zu werden
und dennoch GigE Vision mit seinen Vorteilen
zu nutzen, bieten einige Kamerahersteller
schon seit einiger Zeit Kompressionstechnologien
an: Die Bilddaten werden in der Kamera
komprimiert und als codierter Inhalt über Standard
GigE übertragen. Laut Angaben der Hersteller
lassen sich damit zwei- bis viermal mehr
Daten auf die 1 Gb/s-Bandbreite von GigE pressen.
Diese Kompression ist allerdings immer
abhängig vom Bildinhalt und auf der PC-Seite
muss eine Dekompression vor der Bildanalyse
stattfinden.
Um die Bandbreitenlücke zwischen GigE und
den aktuellen Sensoren zu schließen, ohne dabei
Bilddaten komprimieren zu müssen und
ohne dabei auf ein neues Interface wechseln zu
müssen, kommt ein Standard mit dem Namen
NBASE-T ins Spiel.
NBASE-T ist ein Ethernet-Standard, der auf dem
gleichen physischen Layer wie GigE arbeitet, jedoch
um den Faktor 2,5 bzw. 5,0 beschleunigt
ist. Daten werden also über den gleichen RJ45-
Stecker, über existierende CAT5e/CAT6-Verkabelung
bis 100 Meter Länge, unkomprimiert
mit dem unveränderten GigE-Vision-Protokoll
bei bis zu 500 MB/s übertragen.
Wer steht hinter NBASE-T
Getrieben wird der NBASE-T-Standard natürlich
nicht von der Bildverarbeitungsbrache, sondern
von einem Konsortium aus mehr als 60 Firmen,
darunter prominente Namen wie Intel, Cisco,
Xilinx, Marvell, Qualcom und weitere. Die Notwendigkeit
nach höheren Übertragungsraten
über existierende CAT5e/CAT6-Verkabelung ist
nämlich genauso im IT-Umfeld gegeben durch
die ca. 700 Millionen Kilometer Kupferkabel, die
heute in Bürokomplexen, Forschungszentren
und Wohnarealen verlegt sind. Nachdem man
heute mit mobilen Geräten Wireless-Verbindungen
zum nächsten Access-Point mit bis zum
5 Gb/s aufbaut, haben sich diese in der existierenden
Netzwerk-Infrastruktur zu Engpässen
mit 1 Gb/s entwickelt. Hier ist also ein massiver
Bedarf nach einem deutlichen Mehr an Bandbreite.
10 GigE jedoch erfordert entweder eine
fiberoptische Übertragung oder CAT6a-Verkabelung,
um die volle Reichweite von 100 Metern
zu nutzen. Der Wechsel des physikalischen
Übertragungsmediums für 10 GigE würde gigantische
Aufwände und Kosten verursachen,
so dass das Ziel der Industrie eine deutlich gesteigerte
Bandbreite auf existierende Medien
ist. NBASE-T wird daher also von einer großen
Industrie mit einem riesigen Zielmarkt getrieben.
Was bringt´s dem Bildverarbeiter?
Einer der ganz großen, in der praktischen Anwendung
eher unsichtbare Vorteil des GigE-Vision-Protokolls
ist die vollständige Unabhängigkeit
vom physischen Ethernet-Layer. Da sich
mit NBASE-T eben ausschließlich dieser ändert,
lässt sich GigE Vision zu 100 Prozent transparent
übertragen, ohne dass Software oder Firmware
angepasst werden müssen.
Ein Mechanismus, den man ja heute schon
nutzt, wenn GigE-Vision-Kameras beispielsweise
auf einem 10GigE-Switch zusammengeführt
oder drahtlos über Wifi übertragen werden.
Die Vorteile liegen auf der Hand: Allein durch
die Verwendung eines NBASE-T-Senders (= der
Kamera) und eines NBASE-T-Empfängers (= die
Netzwerkkarte) lässt sich ein unkomprimierter
High-Speed-Bildtransfer umsetzen, der softwareseitig
zu 100 Prozent auf GigE Vision beruht.
Bildverarbeitungssoftware kann also genau so
verwendet werden wie sie heute ist.
Eine NBASE-T-Netzwerkkarte meldet sich im Be-

Inhalt 30
triebssystem als Standard-Ethernet-Adapter,
eine NBASE-T-Kamera als Standard-Ethernet-
Teilnehmer. Das gesamte GigE-Vision-Protokoll
läuft wie gehabt – nur eben mit 500 MB/s.
Alle Vorteile wie lange Kabelstrecken, verteilte
Systeme, Power-over-Ethernet zur Stromversorgung,
IEEE134588 Precision-Time-Protokoll
für Realtime Trigger über die Datenleitung, Autonegotiation
der Übertragungsgeschwindigkeit
und sogar der Mischbetrieb von Geräten
mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten oder
über unterschiedliche Medien (Kabel/drahtlos)
ist unverändert möglich.
Komponenten für
kAMERA-Entwickler und Anwender
NBASE-T fasst schnell Fuß in der IT-Industrie und
daher sind NBASE-T-Produkte wie Netzwerkkarten,
Switches, PHY Bausteine, Protokoll-Analysatoren,
Ethernet-Controller standardmäßig
verfügbar.
Speziell für die Bildverarbeitung gibt es zur
VISION zwei Produktkategorien: Pleora als
Mitglied des NBASE-T-Konsortiums zeigt ein
NBASE-T-Kamera-Interface für OEMs. Entwickler
von Spezialkameras oder anderen bildgebenden
Geräten wie Flat-Panel-Detektoren können
damit das fertige NBASE-T-Interface nahtlos integrieren
und so den Datendurchsatz sofort auf
5 GB/s steigern. Diese Pleora-Technologie gibt
es auch als FPGA-IP-Core, wenn sie zu 100 Prozent
in eigener Hardware integriert werden soll.
Auch e2v sieht den Bedarf an mehr Datendurchsatz:
Die modernen Zeilenkameras der ELiiXA+
und UNiiQA+ Serien liefern 2k- oder 4k-Auflösung
in Monochrom mit bis zu 140 kHz
(560 MB/s) bzw. in Farbe mit bis zu 100 kHz.
Gerade Anwendungen mit Zeilenkameras erfordern
häufig hohe Kabelstrecken und auch
Mehrkamera-Systeme sind oft anzutreffen.
Daher wurde für diese Kameras der Ruf nach
Netzwerkübertragung immer lauter. Allerdings
ist das beim Schritt auf 10GigE mit externen
CL-10Gig fiberoptischen Umsetzern nur mit
hohem Kostenaufwand, bzw. für 1GigE eben
nur bei drastischer Beschneidung der Zeilenrate
umsetzbar. Die neuen Modelle mit NBASE-T
kombinieren alle Vorteile: Hohe Transferleistung
und hohe Kabellängen und gleichzeitig
die Möglichkeit, heute existierende Software
auch unter Verwendung beliebiger Libraries
unverändert weiterverwenden zu können.
FAZIT
NBASE-T ist also nicht schon wieder ein neues
Interface, das auf die Machine-Vision-Community
losgelassen wird. Es ist eine Technologie
aus der IT-Industrie, die auf bestehender Infrastruktur
die Leistungsfähigkeit von GigE Vision
um den Faktor 5 steigert. Ohne Dinge neu lernen
oder entwickeln zu müssen, profitieren die
Anwender von der hohen Geschwindigkeit in
Kombination mit der eleganten und günstigen
Verkabelung einer CAT5e/CAT6-Leitung und
dem bewährten GigE-Vision-Protokoll. ■ ds
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MÄRZ - 2017

Inhalt 31
Virtueller Knotenpunkt für
weltweit hochsichere IP-Verbindungen
HY-LINE Communication, der Spezialist für Wireless-Funkmodule und IoT- und M2M-
Connectivity-Systemlösungen, erweitert sein Portfolio mit TOSIBOX® Virtual Central Lock
(VCL). Die neue Softwarelösung ist der Knotenpunkt für TOSIBOX® VPN-Verbindungen von
Locks (Router), Keys (USB-Sticks) oder Mobil-Clients – von einigen wenigen bis hin zu
hunderten oder gar tausenden Verbindungen.
Virtual Central Lock funktioniert mit allen Internet-Verbindungen.
Aufgrund des flexiblen
Lizenzierungsmodells ist TOSIBOX® Virtual Central
Lock sehr kostengünstig.
Virtual Central Lock erweitert die TOSIBOX®, die
erste hardwarebasierende Plug & Go Lösung
für direkte verschlüsselte IP-Datenverbindungen
über das Internet. Hierfür werden intelligente
USB-Geräte mit Kryptoprozessor (Keys)
und Router (Locks) miteinander verheiratet.
Für den automatischen Aufbau einer sicheren
Verbindung zwischen netzwerkfähigen Geräten
sind keine weiteren Einstellungen notwendig.
Gerätehersteller, Lieferanten, Service-Personal
oder deren Kunden haben einen einfachen,
schnellen und sicheren Fernzugriff auf ver-
bundene Geräte. TOSIBOX® schafft eine direkte
verschlüsselte Verbindung über das Internet.
Diese Verbindung funktioniert immer vollautomatisch.
Eine Freigabe durch die Firewall wird
nicht benötigt. Die komplette Administration –
z. B. neue Verbindungen anlegen, Rechte vergeben,
Benutzer verwalten – erfolgt einfach und
sicher, zentral und dezentral. ■ ds
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Embedded World 2017
Halle 1, Stand 170

Inhalt 32
Industrie-Touchscreens und
optisches Bonding aus einer Hand
Gestensteuerung und Toucheingaben sind weltweit zu einem Standard für HMI
(Mensch-Maschine-Interface) geworden. Sie werden mittlerweile bei Monitorsystemen
schon als selbstverständlich vorausgesetzt. Das stellt die Hersteller von Monitorsystemlösungen
bei unterschiedlichen Anforderungsprofilen vor Probleme.
MÄRZ - 2017

Inhalt 33
Im industriellen Umfeld werden die Anforderungen
an displaybasierende Lösungen immer
größer. Während vor wenigen Jahren der
Einsatz eines Touchscreens noch als Innovativ
gehandelt wurde, geht es heute um die Optimierung
der mechanischen, elektrischen und
optischen Performance des HMI-Systems.
Die Mildex Optical Inc., der traditionelle und
international ausgerichtete Hersteller von industriellen
Touchscreen-Lösungen, hat sich die
Erfüllung höchster Ansprüche zum Ziel gesetzt.
Zu diesem Zweck wurde die Produktion um den
Bereich „Integration Services“ und „Optical Bonding“
erweitert. Ziel ist es, durch die Integration
von LCD-Einheiten, Ansteuerelektronik und
mechanischen Gehäusen die Integrationstiefe
für Touchscreen-Lösungen zu erhöhen und so
Mehrwertlösungen für OEMs, EMS und Channel-
Distribution zu bieten – alles aus einer Hand.
„Der heutige Industriekunde erwartet qualitativ
hochwertige Komplettlösungen zu einem
attraktiven Preis“, so Andreas Raabe, Business
Development Manager EMEA für Mildex Optical.
„Wo früher noch Komponenten zugeliefert wurden,
besteht heute der Wunsch nach komplexeren
Untersystemen mit einer höheren Integrationstiefe,
die letztendlich die Produktintegration
vereinfacht, den Lagerbestand optimiert und
die Anzahl der Zulieferer verringert. Alles zeigt
in Richtung Produkt- und Kostenoptimierung.
Nur wer sich hier zur Deckung der aktuellen
Kundenbedürfnisse strategisch positioniert,
kann langfristig seine Kunden sichern.
Deshalb war die Erweiterung unserer Produktion
um Added-Value Services wie Optical Bonding
und Integration Services nur konsequent.“
Spezialisiert auf
gängige Touch-Technologien
Mildex Optical Inc. hat sich auf die gängigsten
Touch-Technologien spezialisiert und bietet
hier weitere Integrations-Services und Optical
Bonding an. Durch hohes Innovationsniveau
und spezielle „Enhancements“ konnten die bekannten
jeweiligen Einschränkungen der beiden
Technologien ausgeglichen werden.
Besonders die hauseigene Entwicklung und
der Einsatz von ausschließlich hochwertigen
Rohmaterialien ermöglicht den Einsatz der Produkte
im anspruchsvollen Umfeld der Industrie,
Medizin, Militär und Automotive, wo erweiterte
Temperaturbereiche, Sonnenlicht-Lesbarkeit,
extreme EMI-Festigkeit und widerstandsfähige
Oberflächen gefragt sind.
Besonders durch die eigene Glas-Fertigung
können kundenspezifische Designs und Anforderungen
direkt umgesetzt und aus einer Hand
geliefert werden. Alle Komponenten werden
vor der Fertigung thermisch vorbehandelt und
unterlaufen einer strengen Qualitätskontrolle.
Mildex Optical produziert im eigenen Haus und
kontrolliert so alle notwenigen Prozesse – vom
Rohmaterial bis zum fertigen Produkt. Die regelmäßigen
Zertifizierungen und auch Auditierungen
durch internationale Kunden sind Garant
für eine gleichbleibend hohe Qualität der
Produkte.
Mildex Optical fokussiert sich auf kundenspezifische
Display-Lösungen. In seinem neuen
Headquarter verfügt das Unternehmen über
31.000 Quadratmeter Produktionsfläche für
Touchscreen-Fertigung, Integrations-Services
und automatisiertem Optical Bonding

Inhalt 34
Industrielle Touchscreens
Zwei Touchscreen-Technologien haben sich
durchgesetzt, die in ihren Einsatzbereichen
nicht unterschiedlicher hätten sein können:
• Resistive Touchscreens: Aktivierung durch mechanischen
Druck auf die Oberfläche. (Finger,
inkl. Industriehandschuhe, Eingabestift etc.)
• Projective-Capacitive-Touchscreen: Aktivierung
durch Änderung des elektrischen Feldes
(kapazitiv) durch leitfähiges Eingabemedium
(Finger, eventuell mit dünnem nicht-isolierendem
Handschuh, spezieller Stylus)
Touchscreens in Resistivtechnik
Resistive Touchscreens basieren auf einer sehr
ausgereiften und sicheren Technologie. Sie werden
durch Druck auf die Oberfläche aktiviert
und sind einfach zu integrieren.
Mildex bietet resistive Touchscreens auch als
10-Punkt-Multitouch samt bedrucktem Rahmen
für frontseitigem Einbau („bezel-less oder
Trueflat“) an. Diese gibt es mit Controller-Board
oder Controller auf dem FPC. Die gängige Kunststoffoberfläche
kann bei notwendiger kratzfester
und lösungsmittelbeständiger Oberfläche
durch gehärtetes Mikroglas (0,21 mm) verstärkt
werden. Die Härte beträgt 7H. Für eine garantierte
Ablesbarkeit bei direkter Sonneneinstrahlung
bietet Mildex die Integration eines
zirkularen Polarisationsfilters an. Diese Anforderungen
bestehen besonders bei Militärfahrund
-flugzeugen und im Outdoorbereich. Die
Vorteile der resistiven Touchscreens sind klar:
sehr einfache Handhabung, EMV-fest, kostengünstig,
flexibel, skalierbar und veredelungsfähig
(Sonnenlichtlesbarkeit, EMV-Schutz, kratzfest),
Druckaktivierung, Multitouch-fähig (AMR)
zur Gestensteuerung. Zu den Nachteilen gehören
die nicht-kratzfeste PET-Oberfläche (ohne
Mikro-Glas-Veredelung), eine Lichtdurchlässigkeit
von maximal 80 Prozent und die typenspezifische
Multitouch-Fähigkeit.
Touchscreens in Kapazitivtechnik
Kapazitive Touchscreens (PCAP) basieren auf
einer relativ kommerzialisierten Technologie
MÄRZ - 2017
aus der Consumerwelt. Mittels eines homogenen
elektrischen (kapazitiven) Feldes wird
der Touch-Auslöser nur durch die Änderung
des Feldes erkannt. Die Vorteile liegen auf der
Hand: keine Kalibrierung, frontseitiges Schutzglas
bis 6 Millimeter, Multitouch/Gestensteuerung
und hohe Lichtdurchlässigkeit bis zu rund
88 Prozent. Die Nachteile sind: kostenintensiv,
störungsanfällig gegen EMV und Flüssigkeiten
sowie bedingte Handschuhbedienbarkeit. Dies
alles erfordert einen erhöhten Integrationsaufwand,
der von Controlleranpassungen – üblicherweise
durch Anpassung der Firmware – begleitet
wird.
Im Bereich PCAP bietet Mildex das Produkt in
verschiedenen Ausbaustufen an – angefangen
von dem passiven Film/Film-Sensor über
aktive Sensoren bis hin zum vollen PCAP-Produkt.
Die unterste Ausbaustufe (passiver Film/
Film-Sensor) kommt ohne Controller und ohne
Cover-Glas aus. Die mittlere Ausbaustufe (aktive
Sensoren) besitzt einen COF (Controlleron-Flex),
jedoch kein Cover-Glas, während sich
die höchste Ausbaustufe durch COF und bedrucktem
Cover-Glas auszeichnet.
Kleine StückZAHLEN realisierbar
Diese Strategie bietet den lokalen Partnern von
Mildex Raum für ihre eigene Wertschöpfung –
oder auch für die Entwicklung von PCAPs im
Einzelstückbereich mit lokalen speziellen Komponenten.
Alle Touchscreens werden von Mildex In-house
auf Basis der Rohmaterialien, wie ITO-Filme,
ITO-Glas, optische Filme, EMV-Materialien und
Cover-Gläsern, entwickelt und gefertigt.
Die entgegengesetzt diametrale Performance
dieser beiden Technologien erfordert eine
genaue Eruierung des Einsatzbereiches. Hier
kommt das spezifische Know-how des Entwicklungsteams
zum Tragen, das durch jahrelange
Erfahrung im Bereich kundenspezifischer Anwendungen
für fast jede Anwendung eine Lösung
hat – denn fast jede denkbare technische
Herausforderung wurde bereits innerhalb der
physikalischen Grenzen umgesetzt.

Inhalt 35
High-End: Resistives Multitouch (RMTS-GFG-SR / 10 Point) mit Controller-On-Flex,
kratzfester Mikro-Glas-Oberfläche und zirkularem Polarisationfilter (Ultra Low Reflection).
Das Multitouch kann auch als rahmenloses (Bezel-less) Design realisiert werden
Komplette PCAP-Lösung: Film-/Film-Sensor inklusive Function Keys mit COF (Controller-on-Flex)
und auflaminiertem, bedrucktem Cover-Glas. Das Bild zeigt eine kundenspezifische
PCAP-Anwendung aus dem Automotive-Bereich

Inhalt 36
Durch die Tradition, alle Prozesse im Haus zu
halten, verfügt Mildex über die volle Kontrolle
der gefertigten Produkte – von der Entwicklung
bis zur Massenfertigung. Die Mindestbestellmengen
(MOQs) richten sich nach Touchscreen-Technologie,
Größe und Beschaffenheit.
Übrigens: Mildex entwickelt und fertigt bereits
für einen Jahresbedarf von 100 Einheiten.
oPTICAL Bonding
Unter Optical Bonding versteht man die luftspaltlose
Verklebung von LCD-Modul mit einem
Touchscreen oder einem Schutzglas. Hierzu
wird ein silikon-basierendes Flüssigklebemittel
per automatischem Dispenser auf die
innere Bildfläche des horizontal ausgerichteten
LCD-Moduls aufgebracht.
Mittels einer mechanischen Vorrichtung wird
der eingelegte Touchscreen genau auf dem
LCD-Modul zentriert und aufgebracht. Dadurch
verteilt sich das Bondingmaterial und
ermöglicht eine luftfreie Verklebung zwischen
LCD-Modul und Touchscreen.
Die großen Vorteile des optischen Bondens
bestehen in der erheblich verbesserten optischen
Qualität wie auch der enorm erhöhten
Schock- und Vibrationsfestigkeit. Die verbondete
LCD-Touch-Einheit kann nun Kugelfalltests
aus Höhen widerstehen, die vorher als unerreichbar
galten. Zudem kann in dem gefüllten
Zwischenraum zwischen LCD und Touchscreen
keine Kondensation stattfinden und sich kein
Staub oder Schmutz ablagern. Die Eliminierung
des Luftspaltes verbessert erheblich die Lichtreflektionen:
Mit einem zirkularem Polarisationsfilter
lässt sich eine Ablesbarkeit des LCDs in
direkter Sonneneinstrahlung realisieren. Bereits
bei der Entwicklung des Touchscreens, werden
die erweiternden Eigenschaften des optischen
Bondings berücksichtigt, so dass ein in der Gesamtheit
optimiertes Untersystem entsteht.
Mildex bezieht direkt die spezifizierten LCD-Module
aus Asien und die Cover-Gläser aus eigener
Produktion. Alternativ können spezielle Materialien
oder Komponenten vom Kunden zur Integration
beigestellt werden.
Integrations-Services
und VALUE-Added-Services
Mildex bieten neben Touchscreen und optischem
Bonding auch zusätzliche Integrationsdienstleistungen
an. Für Applikationen, die kein
Optical Bonding benötigen, bietet Mildex das
Aufbringen der Touchscreens auf das LCD mittels
DST an (Tape-Bonding). Beim Tape-Bonding
oder Airgap-Bonding wird der Rahmen des
LCDs mit einem doppelseitigen Industrieklebeband
mit dem Touchscreen verklebt. Das wird
für resistive Touchscreens für den rückwärtigen
Einbau ebenso angeboten wie für den frontseitigen
Einbau einer PCAP-LCD-Einheit.
Weiterhin entwickelt Mildex Interface-Boards
zur Ansteuerung von diversen LCDs inklusive
Verkabelungen an. Somit erhalten Kunden eine
voll funktions- und integrationsfähige Unterbaugruppe,
getestet und mit Garantie.
Optisch gebondete LCD-PCAP-Einheit:
Detaildarstellung des Aufbaus aus
PCAP mit 1,8 mm Cover-Glas auf LCD
MÄRZ - 2017

Inhalt 37
Resistive Touch
Screen
Printed Cover Glass
Glass
PCAP
COF / Passive Sensor
Optical Bonding
LCD
AD Board
Überblick über die
Integrationstiefe von Mildex
Added-Value-Services
Mechanical Assembly
Die Abteilung für mechanische Dienstleistungen
ist auf die Integration von Unterbaugruppen
in Gehäuse versiert. Ob Spritzguss, Kunststoff
oder Metall – Mildex entwickelt und fertigt
Lösungen nach Kundenspezifikation.
Sichere NRE-Prozesse garantieren eine Entwicklung
nach Maß und Fertigung exakt nach
Vorgabe. Die vielfältigen Zertifizierungen von
Mildex (ISO9001, REACH, RoHS, FDA, CE etc.) sichern
interne Abläufe und eine konstant hohe
Qualität während des Produktlebenszyklus.
Das Unternehmen kann Langzeitverfügbarkeiten
bis zu 8 Jahre vertraglich vereinbaren.
Mildex Optical – Spezialist
für Touch-Technologien
Mildex Optical Inc. ist Teil der taiwanesischen
PanJit Group, die mit 6.500 Mitarbeitern und einem
Jahresumsatz von ca. 900 Millionen Dollar
ein starker und zuverlässiger Partner ist. Seit der
Gründung 2001 hat Mildex Optical Inc. den Bereich
der Touch-Technologien stetig erweitert
und sich besonders durch hohe Qualität und
Liefersicherheit international einen Namen gemacht.
Im Zuge der kontinuierlichen Weiterentwicklung
konnte der Produktbereich „Kapazitive
Touchscreens“ um Produkte mit Größen bis
zu 55 Zoll erweitert werden. Angeboten werden
entweder komplette Plug-and-Play-Produktlösungen
für OEMs oder Teilkomponenten zur Erhöhung
der Wertschöpfungskette durch lokale
EMS-Partner oder Systemintegratoren. ■ ds
Jetzt mehr erfahren!
www.mildex.com.tw
Touch-Panel
Kontakt Deutschland:
Tel: +49 89 3796 9312
Andreas.Raabe@mildexoptical.eu
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