5-2022
Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik
Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik
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Mai 5/<strong>2022</strong> Jg. 26<br />
Content als Superkraft digitaler<br />
Ökosysteme für die Industrie 4.0<br />
Synostik, Seite 10
IHR PROFESSIONELLER<br />
IT-EXPERTE FÜR INDUSTRIELLE<br />
EMBEDDED-LÖSUNGEN<br />
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Editorial<br />
Messen ist Wissen!<br />
In den letzten Jahren hat die Bedeutung von mikro- und nanostrukturierten Komponenten mit der<br />
stetig wachsenden Nachfrage nach Chips für Anwendungen in der Mobilität und im Internet der<br />
Dinge stark zugenommen. Die aktuelle globale Halbleiterlieferkrise hat uns jedoch wieder einmal<br />
gezeigt, wie wichtig der Aufbau von eigenem Know-How ist. Denn durch Wissen und Kompetenz<br />
in dem entsprechenden Technologiefeld können wir auch Krisen besser begegnen. Doch wie<br />
bauen wir unser Know-How weiter aus? Hier kommt das Messen ins Spiel.<br />
Dr.-Ing. Özgür Tan, strategisches<br />
Produktmarketing<br />
Oberflächenmesstechnik<br />
Polytec GmbH<br />
www.polytec.com/de<br />
Messen ist Wissen. Je häufiger wir das aussagekräftigste Merkmal messen, desto mehr<br />
Informationen und Wissen gewinnen wir. Messdaten steuern zudem die Produktion, d. h.<br />
die Industrie 4.0 ist ohne Messtechnik schlicht nicht vorstellbar. Feedback muss schnell und<br />
sogar in der laufenden Produktion geliefert werden. Denn nur mittels einer geeigneten Messund<br />
Prüftechnik ist es möglich, die eigenen Produkte zu bewerten und deren Funktion zu<br />
gewährleisten. Die Entwicklung von Strategien zur Messung beziehungsweise Prüfung von<br />
Bauteilen im Mikro- und Nanobereich hatte für die Industrie daher besondere Dringlichkeit. In der<br />
Anwendung der Mikro- und Nanotechnologie nehmen die Struktureigenschaften der technischen<br />
Oberflächen immer mehr an Bedeutung zu.<br />
Moderne Methoden zur Fertigung präziser optischer Oberflächen, wie Polieren oder<br />
Diamantdrehen, brauchen umfangreiche Charakterisierungsverfahren, die sich selbst für große<br />
und komplex geformte Komponenten mit niedrigen Rauheiten eignen. In anderen Fällen erfordert<br />
die Funktionalität der Oberfläche sogar gezielt erzeugte Mikro- und Nanostrukturen. Auch hier ist<br />
eine geeignete Charakterisierung der Strukturen nötig.<br />
Die praxisrelevante und funktionsorientierte Charakterisierung von Oberflächenstrukturen<br />
erfordert eine zunehmend höhere Auflösung sowie die zerstörungsfreie und schnelle Messung.<br />
Optische Sensoren erfassen diese anspruchsvollen Bauteile schnell, berührungsfrei und<br />
dreidimensional. Die meisten Erfahrungen hat die Industrie bisher allerdings mit taktilen<br />
Techniken gesammelt, deshalb stehen viele Anwender vor der Entscheidung, ihre herkömmlichen<br />
Messverfahren beizubehalten oder neue zu etablieren. Optische Messtechnik hat viele Vorteile<br />
– keine Berührung, flächenhaft und schnell, höhere Informationsdichte – und setzt sich daher<br />
weltweit immer stärker durch. Es sollte jedoch nicht das Ziel sein, die taktile Messtechnik einfach<br />
nur zu ersetzen.<br />
Dort, wo sie eingeführt ist und ihre Aussagekraft ausreicht, erfüllt sie ihren Zweck. Sinnvoller<br />
ist es, die Vorteile der optischen Erfassung für neue Anwendungen, beispielsweise im Mikro- und<br />
Nanobereich, zu nutzen und die Auswertung so zu erweitern, dass man künftig noch bessere<br />
Aussagen über den Funktionserfüllungsgrad der Oberflächen treffen kann. Dem Anwender muss<br />
in diesem Zuge vermittelt werden, dass auch die Messergebnisse von optischen Messgeräten<br />
anhand von kalibrierten Prüfkörpern genauso verlässlich wie in der taktilen Messtechnik<br />
rückgeführt sind. Das Vorantreiben der internationalen Normungsaktivitäten ist eine wesentliche<br />
Grundlage für die weitere Verbreitung. Und somit auch die Basis, um unser Know-How durch<br />
maßgeschneiderte Messtechniklösungen nachhaltig zu erweitern.<br />
Dr.-Ing. Özgür Tan<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 3
Inhalt 5/<strong>2022</strong><br />
3 Editorial<br />
4 Inhalt<br />
6 Aktuelles<br />
10 Titelstory<br />
12 IoT/Industrie 4.0<br />
14 Qualitätssicherung<br />
36 Messtechnik<br />
42 Dienstleistung<br />
44 Kommunikation<br />
51 Bedienen und Visualisieren<br />
52 IPCs/Embedded Systeme<br />
57 SBC/Boards/Module<br />
62 Bildverarbeitung<br />
69 Software/Tools/Kits<br />
70 Elektromechanik<br />
74 Stromversorgung<br />
77 Bauelemente<br />
Jetzt Neu:<br />
Mai 5/<strong>2022</strong> Jg. 26<br />
Content als Superkraft digitaler<br />
Ökosysteme für die Industrie 4.0<br />
Synostik, Seite 10<br />
Zum Titelbild:<br />
Content als Superkraft<br />
digitaler Ökosysteme<br />
für die Industrie 4.0<br />
Fachartikel in dieser Ausgabe<br />
Die Entwicklung von digitalen Produkten<br />
auf Basis von Daten wird der Industrie nur<br />
gelingen, wenn der notwendige Content<br />
methodisch erstellt und verwendet wird.<br />
Dabei sollten alle Merkmale für den<br />
„richtigen“ Content beachtet werden. 10<br />
78 Fachartikel und Aktuelles<br />
exklusiv im ePaper<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 />
Produktionsleitung:<br />
Jürgen Mertin<br />
Druck & Auslieferung:<br />
Bonifatius GmbH, Paderborn<br />
www.bonifatius.de<br />
Der beam-Verlag übernimmt trotz sorgsamer Prüfung der<br />
Texte durch die Redaktion keine Haftung für deren inhaltliche<br />
Richtigkeit. Alle Angaben im Einkaufsführerteil beruhen<br />
auf Kundenangaben!<br />
Handels- und Gebrauchsnamen, sowie<br />
Warenbezeichnungen und dergleichen werden in<br />
der Zeitschrift ohne Kennzeichnungen verwendet.<br />
Dies berechtigt nicht zu der Annahme, dass<br />
diese Namen im Sinne der Warenzeichen- und<br />
Markenschutzgesetzgebung als frei zu betrachten sind<br />
und von jedermann ohne Kennzeichnung verwendet<br />
werden dürfen.<br />
Optische Oberflächenmesstechnik für mehr<br />
Fertigungsqualität<br />
Oberflächeneigenschaften spielen bei vielen Produkten eine wichtige Rolle, da sie nicht nur<br />
Haptik und Ästhetik, sondern auch mechanisches, elektrisches oder chemisches Verhalten<br />
beeinflussen können. Informationen über die Ebenheit oder Rauheit bilden deshalb eine<br />
wichtige Grundlage für Optimierungen. 18<br />
4 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Inhalt 5/<strong>2022</strong><br />
Web-IOs nun mit<br />
OPC UA<br />
Das Web-IO-Sortiment<br />
der Wiese mann & Theis<br />
GmbH unterstützt jetzt<br />
mit dem Industrieprotokoll<br />
OPC UA einen der<br />
wichtigsten gängigen<br />
Kommunikationsstandards.<br />
Damit machen Web-IOs<br />
auch ältere Maschinen,<br />
Steuerungen und<br />
Messeinrichtungen<br />
zukunftsfähig. 48<br />
Auditsicherheit<br />
leicht gemacht<br />
Interne Audits sind<br />
ein probates Mittel,<br />
um Prozesse und<br />
Anforderungen<br />
anhand von Standards<br />
zu bewerten,<br />
Verbesserungspotentiale<br />
aufzuzeigen,<br />
Handlungsimpulse zu<br />
geben und einen Status<br />
zu attestieren. 36<br />
Unterbrechungsfreie Stromversorgung<br />
Stromausfall? Spannungseinbruch? Flicker? Die intelligente<br />
DC-Notstromversorgung von Bicker schützt sicherheitsrelevante<br />
24 VDC-Applikation zuverlässig vor Systemausfall und Datenverlust. Für<br />
die Pufferung setzt Bicker Elektronik auf die besonders sichere und langlebige<br />
LiFePO 4 -Batterietechnologie. 74<br />
Wie lässt sich die<br />
Batteriequalität<br />
sicherstellen?<br />
Für eine effiziente Batterieherstellung<br />
mit umfänglicher Qualitätssicherung<br />
bedarf es verteilter und dezentraler<br />
Konzepte, die an den entscheidenden<br />
Stellen in den Fertigungsprozess<br />
integriert werden. Dabei gilt es<br />
aber auch, eine übergreifende<br />
Teststrategie zu implementieren, die<br />
den Gesamtprozess und das Produkt<br />
optimal abbildet 20<br />
Automatische<br />
Anschlussüberwachung<br />
für pneumatische<br />
Förderanlagen<br />
Mit der neuen RFID-Überwachung<br />
der Anschlüsse<br />
werden menschliche<br />
Fehler beim Um stecken<br />
von Schlauchanschlüssen<br />
sofort erkannt und es kann<br />
automatisiert darauf reagiert<br />
werden. 24<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 5
Aktuelles<br />
„Power for Everything“ wird auf der PCIM<br />
präsentiert<br />
Arrow Electronics wird vom 10. bis 12. Mai <strong>2022</strong> auf der PCIM Europe in Nürnberg eine breite Auswahl an<br />
Anwendungen aus dem Bereich der Leistungselektronik vorstellen.<br />
Unter dem Motto „Power for<br />
Everything“ präsentiert Arrow dieses<br />
Jahr ein großes Spektrum an<br />
Lösungen, die das Unternehmen<br />
in verschiedenen Märkten wie<br />
Automotive, Industrie, Medizin<br />
und Automatisierung aus seinem<br />
umfangreichen Portfolio bereithält.<br />
Auf die Besucher warten am<br />
Stand etwa zahlreiche beispielhafte<br />
Lösungen aus der Leistungselektronik<br />
in Form von Blockdiagrammen<br />
auf Touchscreens, über die<br />
sie ein Design mit Technologien<br />
verschiedener Anbieter ergänzen<br />
können.<br />
Entwicklungsboards<br />
Darüber hinaus werden den<br />
Besuchern Entwicklungsboards<br />
wie modulare Evaluierungsboards<br />
oder Onboard-Ladelösungen vorgestellt.<br />
Ein E-Bike steht bei einer<br />
Verlosung als Gewinn bereit. In<br />
der Form von kurzen, 15-minütigen<br />
Präsentationen referieren darüber<br />
hinaus verschiedene Hersteller am<br />
Stand von Arrow über neuste Techniktrends<br />
und erläutern die wichtigsten<br />
Aspekte ihrer Technologien<br />
und Produkte.<br />
Vielfalt an Anbietern und<br />
technologischen Lösungen<br />
Arrow repräsentiert auf der PCIM<br />
eine breite Vielfalt an Anbietern und<br />
technologischen Lösungen, die von<br />
siliziumbasierten Produkten über Siliziumkarbid-<br />
bis hin zu GaN-Technologien<br />
reichen. Die hochspezialisierten<br />
Applikationsingenieure von<br />
Arrow bieten fundierte Beratung und<br />
Interop-Workshop für IO-Link Safety FS-Master und FS-Devices<br />
Hilfestellung bei der Komponentenauswahl<br />
für die Produktentwicklung.<br />
Darüber hinaus ist über das Engineering<br />
Services Center von Arrow<br />
sowie über vertrauenswürdige Drittanbieter<br />
umfangreicher lösungsspezifischer<br />
Hardware- und Software-<br />
Support verfügbar.<br />
Vortrag<br />
Arrow wird im Aussteller-Forum in<br />
Halle 9 der PCIM einen Vortrag zu<br />
den Themen Power of Everything/<br />
Motor Drive und bidirektionales<br />
Laden halten.<br />
PCIM, Halle 7, Stand 525<br />
• Arrow Electronics<br />
www.arrow.de<br />
Parallel zur Spezifikationsentwicklung<br />
von IO-Link Safety haben<br />
Technologie-Provider-Firmen Testsysteme<br />
für FS-Master und FS-<br />
Devices implementiert und damit<br />
für einen hohen Reifegrad der<br />
Test-Spezifikation V1.1 gesorgt.<br />
Ein neues FS-Master-Testsystem<br />
bestehend aus dem Testprogramm<br />
auf einem Windows-PC<br />
und einer steuer- und auslesbaren<br />
Test-Hardware, die als Pseudo-<br />
FS-Device agiert, kann nun<br />
sämtliche FS-Master-Funktionen<br />
gemäß Test-Spezifikation prüfen,<br />
einschließlich OSSDe-Betrieb.<br />
Dieses FS-Master-Testsystem<br />
spielt auch bei Integrationstests<br />
in sichere Feldbussysteme (z. B.<br />
PROFIsafe) eine große Rolle.<br />
Auch der bekannte „USB-Master“,<br />
der bereits den Test von normalen<br />
IO-Link Devices unterstützt,<br />
kann in einer Erweiterungsstufe<br />
IO-Link Safety FS-Devices parametrieren<br />
und testen. Derzeit laufen<br />
Gespräche mit Prüfstellen, wie<br />
diese Testsysteme in die Sicherheits-Zertifizierung<br />
der IO-Link<br />
Safety Geräte eingebunden werden<br />
können. Die Sicherheits-Zertifizierung<br />
selbst ist bereits abgestimmt<br />
und in der Test-Spezifikation<br />
festgelegt.<br />
Erste Erfahrungen mit den<br />
Tests sammelten Unternehmen<br />
auf dem ersten Interop-Workshop<br />
für IO-Link Safety FS-Master und<br />
FS-Devices im November vergangenen<br />
Jahres. Damals prüften<br />
sieben Firmen mit fünf FS-<br />
Master- und sechs FS-Device-<br />
Implementierungen den wechselseitigen<br />
Betrieb und die Testprogramme.<br />
Diese Erfahrungen<br />
flossen bereits in die Version 1.1<br />
der Test-Spezifikation ein.<br />
Aufgrund des großen Erfolgs<br />
sind nun drei weitere IO-Link<br />
Safety Interop-Workshops im Jahr<br />
<strong>2022</strong> geplant. Der nächste findet<br />
am 07. April in Karlsruhe-Durlach<br />
statt; die weiteren am 30. Juni und<br />
am 20. Oktober.<br />
Interessierte Firmen, die mit<br />
ihren IO-Link Safety Produkten/<br />
Prototypen teilnehmen möchten,<br />
werden gebeten, sich frühzeitig<br />
über die IO-Link Geschäftsstelle<br />
für einen Termin anzumelden<br />
(info@io-link.com).<br />
• PI (PROFIBUS & PROFINET<br />
International) PROFIBUS<br />
Nutzerorganisation e. V.<br />
info@profibus.com<br />
www.profibus.com<br />
6 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Aktuelles<br />
Schlanke Produkte<br />
für optimierte Prozesse<br />
Die neuen – von apra-norm entwickelten<br />
- apra-lean Produkte helfen,<br />
Prozesse zu optimieren und<br />
nachhaltig effizienter zu gestalten.<br />
Jeder Arbeitsschritt benötigt<br />
spezifische Arbeitsmittel, Werkzeuge<br />
und Informationen. Mit<br />
der Reinigungsinsel, den Werkzeug-<br />
und Montageinseln sowie<br />
der Shopfloorinsel bietet apralean<br />
eine Produktpalette, die an<br />
jedem Arbeitsplatz für Ordnung<br />
und Transparenz sorgt und somit<br />
qualitativ hochwertige Arbeitsprozesse<br />
unterstützt. Der Fertigungsprozess<br />
wird schlank und jegliche<br />
Art von Verschwendung vermieden.<br />
So wird die Produktivität nachhaltig gesteigert<br />
und Kosten werden reduziert.<br />
Modulares<br />
Baukastenprinzip<br />
Wesentliches Merkmal der apra-lean Produktreihe<br />
ist das modulare Baukastenprinzip,<br />
mit dem man sein Lean-Management-Produkt<br />
aus einzelnen Modulen individuell zusammenstellen<br />
und Funktionseinheiten ergänzen oder<br />
anpassen kann. Ebenso können Standardprodukte<br />
mit Modulen und Zubehör erweitert werden.<br />
Die hohe Anpassungsfähigkeit nicht nur an<br />
Prozesse, sondern auch an Mitarbeiter, ermöglicht<br />
im Sinne von Lean-Management-Strategien<br />
Produktivitätssteigerungen. Auch die Umsetzung<br />
im eigenen Design ist mittels individueller Farbgebung,<br />
Beschriftung und Firmenlogo möglich.<br />
Die Anlage wurde im eigenen Haus geprüft und<br />
getestet, da die apra-lean Produkte ursprünglich<br />
für eigene Bedarfe entwickelt wurden. Die apra-<br />
Gruppe produziert 19“ Schrank- und Gehäusesysteme,<br />
hat eine hohe Fertigungs tiefe und<br />
somit eine hohe Anzahl unterschiedlicher Prozessschritte.<br />
Durch den Einsatz von apra-lean<br />
Produkten in der Fertigung konnten die Abläufe<br />
optimiert werden. Es wurde eine Produktivitätssteigerung<br />
in den Projekt-Montagelinien von<br />
nahezu 100 Prozent erzielt.<br />
• apra-norm Elektromechanik GmbH<br />
vertrieb@apra.de<br />
www.apra.de<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 7<br />
7
Aktuelles<br />
Neuer Service schafft schnellen Zugang zu<br />
internationalen Anbietern<br />
Eplan Marketplace: Einfach mit Profis vernetzen<br />
Ziel des Eplan Marketplace: Ein schneller Zugang zu Dienstleistern im<br />
Themenumfeld von Eplan, und das weltweit<br />
Lösungsanbieter Eplan stellt einen<br />
neuen Service vor: Der Eplan Marketplace<br />
ist eine internationale Plattform,<br />
die Anwender der CAE-Software und<br />
Anbieter von Services – beispielsweise<br />
in Engineering, Schaltschrankbau und<br />
Consulting – miteinander vernetzt. Der<br />
schnelle Zugang zu Dienstleistern im<br />
Themenumfeld von Eplan sichert ein<br />
reibungsloses Arbeiten im Projekt, auch<br />
bei Ressourcen-Engpässen.<br />
Jetzt ist er live<br />
Der neue Eplan Marketplace, der<br />
Unternehmen weltweit einen schnellen<br />
Zugang zu Dienstleistern im Themenumfeld<br />
verschafft. Auf der Plattform,<br />
deren Zugang über die Website<br />
des Lösungsanbieters bereitgestellt<br />
wird, können Interessierte nach Anbietern<br />
suchen, die Services rund um die<br />
Anwendung von Eplan anbieten.<br />
Nicht lange suchen – besser<br />
finden<br />
Für die Initiatoren bei Eplan ist die Zielsetzung<br />
klar: „Wir möchten, dass unsere<br />
Kunden weltweit erfolgreich arbeiten“,<br />
bringt Marco Litto, Senior Vice President<br />
Strategy & Corporate Program,<br />
es auf den Punkt. Denn das Tagesgeschäft<br />
zeigt, dass es häufig Hürden im<br />
Projektgeschäft, bei Datenaufbereitung<br />
und Integration gibt, die Unternehmen<br />
nicht im Alleingang stemmen können.<br />
Vielfach sind es auch die personellen<br />
Ressourcen, die Unterstützung verlangen.<br />
Dann stellt sich die Frage: Welcher<br />
Anbieter im Themenumfeld der CAE-<br />
Software, konkret im Umfeld von Eplan,<br />
ist hier geeignet? Gerade in weiträumigen<br />
Ländern mit geringerer Abdeckung<br />
von Eplan Know-how beginnt<br />
dann eine mühsame Suche. Bislang<br />
hilft der Vertrieb von Eplan, Kontakte<br />
zu bekannten Firmen herzustellen. Dieser<br />
Suchprozess wird mit dem Marketplace<br />
vereinfacht.<br />
Schneller Zugang zu<br />
internationalen Anbietern<br />
Der Eplan Marketplace gliedert sich in<br />
drei Bereiche. Der Sektor „Engineering“<br />
umfasst Leistungen wie die Erstellung<br />
von Schaltplänen, Hardware-Design oder<br />
das Anlegen von Artikeldaten. Unternehmen<br />
können hier fündig werden, um<br />
beispielsweise Engpässe in Projekten<br />
auszugleichen. Der Bereich „Module<br />
Manufacturing“ adressiert Leistungen<br />
im Schaltschrankbau, der Kabelkonfektionierung<br />
sowie der Kabelbaumerstellung.<br />
Im „General Consulting“<br />
finden sich Anbieter, die gemeinsame<br />
Kunden in den Bereichen ERP, PLM<br />
oder der Softwareentwicklung (SPS,<br />
Visualisierung etc.) beraten. Über eine<br />
Suche nach eingesetzter Software, Art<br />
der Dienstleistung oder länderspezifischer<br />
Region können Interessierte filtern,<br />
welcher Anbieter für welche Aufgabenstellung<br />
in Frage kommt. Über<br />
die Plattform lässt sich direkt Kontakt<br />
aufnehmen.<br />
Geprüfte Qualität ist die<br />
Maxime<br />
„Wir möchten, dass unsere Kunden<br />
weltweit erfolgreich arbeiten“,<br />
bringt Marco Litto, Senior Vice<br />
President Strategy & Corporate<br />
Program, die Zielsetzung auf den<br />
Punkt<br />
Wie funktioniert der Prozess? Anbieter<br />
können sich auf einer Internetseite<br />
kostenfrei registrieren. Die Voraussetzungen<br />
für eine Teilnahme am Eplan<br />
Marketplace sind eine nachweisliche<br />
Qualifikation – beispielsweise die Ausbildung<br />
eines Mitarbeiters zum Eplan<br />
Certified Engineer sowie eine Beurteilung<br />
durch mindestens einen Referenzkunden.<br />
Die Verantwortlichen von<br />
Eplan validieren Anbieter und Qualifikation<br />
und nach erfolgreicher Prüfung<br />
wird das Unternehmen im Marketplace<br />
gelistet. Die Listung wie auch die Nutzung<br />
sind kostenfrei. Über ein Kontaktformular<br />
kann ein Nutzer eine Anfrage an<br />
den Anbieter stellen – Leistungen werden<br />
unabhängig außerhalb des Marktplatzes<br />
vereinbart und verrechnet. In<br />
der Plattform lässt sich eine Beurteilung<br />
hinterlegen, die anderen Interessierten<br />
Hilfe stellung bei der Wahl ihres künftigen<br />
Anbieters geben kann. Bereits 60<br />
klein- und mittelständische Unternehmen<br />
sind zum Start gelistet und Lösungsanbieter<br />
Eplan will das Angebot ausweiten.<br />
Unternehmen mit entsprechender<br />
Kompetenz im Engineering-Umfeld sind<br />
international aktiv aufgefordert, sich im<br />
Marketplace zu registrieren.<br />
• EPLAN GmbH & Co. KG<br />
www.eplan.de<br />
Über eine kartenbasierte Ansicht lässt sich schnell herausfinden, welche Anbieter im internationalen Marktumfeld<br />
Unterstützung leisten können<br />
8 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Produktion erweitert<br />
Aktuelles<br />
Dank einer sehr positiven Auftragslage steigt der Platzbedarf bei Ginzinger electronic systems.<br />
Der Hauptsitz in Weng im Innkreis wird um eine zusätzliche Produktionshalle erweitert. Auf rund 1000 qm<br />
e ntstehen bis zum Sommer Zusatzflächen für Produktion und Lager.<br />
duktionshalle anzubauen. Auf rund<br />
1000 qm entsteht derzeit zusätzliche<br />
Fläche für Produktion und Lager.<br />
Der geplante Neubau des Firmengebäudes<br />
am künftigen Standort<br />
in Altheim muss aufgrund der derzeitigen<br />
Situation in der Baubranche<br />
verschoben werden.<br />
Materialfluss optimiert<br />
Durch den Bau einer LKW-Rampe<br />
erfolgt der Wareneingang nun oben<br />
und es kommt zu keiner Überschneidung<br />
mehr bei Wareneingangs- und<br />
Warenausgangsmaterial. Das garantiert<br />
einen besseren Materialfluss.<br />
Raum für die neuen<br />
Aufträge<br />
Lager/Logistik und<br />
Kommissionierung<br />
Ginzinger Firmengebäude Eingang<br />
Herbert Ginzinger<br />
Ginzinger electronic systems<br />
GmbH<br />
www.ginzinger.com<br />
Am Ginzinger Firmenstandort in<br />
Weng im Innkreis entsteht derzeit<br />
eine zusätzliche Produktionshalle.<br />
Eine Fläche von rund 1000 qm bietet<br />
künftig noch mehr Platz für Lager<br />
und Logistik, eine zusätzliche Produktionslinie,<br />
sowie voll- und halbautomatische<br />
Fertigungsinseln. Die<br />
Investition für den Zubau beträgt<br />
rund sechs Millionen Euro und wird<br />
vom europäischen Fond für regionale<br />
Entwicklung (EFRE) gefördert.<br />
Zusätzliche Fläche für<br />
Produktion und Lager<br />
Es ist der zunehmende Platzmangel<br />
am Standort Weng, der die<br />
Geschäftsführung von Ginzinger<br />
electronic systems dazu veranlasst<br />
hat, diesen Frühling das bestehende<br />
Firmengebäude in Weng im<br />
Innkreis zu erweitern und eine Pro-<br />
Da sich die Baukosten massiv<br />
erhöht haben, fiel die Entscheidung<br />
auf eine kleinere Variante in Form<br />
einer angebauten Fertigungshalle.<br />
Auf diese Weise kommt man den<br />
Produktionsverpflichtungen nach<br />
und schafft Raum für die neuen<br />
Aufträge. Die Entwicklung und das<br />
Kundenbetreuungsmanagement<br />
bleiben wie bisher am Standort Altheim<br />
angesiedelt. Der Firmenneubau<br />
wird kommen, allerdings erst<br />
in einigen Jahren.<br />
Weitere SMD-Linie und<br />
Fertigungsinseln<br />
Auf den rund 1000 qm ist der<br />
Platz im Obergeschoss hauptsächlich<br />
für die Produktion vorgesehen.<br />
Die zusätzliche Fläche bietet Raum<br />
für eine weitere SMD-Linie sowie für<br />
Fertigungsinseln für halb- und vollautomatisierte<br />
Arbeitsprozesse. Das<br />
betrifft zum Beispiel die THT-Produktion<br />
und die Selektivlötanlage.<br />
Außerdem wird in drei neue Lagerlifte<br />
investiert. Sie verfügen künftig<br />
über die doppelte Lager kapazität<br />
der bisherigen Lifte.<br />
Im Untergeschoss werden Lager/<br />
Logistik und Kommissionierung<br />
erweitert. Auch ein separater Lagerraum<br />
für Gefahrenstoffe ist eingeplant.<br />
Für die Mitarbeiterinnen und<br />
Mitarbeiter wurde eine Kletterwand<br />
an der westlichen Seite des Gebäudes<br />
angedacht.<br />
Reibungslose Produktion<br />
während des Umbaus<br />
Die Kunden selbst werden von den<br />
Umbauarbeiten nichts mitbekommen.<br />
Dazu Ing. Herbert Ginzinger,<br />
Geschäftsführung: „Das Gebäude<br />
wird komplett fertiggestellt, erst<br />
dann werden die alten Lagerlifte<br />
ausgeräumt und das Material in den<br />
neuen Liften eingelagert. Eine reibungslose<br />
Produktion ist gesichert.<br />
Etwaige Lieferschwierigkeiten wird<br />
es nicht geben – zumindest nicht<br />
aufgrund unseres Umbaus“.<br />
Die Investition für den Zubau<br />
beträgt rund sechs Millionen Euro.<br />
Gefördert wurde der Zubau durch<br />
eine Investition des Europäischen<br />
Fonds für regionale Entwicklung<br />
(EFRE). ◄<br />
Personaleingang<br />
Hintereingang<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 9
Titelstory<br />
Content als Superkraft digitaler Ökosysteme<br />
für die Industrie 4.0<br />
Evolution digitaler Plattformen zu digitalen Ökosystemen<br />
• Wie wird der Content erstellt?<br />
• Welchen Content fordern und nutzen<br />
die Anwender wirklich?<br />
• Welcher Content ist notwendig?<br />
• Wie generiert man aus dem Content<br />
einen realen Business Case?<br />
Was ist der „richtige“<br />
Content?<br />
Autor:<br />
Heino Brose,<br />
Geschäftsführer<br />
Synostik GmbH<br />
https://synostik.de<br />
Digitale Plattformen sind wie Pilze<br />
aus dem Boden geschossen. Jedes<br />
Unternehmen, das sich mit Digitalisierung<br />
und Industrie 4.0 beschäftigt,<br />
hat zumindest schon über den<br />
potenziellen Nutzen einer eigenen<br />
digitale Plattform nachgedacht,<br />
viele sind damit bereits auf dem<br />
Markt. Es gibt zahlreiche Anbieter,<br />
die Technologie ist ausgereift und<br />
tausendfach bewährt.<br />
Als Entwickler oder Hersteller von<br />
neuen Technologien und als Umsetzer<br />
von digitalen Plattformen wird es<br />
immer schwieriger. Zum einen wird<br />
der Markt komplexer, zum anderen<br />
wirkt er aber auch gesättigt. Doch<br />
das sollte nicht generell abschrecken<br />
vor eigenen Aktivitäten. Notwendig<br />
ist nur, dass es gelingt, einen wirtschaftlichen<br />
Mehrwert zu erzeugen.<br />
Digitale Plattform als<br />
Drehkreuz<br />
Wenn man zum Beispiel digitale<br />
Daten und digitale Services vertreiben<br />
möchte, benötigt man eine digitale<br />
Plattform, die als Drehkreuz zwischen<br />
Daten, Systemen und Kunden<br />
fungiert. Dabei spielen Methoden,<br />
Speichermedien, Funktionen,<br />
Anwendungen, Benutzerschnittstellen<br />
und Systemanbindungen entscheidende<br />
Rollen.<br />
Möchte man solch eine digitale<br />
Plattform umsetzen, entwickeln<br />
oder verwenden, stellen sich also<br />
notwendigerweise folgende Fragen:<br />
• Wie werden die Systemdaten<br />
erzeugt und übertragen?<br />
• Woher kommt der Content?<br />
• Wie werden die Anwender eingebunden?<br />
• Wie werden Technologien, wie<br />
Künstliche Intelligenz oder Deep<br />
Learning, integriert?<br />
• Wie werden die Daten gespeichert?<br />
• Wie wird die digitale Plattform<br />
verwaltet?<br />
Jedoch konzentrieren sich diese<br />
Fragen vor allem auf die Technologie<br />
und die Umsetzung. Bleibt man<br />
bei diesen Aspekten, ist es schwer<br />
möglich, mit dieser digitalen Plattform<br />
Geld zu verdienen.<br />
Die Kunden digitaler Daten und<br />
digitaler Services interessieren sich<br />
eher für die Eigenschaften, Funktionen<br />
und Merkmale der digitalen<br />
Produkte an sich. Die Plattform<br />
mit ihrer technischen Umsetzung<br />
ist lediglich das Hilfsmittel für den<br />
Verkauf digitaler Produkte, so wie<br />
der Supermarkt das Hilfsmittel ist,<br />
um analoge Produkte zu erwerben.<br />
Eine Kaufentscheidung hängt also<br />
viel mehr am „richtigen“ Content als<br />
an der richtigen Technik im Hintergrund,<br />
denn mit ihm wird die digitale<br />
Plattform zu einem digitalen<br />
Ökosystem.<br />
Daher sind die entscheidenden<br />
Fragen für den Content digitaler<br />
Ökosysteme:<br />
• Wie wird das System in den Content<br />
eingebunden?<br />
Sprechen wir es direkt aus: Jeder<br />
Content, mit dem sich Geld verdienen<br />
lässt, ist der „richtige“ Content.<br />
Doch was genau ist Content? Laut<br />
Bedeutungsdefinition im Duden geht<br />
es um „qualifizierten Inhalt oder<br />
Informationsgehalt“. Der Begriff<br />
„Content“ wurde vor allem in der<br />
Webseitenentwicklung verwendet<br />
und schwappt mit der Digitalisierung<br />
in die Industrie 4.0 rüber, wo<br />
der Begriff die Bedeutung für „relevante<br />
Dateninhalte“ übernimmt. Es<br />
geht in der digitalisierten Welt also<br />
um Daten mit Bedeutung und mit<br />
bestimmten Datenstrukturen.<br />
Beispiele:<br />
Für die „Predictive Maintenance“,<br />
eine im Rahmen von Industrie 4.0<br />
beliebte Instandhaltungsstrategie,<br />
werden Daten und Algorithmen<br />
benötigt für das Monitoring, für die<br />
Fehlersuche und für die Fehlerabstellung.<br />
Diese Algorithmen und<br />
Daten sind Content. Aus unserer<br />
Sicht bietet dieser Content Mehrwert,<br />
mit dem man auch Geld verdienen<br />
kann.<br />
Das gleiche gilt:<br />
• für Inbetriebnahme-Algorithmen<br />
für Anlagen und Produkte,<br />
• für Upgrades und Optimierungen<br />
für Funktionen und Algorithmen und<br />
• für Daten für die Wartung oder<br />
Inspektion von Anlagen und Produkten.<br />
Content kann vom System, von<br />
Kunden, aber auch von Funktionen<br />
erstellt und genutzt werden.<br />
Analysiert man den Content führender<br />
Unternehmen und Produkte,<br />
kann man spezielle Merkmale für<br />
den „richtigen“ Content erkennen.<br />
Im Erfolgsfall ist er von Experten<br />
strukturiert, wird von Fachleuten<br />
designt, verbindet die Systeme<br />
inhaltlich miteinander, wird von<br />
10 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Titelstory<br />
Funktionen verwendet, wird von<br />
Kunden genutzt, ist bezahlbar und<br />
– vor allem – wird bezahlt.<br />
Wie kommt man zum<br />
„richtigen“ Content für ein<br />
digitales Ökosystem?<br />
Aus obigen Merkmalen leiten sich<br />
folgende Aufgaben ab:<br />
1. Content definieren und<br />
strukturieren<br />
2. Content methodisch designen<br />
3. Systeme verbinden<br />
4. Content für Funktionen<br />
verwenden<br />
5. Content nutzbar machen<br />
6. Bezahlmodell entwickeln<br />
Aufgabe 1: Content für<br />
das digitale Ökosystem<br />
definieren und strukturieren<br />
Nicht die Plattform entscheidet, wie<br />
der Content aussehen muss, sondern<br />
umgekehrt. Es sollte anhand<br />
des Contents und der Funktionen<br />
entschieden werden, wie die digitale<br />
Plattform umgesetzt werden<br />
muss. Ausgehend von den Anforderungen<br />
der Kunden an die Funktionen<br />
und Daten, muss der Content<br />
so ent wickelt werden, dass er in den<br />
Funktionen der digitalen Plattform<br />
verwendet werden kann (vgl. Aufgabe<br />
4). Speziell ist darauf zu achten,<br />
dass sich die Funktionen mit dem<br />
Format der Daten geeignet umsetzen<br />
lassen. Es ist also erforderlich,<br />
sich eingehend mit den Daten zu<br />
beschäftigen, die verkauft werden<br />
sollen, deren digitale Strukturen<br />
klar zu definieren und ein geeignetes<br />
Datenformat zu entscheiden.<br />
Ein gern genutztes Datenformat ist<br />
XML. Hierin lassen sich die Daten<br />
gut strukturieren. Außerdem kann<br />
dieses Datenformat perfekt in digitalen<br />
Projekten verwendet werden.<br />
Aber auch jedes andere Daten format<br />
ist geeignet, solange das System<br />
damit umgehen kann.<br />
Aufgabe 2: Content mittels<br />
geeigneter Methoden<br />
designen<br />
Nachdem die Struktur des Contents<br />
definiert ist, steht im Vordergrund,<br />
wie dieser erzeugt werden<br />
soll. Der Aufwand hierfür sollte<br />
nicht unterschätzt werden, schließlich<br />
handelt es sich um das digitale<br />
Produkt. Da hochqualifizierte Programmierer<br />
in der Regel nicht notwendigerweise<br />
die benötigte inhaltlich-fachliche<br />
Kompetenz haben,<br />
empfiehlt es sich, den Content von<br />
Fachleuten erzeugen zu lassen.<br />
Dazu können diese sich einfacher<br />
und visueller Methoden bedienen,<br />
geeigneten Verfahren und Prozessen<br />
folgen, bis vorgegebene Qualitätsmaßstäbe<br />
erreicht sind.<br />
Bewährt haben sich dabei standardisierte<br />
Schritte für die Content-<br />
Erstellung wie:<br />
• Visualisieren des Systems,<br />
• Definieren des Problems und<br />
• Designen der Lösung.<br />
Aufgabe 3: Systeme<br />
verbinden für den Content<br />
In einer Welt der Digitalisierung<br />
und Industrie 4.0 ist der Content<br />
eng verknüpft mit dem Produktionsprozess<br />
bzw. der Funktionalität des<br />
Produktes. Daher müssen Schnittstellen<br />
zwischen Anlage, Produkt,<br />
Produktion und Content exakt festgelegt<br />
werden.<br />
Hierzu muss analysiert werden,<br />
wie die Daten vom technischen<br />
System erzeugt werden, wie sie in<br />
das Content-System gelangen und<br />
schließlich, wie sie mit dem Content<br />
verbunden werden.<br />
Dabei geht es nicht nur um die<br />
physikalische Schicht, wie USB oder<br />
Ethernet. Sondern vor allem um die<br />
Daten, die über diese Schnittstellen<br />
übertragen werden.<br />
Im obigen Beispiel der „Predictive<br />
Maintenance“ muss in dieser<br />
Aufgabe festgelegt werden, welche<br />
Informationen und Messwerte aus<br />
der Anlage oder dem Produkt zyklisch<br />
ausgelesen und abgespeichert<br />
werden (Monitoring), damit die nachfolgenden<br />
Funktionen diese verarbeiten<br />
und nutzen können.<br />
Aufgabe 4: Content für<br />
Funktionen in der digitalen<br />
Plattform verwenden<br />
Der Content kann nicht immer in<br />
Originalform weitergegeben werden.<br />
Oft findet eine Verarbeitung<br />
in speziellen Funktionen von nachgelagerten<br />
Systemen, Künstlichen<br />
Intelligenzen oder Datenbanken statt.<br />
Für diese Bearbeitung muss der in<br />
anderen Systemen entwickelte Content<br />
passend sein (vgl. Aufgabe 1).<br />
Für das Beispiel der „Predictive<br />
Maintenance“ werden die Daten in<br />
eine Künstliche Intelligenz übertragen,<br />
die dann mithilfe von speziellen<br />
Daten und Algorithmen die<br />
Wahrscheinlichkeiten des Auf tretens<br />
von Fehlerursachen berechnet und<br />
zurückgibt.<br />
Aufgabe 5: Content für<br />
Kunden nutzbar machen<br />
Die Kunden entscheiden über<br />
Form, Art und Weise des Contents.<br />
Somit werden sie zu den<br />
Entscheidern für die digitalen Produkte.<br />
Ähnlich wie im Supermarkt,<br />
wo der Kunde entscheidet, welche<br />
Produkte er kauft.<br />
Es sollte regelmäßig beobachtet<br />
und geprüft werden, wie Kunden<br />
den Content nutzen, um aus den<br />
Erkenntnissen Verbesserungen für<br />
Eigenschaften und Strukturen des<br />
Contents abzuleiten.<br />
Die Entwicklung einer UX (User<br />
Experience) für die Nutzung der<br />
Daten und Algorithmen durch die<br />
Kunden kann die Antwort sein auf:<br />
• Wie soll der Kunde Daten erhalten?<br />
• Wie soll er den Content sehen,<br />
spüren oder hören?<br />
• Was soll die Emotion sein, die der<br />
Content im Kunden auslösen soll?<br />
Aufgabe 6: Bezahlmodell<br />
entwickeln<br />
Der Content ist das digitale Produkt,<br />
mit dem Geld verdient werden<br />
soll. Content kann zu direkten<br />
Erlösen führen, weil der Kunde<br />
dafür direkt bezahlt. Content kann<br />
aber auch zu Einsparungen führen,<br />
weil ein Produkt oder eine Anlage<br />
schneller herstellbar, leichter reparierbar<br />
oder einfacher zu vermarkten<br />
ist. Die Entscheidung für ein<br />
Bezahlmodell sollte beide Aspekte<br />
berücksichtigen.<br />
Für das Beispiel der „Predictive<br />
Maintenance“ könnte der Kunde für<br />
die Nutzung der Funktion in Form<br />
einer Flatrate bezahlen.<br />
Fazit<br />
Der vom Kunden geforderte und<br />
genutzte Content bildet die Grundlage<br />
für das Business in digitalen<br />
Ökosystemen. Die Technologie<br />
der zugrunde liegenden digitalen<br />
Plattformen ist eher zweitrangig,<br />
solange sie Ihre Grundfunktionalität<br />
erfüllen.<br />
Die Entwicklung von digitalen Produkten<br />
auf Basis von Daten wird der<br />
Industrie nur gelingen, wenn der notwendige<br />
Content methodisch erstellt<br />
und verwendet wird. Dabei sollten<br />
alle Merkmale für den „richtigen“<br />
Content beachtet werden.<br />
Nutzt die Industrie die vorhandenen<br />
Erfahrungen, Methoden<br />
und Erkenntnisse zur Erstellung,<br />
Vermarktung und Verwaltung von<br />
gutem Content, so ist zu erwarten,<br />
dass sie die Digitalisierung meistert<br />
und sich der Erfolg – vor allem der<br />
wirtschaftliche – schnell einstellt. ◄<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 11
IoT/Industrie 4.0<br />
Smart Factory in Rekordzeit<br />
Maschinenbau-Spezialist NMH entscheidet sich für IIoT-Lösungen von Forcam<br />
Der Start einer digital gesteuerten<br />
Produktion gilt in manchem Unternehmen<br />
noch als große Hürde.<br />
Doch mit der richtigen Technologie<br />
klappt der Start einer Smart Factory<br />
innerhalb weniger Tage – gerade bei<br />
kleinen und mittleren Unternehmen<br />
(KMU). Das zeigt das Beispiel der<br />
NMH GmbH aus Baden-Württemberg.<br />
Das Unternehmen gehört zu<br />
den „Hidden Champions“ für komplexe<br />
Mess,- Prüf- und Montageanlagen.<br />
Der Maschinenbau-Spezialist aus<br />
Oberschwaben hat zusammen mit<br />
FORCAM GmbH<br />
www.forcam.com<br />
12 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
IoT/Industrie 4.0<br />
Smart-Factory-Experte Forcam in<br />
Rekordzeit drei Pilotmaschinen angebunden<br />
und vier unterschiedliche Softwarelösungen<br />
in die bestehende IT-<br />
Architektur integriert. Ergebnis: nach<br />
nur einer Woche arbeiten NMH-Werker<br />
mit Echtzeit-Analysen zu Auslastung<br />
der Maschinen, Stillstandszeiten<br />
und Fehlergründen. NMH-Geschäftsführer<br />
Christian Bulander: „Für unsere<br />
Mission der papierlosen Fertigung<br />
können wir unsere bei NMH entwickelte<br />
Fertigungssoftware COCO –<br />
ControlCockpit – ideal durch Forcam<br />
Lösungen ergänzen und erhalten so<br />
eine durchgängige digitale Lösung<br />
an unterschiedlichsten Maschinen.<br />
Der Forcam-Ansatz kombinierbarer<br />
IT-Lösungen auf Basis einer offenen<br />
Plattform ermöglicht uns eine<br />
bedarfsgerechte Weiterentwicklung<br />
unserer Produktion.“<br />
Nahtloses Zusammenspiel<br />
aller IT-Systeme und Apps<br />
NMH setzt mit der Fertigungssoftware<br />
COCO für papierlose Fertigung<br />
neue Maßstäbe in Sachen ökologisches<br />
Handeln: Alle Fertigungsprozesse<br />
werden zentral gesteuert,<br />
überprüft und verwaltet. COCO integriert<br />
alle Anwendungen in Echtzeit<br />
– Maschinenstatus, Plantafel,<br />
Aufruf von Zeichnungen, Rückmeldung<br />
zu gefertigten Stückzahlen,<br />
Ortung von Artikeln und Nachkalkulationen.<br />
Jeder Mitarbeiter und<br />
alle Bereiche haben stets aktuelle<br />
und vollständige Daten.<br />
In diese Architektur fügen sich<br />
die Forcam-Lösungen nahtlos ein<br />
– die Anbindung sämtlicher Maschinen,<br />
die Echtzeit-Auswertungen via<br />
Maschinendatenerfassung (MDE),<br />
die Vernetzung mit der Planung<br />
(ERP). Auf dem weiteren gemeinsamen<br />
Plan stehen die Nutzung<br />
der Apps Gesamtanlageneffektivität<br />
(OEE) und Energiemonitoring<br />
sowie perspektivisch auch die<br />
Anbindung von Robotern.<br />
IIoT-Technologie intelligent<br />
komponiert<br />
Unter der Dachmarke FORCAM<br />
FORCE finden Unternehmen<br />
Lösungen und Komponenten für<br />
unterschiedlichste Bedarfe – von<br />
der standardisierten Smart-Factory-Paketlösung<br />
über individuell<br />
kombinierbare IT-Architekturen mit<br />
Cloud-Edge-Computing bis zur global<br />
skalierbaren Anbindung heterogener<br />
Maschinenparks.<br />
Welche Lösungen in welcher Komposition<br />
zum Einsatz kommen, entscheidet<br />
der Kunde. NMH nutzt im<br />
ersten Schritt die Forcam-Lösungen<br />
für Maschinen-Konnektivität sowie<br />
für standardisierte Echtzeit- Analysen<br />
aus der Cloud (Software-as-a-<br />
Service – SaaS).<br />
Das Fundament legen:<br />
Maschinen anbinden,<br />
Signale aufbereiten<br />
Um alle Maschinen – unabhängig<br />
von Baujahr oder Hersteller –<br />
leichtgängig digital anzubinden,<br />
nutzt Maschinenbau-Spezialist<br />
NMH die Lösung FORCAM FORCE<br />
EDGE. Die flexible Plattformlösung<br />
enthält verschiedene Komponenten<br />
– zum Beispiel die leichtgängige<br />
Anbindung aller Maschinen<br />
via Plug-ins, die Harmonisierung<br />
der Signale zu einem einheitlichen<br />
Datensatz (Machine Twin) sowie<br />
eine umfassende Datenspeicherung<br />
(Data Lake). Zur Weiterleitung<br />
der Daten an übergeordnete Systeme<br />
stehen alle gängigen Schnittstellen<br />
zur Verfügung (HTTP/REST,<br />
MQTT, OPC UA).<br />
Transparenz schaffen<br />
durch standardisierte<br />
Auswertungen<br />
Um im nächsten Schritt die Verfügbarkeit<br />
sowie die Fehlergründe<br />
bei zunächst fünf Maschinen auszuwerten,<br />
nutzt die NMH GmbH<br />
zusätzlich die Software-as-a-Service-Lösung<br />
FORCAM FORCE<br />
SAAS. Standardisierte Echtzeit-<br />
Analysen für die Maschinenverfügbarbeit<br />
(MDE) sowie für die<br />
Gesamtanlageneffektivität (OEE)<br />
schaffen Transparenz und befähigen<br />
die Mitarbeiter zur kontinuierlichen<br />
Verbesserung. Die Basis-<br />
Hardware wird geliefert, die Software<br />
arbeitet in der Azure Cloud,<br />
von dort erhalten die Werker die<br />
Auswertungen auf ihre Terminals.<br />
Perspektiven eröffnen<br />
mit weiteren MES Apps<br />
(Manufacturing Execution<br />
System)<br />
Um insbesondere den Stromverbrauch<br />
in der Produktion optimieren<br />
zu können, plant NMH die Einbindung<br />
weiterer Softwarelösungen,<br />
zum Beispiel das Energiemonitoring.<br />
Diese Anwendung bietet FORCAM<br />
zusammen mit zahlreichen schlüsselfertigen<br />
MES-Anwendungen<br />
(Manufacturing Execution Systems)<br />
in der Lösung FORCAM FORCE<br />
IIOT. Zusammen mit der<br />
Lösung FORCAM FORCE EDGE<br />
können Unternehmen individuelle IT-<br />
Architekturen in hybriden IT- Infrastrukturen<br />
komponieren (On-premise,<br />
Edge, Cloud). ◄<br />
Juli 7/2021 Jg. 25<br />
Atop präsentiert sehr schnelle Slim-Type-<br />
Switches für industrielle Applikationen<br />
tekmodul Seite 102<br />
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PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 13
Qualitätssicherung<br />
Qualitätssicherung in der Batterieproduktion<br />
Inline-Prüftechnik von Lithium-Ionen-Batterien<br />
OptiSense goes Battery<br />
Vor über zwanzig Jahren ging OptiSense<br />
als Spin Off des Fraunhofer Instituts an den<br />
Start. Heute gilt der Hersteller aus Haltern als<br />
Marktführer miniaturisierter Messlösungen,<br />
deren Qualität und Technologie als “Designed<br />
and Made in Germany” sprichwörtlich ist.<br />
Das gilt auch für die Messung an Lithium-<br />
Ionen-Batteriezellen. In diesem Whitepaper<br />
wird gezeigt, das mithilfe der von OptiSense<br />
entwickelten, speziellen Prüftechnik ein<br />
fotothermisches “Frühwarnsystem” entsteht,<br />
mit dem sich Ausschuss reduzieren und die<br />
Batterieherstellung kontinuierlich verbessern<br />
lassen.<br />
OptiSense<br />
info@optisense.com<br />
www.optisense.com<br />
Damit eine Lithium-Ionen-<br />
Batterie wettbewerbsfähig ist,<br />
muss sie kostengünstig hergestellt<br />
werden, eine hohe Energiedichte<br />
aufweisen und möglichst<br />
lange halten. Bei der Fertigung<br />
von Batteriezellen in millionenfacher<br />
Stückzahl ist eine hohe<br />
Qualität enorm wichtig, denn<br />
eine fehlerbehaftete Produktion<br />
kann im Extremfall zu Selbstzerstörung<br />
und Brand der Batterie<br />
führen. Vor allem muss die Batterie<br />
also sicher sein.<br />
Produktionsintegrierte Prüfsysteme<br />
- idealerweise gekoppelt<br />
mit intelligenten Datenkonzepten -<br />
werden dabei mehr und mehr zu<br />
einem zentralen Element für eine<br />
effektive Qualitätssicherung und<br />
der damit einhergehenden erhöhten<br />
Wirtschaftlichkeit in der Batterieproduktion.<br />
Einen wichtigen Beitrag zu den<br />
Aspekten Kostensenkung, Ressourcenschonung<br />
und Sicherheit<br />
für die Lithium-Ionen-Batterien<br />
kann hier die photothermische<br />
Schichtdickenmessung<br />
leisten, wie sie von OptiSense<br />
angeboten wird.<br />
Leistungsfähige<br />
und kostengünstige<br />
Energiespeicher als<br />
Schlüsselkomponente im<br />
Wettbewerb<br />
Die Produktion von Lithium-Ionen-<br />
Zellen steht vor großen Herausforderungen.<br />
Eine rapide steigende<br />
Nachfrage bei gleichzeitig wachsenden<br />
Anforderungen an Qualität und<br />
geringe Preise setzen Zellhersteller<br />
weltweit unter Druck. Daher gilt es,<br />
die Prozesseffizienz und -stabilität<br />
kontinuierlich zu erhöhen, sowie die<br />
Wettbewerbsfähigkeit und Nachhaltigkeit<br />
über die nächsten Jahre hinweg<br />
weiter abzusichern.<br />
Um diese Ziele zu erreichen, sind<br />
bestehende Ansätze jedoch nicht<br />
länger ausreichend. Für die zukünftige<br />
Verbreitung von Lithium-Ionen-<br />
Batterien zur mobilen oder stationären<br />
Energiespeicherung gilt es,<br />
die Fertigungskosten der Batteriezellen<br />
weiter zu senken. Für eine<br />
wirtschaftliche Herstellung sind<br />
deshalb weniger Produktionsfehler<br />
und die damit verbundenen geringen<br />
Ausschussraten eine zentrale<br />
Stellschraube.<br />
Ausschussraten als zentrale<br />
Stellschraube<br />
Um die bestmögliche Qualität in<br />
der Batterieproduktion sicherzustellen,<br />
sollten Mängel bereits früh im<br />
Fertigungsprozess - also noch vor<br />
der Weiterverarbeitung - detektiert<br />
werden. Bisher werden Batterien fast<br />
ausschließlich am Ende der Wertschöpfung<br />
im sogenannten Endof-Line-Test<br />
auf funktionelle Fehler<br />
geprüft. Marktreife Prüfverfahren<br />
für diese anspruchsvollen Aufgaben<br />
sind kaum existent, da traditionelle<br />
Messverfahren, wie z.B.<br />
mit Wirbelstromsensoren durch den<br />
direkten mechanischen Kontakt den<br />
Prozessfluss beeinträchtigten würden.<br />
Mit der von OptiSense entwickelten<br />
photothermischen Messtechnik<br />
erhalten Hersteller von Lithium-<br />
Ionen-Batterien nun ein „Frühwarnsystem“<br />
an die Hand, dass Batteriekomponenten<br />
bereits im Produktionsprozess<br />
prüfen kann.<br />
Photothermisches<br />
Prüfverfahren für die<br />
Zellfertigung<br />
Um Produktionsfehler bei den verschiedenen<br />
Zellformaten frühzeitig<br />
14 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Qualitätssicherung<br />
Die speziell entwickelte photothermische Inline-Prüftechnik optimiert die Qualität der Batterieherstellung kontinuierlich: vom Slurryauftrag über die Coil-<br />
Prüfung (li) bis zur Messung der funktionsrelevanten Lackschichtdicke auf dem Gehäuse der Batterie<br />
zu erkennen, entwickelte der deutsche<br />
Hersteller OptiSense ein Prüfsystem,<br />
das im Wesentlichen auf<br />
Photothermie zurückgreift, um die<br />
Dicke von Beschichtungen – hier<br />
Elektroden und Isolation der Batteriezelle<br />
– berührungslos und zerstörungsfrei<br />
zu ermitteln. Dabei werden<br />
die unterschiedlichen thermischen<br />
Eigenschaften von Beschichtung und<br />
Untergrund genutzt, um die absolute<br />
Schichtdicke zu bestimmen.<br />
Die Oberfläche der Beschichtung<br />
wird mit einem kurzen, intensiven<br />
Lichtimpuls um einige Grad<br />
aufgeheizt und kühlt anschließend<br />
durch Ableitung der Wärme in tiefere<br />
Bereiche wieder ab. Dabei sinkt<br />
die Temperatur umso schneller, je<br />
dünner die Beschichtung ist. Der<br />
zeitliche Temperaturverlauf wird<br />
mit einem schnellen, hochempfindlichen<br />
Infrarotsensor erfasst und in<br />
eine entsprechende Schichtstärke<br />
umgerechnet.<br />
Präzise Vermessung<br />
Durch den punktförmigen Messfleck<br />
lassen sich dabei auch Ecken<br />
und Kanten kleinster Bauteile präzise<br />
vermessen. Die dabei gewonnenen<br />
Datenmengen werden durch<br />
ein intelligentes Konzept aggregiert,<br />
strukturiert und ausgewertet. Somit<br />
wird es für Batteriehersteller möglich,<br />
Fehlermuster zu erkennen,<br />
Produktionsabläufe zu optimieren<br />
und ein ganzheitliches Produktionsdatenmanagement<br />
zu etablieren.<br />
Dies eröffnet völlig neue Qualitätskriterien<br />
und Standards in der<br />
Batteriezellfertigung.<br />
Die Batterieherstellung<br />
In den nachfolgend dargestellten<br />
Prozessstufen der Batterieherstellung<br />
können die Zellen in den unterschiedlichen<br />
Produktionsphasen<br />
mit dem Messverfahren von Opti-<br />
Sense geprüft werden. Durch das<br />
Inline-Prüfsystemen ist es möglich,<br />
bereits während der Herstellung<br />
zerstörungsfrei Schichtdickenintoleranzen<br />
zu detektieren.<br />
Messung der Slurry-<br />
Beschichtung<br />
Im ersten Schritt werden die pulverförmigen<br />
Ausgangsstoffe der Elektroden<br />
mit Wasser und Lösungsmittel<br />
gemischt.<br />
Für die Anode ist das vor allem<br />
Graphit, also Kohlenstoff. Für die<br />
Kathode ist es ein Metalloxid bestehend<br />
aus Nickel, Kobalt, Mangan und<br />
natürlich Lithium. Aus den Bestandteilen<br />
entstehen Elektrodenpasten,<br />
die man Slurry nennt. Die Slurries<br />
werden auf dünne, metallische Trägerfolien<br />
aufgetragen. Die Paste der<br />
Kathode kommt auf eine Alufolie, die<br />
der Anode streicht man auf Kupferfolie.<br />
Bereits in diesem frühen Prozessstadium<br />
ist es mit Hilfe des Opti-<br />
Sense-Verfahrens möglich, Aussagen<br />
über die Qualität der Schichtdicke<br />
zu treffen. Die Methodik wurde<br />
vom Hersteller bereits in Serienversuchen<br />
im Laboraufbau erfolgreich<br />
an Elektroden getestet.<br />
Das Besondere beim<br />
Slurry-Auftrag<br />
Der Slurry-Auftrag geschieht beidseitig,<br />
die Folie kann also nicht abgelegt<br />
werden. Sie schwebt durch eine<br />
Rundzelle<br />
Prismatische Zelle<br />
Pouchzelle<br />
Rundzelle, prismatische Zelle und<br />
Pouch-Zelle<br />
Lithium-Ionen-Batteriemodule sind aus mehreren Batteriezellen<br />
zusammengesetzt. Jede Batteriezelle besteht dabei aus<br />
Anode, Kathode, einem Separator, sowie den flüssigen, ionenleitfähigen<br />
Elektrolyten. Durch flüssige Elektrolyten bewegen sich<br />
die Lithium-Ionen von einem Pol zum anderen. Das geschieht<br />
in einem Vakuum, so dass keine Luft eindringt. Die Batteriezellen<br />
übernehmen die zentrale Aufgabe der Batterie: die Speicherung<br />
und Freisetzung von Energie. Je nach Anwendung – z. B.<br />
in der Unterhaltungselektronik oder in der Automobilindustrie –<br />
unterscheiden sich Zellgrößen sowie deren Format. Die Mehrheit<br />
der Batteriezellen ist in drei Formaten erhältlich: zylindrisch,<br />
prismatisch und als dünne, biegsame Pouch-Variante. Die verschiedenen<br />
Zellformate werden zwar in ähnlichen Prozessschritten<br />
gefertigt, ein wesentlicher Unterschied besteht jedoch in der<br />
Herstellung: bei der zylindrischen Zelle werden die Elektroden<br />
und Separatoren gewickelt, bei der Pouch-Zelle werden diese<br />
gestapelt. Die Komponenten einer prismatischen Zelle können<br />
mittlerweile sowohl flach gewickelt als auch gestapelt werden.<br />
Das Gehäuse der prismatischen Zelle besteht – im Gegensatz<br />
zur Pouch-Zelle – aus festem Material, meist Metall.<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 15
Qualitätssicherung<br />
Slurry-Auftrag:<br />
Auftragen des Batteriepulvers<br />
Trocknung:<br />
Verdampfung der Lösungsmittel<br />
Walzen und Schneiden:<br />
Verdichtung der Elektroden und<br />
Zuschnitt der Folie<br />
Zell-Finishing:<br />
Elektrodenfolien stapeln und<br />
Versiegelung der Außenhaut<br />
Maschine zum Trocknen auf einem<br />
Luftkissen. Bereits nach diesem<br />
Prozessschritt eröffnen sich signifikante<br />
Kostensenkungspotenzialedurch<br />
Detektion von Fehlbeschichtungen<br />
und Vermeidung von Trocknungsrissen.<br />
Die leistungsstarken<br />
und modularen Prüfsysteme der<br />
„Paint Checker industrial Tube“<br />
Sensoren eignen sich besonders<br />
für diese anspruchsvolle Aufgabe<br />
durch die Integration in den Automationsprozess<br />
einer solchen Produktionslinie.<br />
Elektroden-Prüfung via<br />
OptiSense-Technik<br />
Im nächsten Schritt durchläuft die<br />
Folie ein Walzwerk, der Fachbegriff<br />
lautet Kalander. Bei dieser Verdichtung<br />
wirken 200 Tonnen Druck auf<br />
die Folie. Das Ziel ist eine einheitliche<br />
Dicke, der Wert darf nur einige<br />
Mikrometer von der gewünschten<br />
Höhe abweichen. Die OptiSense-<br />
Technik kann die Schichtdicke der<br />
gewalzten Folie, also das Anodenmaterial<br />
(Graphit) auf Kupferfolie und<br />
das Kathodenmaterial (Lithium-Verbindung)<br />
auf Aluminiumfolie, prüfen.<br />
Die kurzen Messzeiten der Opti-<br />
Sense-Technik prädestinieren das<br />
berührungslose Verfahren für die<br />
Inline-Charakterisierung während<br />
des Kalandrierens von Lithium-<br />
Ionen-Batterien. Dafür werden die<br />
Sensoren an verschiedenen Positionen<br />
an der Walzanlage integriert.<br />
Durch die Kombination vieler einzelner<br />
Sensoren zu einem Sensor-<br />
Array steigt die Detektionssicherheit<br />
an, gleichzeitig ist der Aufbau<br />
weniger anfällig für Fehlmessungen.<br />
Die Coil-Prüfung<br />
Für eine Batteriezelle ist das Folienband<br />
noch zu breit, darum wird es<br />
in schmale Längsstreifen geschnitten.<br />
Nun hat man ein langes, schmales<br />
Elektrodenband, das maschinell<br />
auf die richtige Länge gebracht<br />
wird. Auch die weiße Separatorfolie,<br />
die zwischen die beiden Elektroden<br />
kommt, wird auf Länge geschnitten.<br />
Und auch in diesem Prozessschritt<br />
– nach dem Trocknen und<br />
Kalandrieren – kann das photothermische<br />
Prüfsystem gewinnbringend<br />
eingesetzt werden, um Fehler wie<br />
Schichtinhomogenität berührungslos<br />
zu untersuchen und Ausschuss<br />
zu vermeiden.<br />
Das Zell-Finishing<br />
Nachdem die beschichteten Elektrodenfolien<br />
getrocknet, gewalzt und<br />
auf die entsprechende Größe zugeschnitten<br />
sind, werden sie zu Batteriezellen<br />
assembliert. Dazu stapeln<br />
Maschinen die einzelnen Blätter. In<br />
einer Zelle liegen mehrere Stapel<br />
übereinander. Überstehende Leiterfähnchen<br />
werden abgeschnitten<br />
und so die Elektroden auf einheitliche<br />
Länge gebracht. Die Fähnchen<br />
bilden den Anschluss zur Energiezufuhr,<br />
also den Plus und Minuspol<br />
der Zelle. Sie sind die Verbindung<br />
zur Außenwelt, alle innenliegenden<br />
Fähnchen im Zellstapel werden per<br />
Laser miteinander verschweißt. Bei<br />
Pouch-Zellen landet der fertige Zellstapel<br />
in einer Alufolie. Sie wird später<br />
so versiegelt, dass ein wasserdichter<br />
Beutel entsteht. Die Pouch-<br />
Zelle ist biegsam. Dank ihrer großen<br />
Oberfläche kann Wärme gut abgeleitet<br />
werden. Bei prismatischen Zellen<br />
umgibt ein Gehäuse die Batterie,<br />
das durch einen speziellen Lack<br />
versiegelt und damit geschützt wird.<br />
Die Schichtdickenprüfung des Lacks<br />
ist mit dem modernen Opti- Sense-<br />
Verfahren bereits erfolgreich in der<br />
Linie im Einsatz – und zwar im Automobilbereich:<br />
Von der Batteriezelle zum<br />
Modul<br />
OptiSense-Technik prüft das Coil, ein langes, schmales Elektrodenband<br />
Viele Automobilhersteller verwenden<br />
zur Energiespeicherung in ihren<br />
E-Mobilen flache Pouch-Zellen, die<br />
sich aufgrund ihrer flexiblen Hülle<br />
in beliebiger Form herstellen und<br />
falten lassen. Als Schutz gegen<br />
Beschädigungen und zur Wärmeableitung<br />
erhalten die Zellen ein<br />
stabiles Aluminiumgehäuse, das<br />
hermetisch laserverschweißt wird.<br />
Das Gehäuse wird je nach Hersteller<br />
anschließend mit einem lichthärtenden,<br />
Lack beschichtet, der direkt<br />
im Anschluss in einer UV-Kammer<br />
ausgehärtet wird. Mehrere dieser<br />
Zellen werden zu Batteriemodulen<br />
zusammengefasst, deren Größe<br />
und Anzahl wiederum Leistung und<br />
Reichweite des Fahrzeugs bestimmen.<br />
Dabei liegen bis zu 800 Volt<br />
Spannung an – deutlich mehr als<br />
an der heimischen 230 Volt Steckdose.<br />
Deshalb müssen die Zellen<br />
zuverlässig voneinander isoliert werden,<br />
um einen Kurzschluss und ein<br />
mögliches Abbrennen der ganzen<br />
Batterie sicher zu verhindern. Dazu<br />
wird das Zellenäußere mit einer<br />
Beschichtung versehen, die sowohl<br />
die Oberfläche schützen als auch<br />
die notwendige Isolationsfunktion<br />
übernehmen muss. Die Beschichtungsdicke<br />
ist dabei ein sicherheitsrelevanter<br />
Parameter, den es in der<br />
Produktion sorgfältig zu überwachen<br />
gilt. Mithilfe der photothermischen<br />
Technik lassen sich die Schichtdicke<br />
genau überprüfen.<br />
Beschichtungsdicke des<br />
Zelläußeren ist sicherheitsrelevanter<br />
Faktor<br />
Da die Beschichtungsdicke eine<br />
funktionskritische Kenngröße ist,<br />
müssen alle Arten von Beschichtungsfehlern<br />
wie ungleichmäßiger<br />
Lackauftrag oder Lackverlauf<br />
aber auch Beschädigungen,<br />
Kratzer, Risse oder eingeschlossene<br />
Fremdpartikel wie Staub oder<br />
Fussel zuverlässig erkannt werden.<br />
Auch hier ist eine berührungslose,<br />
100-Prozent-Prüfung schon vor dem<br />
Aushärten sinnvoll: Dazu fährt jede<br />
Zelle direkt nach der Beschichtung<br />
16 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
©Shutterstock_2070612980<br />
den Sensorkopf soweit zu verkürzen,<br />
dass er auch in äußerst beengte<br />
Bauumgebungen passt. Mit dem nur<br />
150 g leichten Winkelsensor können<br />
bei gerade einmal 40 mm Bautiefe<br />
Schichtdicken bis 300 μm schnell,<br />
genau und reproduzierbar gemessen<br />
werden. Mehrere Beschichtungsanlagen<br />
wurden inzwischen<br />
mit den neuen OptiSense-Prüfsystemen<br />
ausgestattet und lieferten<br />
sofort hervorragende Ergebnisse.<br />
Dabei unterliegt die Beschichtungsdicke<br />
als funktionskritische Qualitätskenngröße<br />
strengen Anforderungen<br />
an die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit<br />
der Messung. Im Rahmen<br />
einer Messmittel-Fähigkeitsanalyse<br />
konnte das photothermische<br />
Messverfahren von Optisense einmal<br />
mehr seine Überlegenheit unter<br />
Beweis stellen. Nach 6 ½ Stunden<br />
Dauertest mit über 2.900 Messzyklen<br />
lag die Standardabweichung<br />
der Messung unter einem halben<br />
Mikrometer und war damit weit<br />
genauer als das, was mit üblichen<br />
Wirbelstrom- oder magnetinduktiven<br />
Messverfahren erreicht werden<br />
kann. Die gewonnenen Erkenntnisse<br />
der E-Mobilität für Personenkraftwagen<br />
lassen sich auf die Aufgabenstellungen<br />
für Nutzfahrzeuge,<br />
E-Bikes sowie andere Zellformate<br />
übertragen.<br />
Digitalisierung der<br />
Batteriefertigung<br />
Mit Blick auf den Transformationsprozess<br />
spielt eine vernetzte, digital<br />
unterstützte Produktion und Qualitätssicherung<br />
von Batteriezellen<br />
und -modulen eine immer größere<br />
Rolle. Die Digitalisierung der industriellen<br />
Produktion ist ein Schlüssel,<br />
um die gesamte Fertigungskette zu<br />
optimieren und somit die Wettbewerbsfähigkeit<br />
der Unternehmen zu<br />
steigern. Daher erprobt OptiSense<br />
auf industrienahen Pilotlinien innovative<br />
datengetriebene Ansätze der<br />
Prozessüberwachung, Steuerung<br />
und Qualitätssicherung. So können<br />
Batteriefertigungsprozesse modular<br />
und bedarfsgerecht ausgerichtet<br />
werden, um die Produktqualität<br />
signifikant zu erhöhen und die<br />
Wirtschaftlichkeit der Batterieproduktion<br />
zu steigern.<br />
Messmittelfähigkeit unter Beweis gestellt: Die äußerst geringe Streuung der Messwerte belegt die hohe Qualität<br />
der photothermischen Schichtdickenmessung<br />
auf einem Transportband in eine<br />
Messstation, in der die Dicke an<br />
mehreren Stellen von OptiSense-<br />
Systemen berührungslos geprüft<br />
wird. Mit dem photothermischen<br />
Messverfahren steht eine schnelle,<br />
quantitative Schichtdickenbestimmung<br />
zur Verfügung, die genaue,<br />
reproduzierbare Ergebnisse liefert.<br />
Allerdings sind kurze Taktzeiten<br />
und beengte Platzverhältnisse an<br />
der Tagesordnung und bedeuten<br />
einige ganz besondere Herausforderungen.<br />
Um die Qualität der<br />
Beschichtung insgesamt beurteilen<br />
zu können, wird wie oben skizziert<br />
an mehreren Stellen gemessen.<br />
Aber die Messzeit lässt sich<br />
physikalisch bedingt nicht beliebig<br />
verkürzen. Das Anfahren mehrerer<br />
Messpunkte nacheinander dauert zu<br />
lange und für eine simultane Mehrpunktmessung<br />
sind die konventionellen,<br />
am Markt verfügbaren Sensoren<br />
schlichtweg zu groß.<br />
Deshalb wurde ein System entwickelt,<br />
das mehrere Punkte gleichzeitig<br />
vermessen kann und dessen<br />
Sensoren klein genug sind, um sie<br />
im eng begrenzten Bauraum nebeneinander<br />
unterzubringen. Nach nur<br />
viermonatiger Entwicklungszeit entstand<br />
mit dem PaintChecker industrial<br />
n-gauge ein photothermisches<br />
Messsystem zur berührungslosen,<br />
zerstörungsfreien Schichtdickenmessung,<br />
dass mehrere Sensorköpfe<br />
gleichzeitig ansteuern kann.<br />
Es eignet sich für feuchte und trockene<br />
organische Beschichtungen<br />
wie Farben, Lacke und Pulver auf<br />
Metall, Gummi und Keramik. Das<br />
System besteht aus einem zentralen<br />
Controller, an den bis zu acht<br />
Sensoren über Kabel anschließbar<br />
sind. Zur softwareseitigen Integration<br />
in die Fertigungsanlage hat der<br />
PaintChecker industrial n-gauge verschiedene<br />
Schnittstellen zu einer<br />
übergeordneten SPS.<br />
Performance-Parameter<br />
für Anwendungen in der<br />
Elektromobilität<br />
Indem der Strahlengang der Optik<br />
um 90° gefaltet wurde, gelang es,<br />
Fazit<br />
Dieses Whitepaper formuliert<br />
Lösungsangebote für die Großserienproduktion<br />
aller drei Lithium-Ionen-<br />
Batterieformate (Rund-, Prisma-,<br />
Pouch-Zelle) in gleich mehreren<br />
Herstellungsstadien: beim Slurryauftrag,<br />
in der Produktion der Elektrodenfolien,<br />
im Cell-Finishing und bei<br />
der Gehäuselackierung. Mit der von<br />
OptiSense entwickelten photothermischen<br />
Messtechnik erhalten Hersteller<br />
von Lithium-Ionen-Batterien<br />
ein „Frühwarnsystem“ an die Hand,<br />
dass Batteriefolien bereits vor dem<br />
Trocknen und auch über mehrere<br />
Produktionsschritte hinweg prüfen<br />
kann und damit Ausschuss deutlich<br />
minimiert. Beschichtungsdicken<br />
– immer unter den Aspekten<br />
der Kostensenkung, Ressourcenschonung<br />
und Sicherheit – sind<br />
der Flaschenhals in der Batterieproduktion.<br />
Die Referenzen und die<br />
Alleinstellungsmerkmale der Prüflösungen<br />
von OptiSense schaffen<br />
beste Voraussetzungen, sich nachhaltig<br />
und langfristig in dem Zukunftsfeld<br />
Batteriefertigung zu positionieren<br />
und sind Basis für eine wettbewerbsfähige<br />
Zellfertigung. ◄<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 17
Qualitätssicherung<br />
Form, Welligkeit und Rauheit bestimmen die Funktion<br />
Optische Oberflächenmesstechnik für mehr<br />
Fertigungsqualität<br />
Bild 1: Optische Messverfahren als berührungslose und zerstörungsfreie<br />
Analyse- und Prüfmethode erschließen für Qualitätskontrolle und<br />
Fertigungsoptimierung viele Möglichkeiten, da sie für nahezu alle<br />
Materialien einsetzbar sind und sich auch für empfindliche Oberflächen<br />
eignen<br />
Oberflächeneigenschaften spielen<br />
bei vielen Produkten eine wichtige<br />
Rolle, da sie nicht nur Haptik<br />
und Ästhetik, sondern auch<br />
mechanisches, elektrisches oder<br />
chemisches Verhalten beeinflussen<br />
können. Informationen über<br />
die Ebenheit oder Rauheit bilden<br />
deshalb eine wichtige Grundlage<br />
für Optimierungen. Mit ihrer Hilfe<br />
lassen sich z. B. Reibung erhöhen<br />
oder vermindern, Verschleiß minimieren,<br />
die Unempfindlichkeit gegenüber<br />
äußeren Einflüssen steigern<br />
oder die Übertragungsfähigkeit<br />
verbessern. Da die Oberfläche<br />
Ergebnis eines oft mehrstufigen<br />
Herstellungsprozesses ist,<br />
Autoren:<br />
Dr.-Ing. Özgür Tan (links),<br />
Jan Zepp (mittig), Polytec GmbH<br />
und Ellen-Christine Reiff,<br />
M.A. (rechts),<br />
Redaktionsbüro Stutensee ‚<br />
Polytec GmbH<br />
info@polytec.de<br />
www.polytec.com<br />
kann nur ein sorgsam abgestimmter<br />
und qualitätsüberwachter Fertigungsprozess<br />
zum gewünschten<br />
Ergebnis führen. Optische Messverfahren<br />
als berührungslose und zerstörungsfreie<br />
Analyse- und Prüfmethode<br />
(Bild 1) erschließen hier interessante<br />
Möglichkeiten, da sie für<br />
nahezu alle Materialien einsetzbar<br />
sind und sich auch für empfindliche<br />
Oberflächen eignen.<br />
Traditionelle<br />
Oberflächenmessungen<br />
Traditionell werden für Oberflächenmessungen<br />
meist noch taktile<br />
Messgeräte eingesetzt. Besonders<br />
verbreitet ist das sogenannte<br />
Tastschnittverfahren. Dabei wird eine<br />
feine Diamant-Tastspitze über die<br />
Oberfläche geführt und durch die<br />
Oberflächentextur vertikal ausgelenkt.<br />
Die Information über die Oberfläche<br />
wird somit zweidimensional<br />
entlang eines Profils gewonnen. Das<br />
Verfahren ist in einschlägigen Normen<br />
wie der DIN EN ISO 3274 oder<br />
DIN 4287 ausführlich beschrieben<br />
und hat sich in der Praxis durchaus<br />
bewährt. Inwieweit die Reduzierung<br />
der Oberfläche auf einen<br />
Profilschnitt ausreichende Ergebnisse<br />
liefert, hängt aber von den<br />
Anforderungen ab, denn das Ergebnis<br />
für den Rauheitskennwert wird<br />
stark von der gewählten Messposition<br />
beeinflusst. Die Beschreibung<br />
der Oberflächenbeschaffenheit als<br />
Profilschnitt genügt deshalb in der<br />
Regel nicht für Aussagen über die<br />
Funktionalität der gesamten Oberfläche<br />
oder für eine Optimierung<br />
der Fertigung. Dies ist bei der dreidimensionalen<br />
optischen Messung<br />
anders, da sie über die gesamte<br />
Oberfläche detektieren kann. Bei<br />
dem berührungslosen Verfahren<br />
sind zudem Beschädigungen der<br />
Oberfläche ausgeschlossen (Bild 2).<br />
Die Wahl der<br />
Grenzwellenlänge<br />
Rauheit, Form und Welligkeit<br />
sind bei der optischen Oberflächenmessung<br />
keine scharf voneinander<br />
abgegrenzten Merkmale,<br />
die separiert nebeneinander vorliegen.<br />
Stattdessen lässt sich eine<br />
Oberfläche als Überlagerung zahlreicher<br />
Wellenlängen beschreiben,<br />
wobei der Übergang von den besonders<br />
langwelligen Formanteilen über<br />
die Welligkeitsanteile bis hin zu den<br />
kurzwelligen Rauheitsanteilen fließend<br />
ist (Bild 3). Für die Separierung<br />
sind Frequenzfilter zuständig.<br />
Durch Anwendung dieser Tief- bzw.<br />
Hochpassfilter mit Gauß-Charakteristik<br />
liegt dann der weiteren Auswertung<br />
ein bandbreitenbegrenztes<br />
Profil bzw. eine bandweitenbegrenzte<br />
Oberfläche vor. Der Wahl<br />
der jeweiligen Grenzwellenlängen<br />
kommt dabei eine zentrale Bedeutung<br />
zu, denn je nach Einstellung<br />
können sich unterschiedliche Messwerte<br />
für die gesuchte Messgröße<br />
ergeben.<br />
Die Messketten<br />
für die flächen- bzw. profilhafte<br />
Auswertung, die sich heute auf<br />
die optische Messtechnik anwenden<br />
lassen, sind in den Normenreihen<br />
ISO 25178 bzw. ISO 4287<br />
Bild 2: Eine taktile Höhenmessung hat 70 nm tiefe Kratzer in der Oberfläche<br />
hinterlassen, die in der selben Größenordnung liegen wie die zu messende<br />
Stufe<br />
18 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Bild 3: Übergang der Oberflächenbestandteile<br />
beschrieben. Bei der profilhaften<br />
Messung werden die Grenzwellenlänge,<br />
die Einzelmessstrecke und<br />
die Auswertelänge in Abhängigkeit<br />
von der Oberflächeneigenschaften<br />
auf Grundlage einer Tabelle ermittelt.<br />
Hierzu werden die zu erwartenden<br />
Texturparameter zunächst<br />
geschätzt und dann Testmessungen<br />
durchgeführt. Für die flächenhafte<br />
Messung gibt es keine vergleichbare<br />
Tabelle, es ist jedoch empfehlenswert,<br />
dieselben oder ähnliche<br />
Werte als Basis für Testmessungen<br />
zu wählen. Die häufig in<br />
der Praxis angewendeten Amplituden<br />
und Höhenparameter wurden<br />
weitgehend in der neueren<br />
Norm auf die flächenhafte Auswertung<br />
erweitert. Dabei hat die<br />
flächige Messung und Auswertung<br />
der Topografie den Vorteil, dass<br />
sie nicht von der Wahl der Messposition<br />
abhängt und somit – vor<br />
allem bei inhomogenen oder fehlerhaften<br />
Oberflächen – zuverlässigere<br />
Ergebnisse liefert (Bild 4).<br />
Kenngrößen in der<br />
Oberflächenmesstechnik<br />
Für die Vielzahl der Kenngrößen<br />
aus den Profilnormen ISO 4287 und<br />
ISO 13565 findet sich ein Äquivalent<br />
in der neueren Flächennorm<br />
ISO 25178. Darüber hinaus bietet<br />
die flächenhafte Auswertung<br />
der Topografie jedoch aufgrund<br />
der hinzukommenden Dimension<br />
zusätzliche Möglichkeiten, die eine<br />
funktionsorientierte Bewertung der<br />
Oberfläche erlauben. Materialanteilkurven,<br />
die auf flächenhaft ermittelten<br />
Daten beruhen, machen es<br />
beispielsweise möglich, das funktionale<br />
Verhalten einer Oberfläche<br />
zu beschreiben (Bild 5a, b). Hinzukommen<br />
können noch weitere Auswertungen,<br />
die auf Materialvolumen-<br />
oder Topografieparametern<br />
basieren und zusätzliche Erkenntnisse<br />
liefern.<br />
Fazit<br />
Zusammenfassend lässt sich<br />
sagen, dass die profilhafte<br />
2D-Oberflächenmesstechnik mittelfristig<br />
wohl nur dort weiter sinnvoll<br />
sein wird, wo ihre Aussagekraft<br />
Bild 4: Bei Oberflächen mit zufällig verteilten Strukturen ist der Messwert<br />
bei profilhafter Rauheitsmessung abhängig von der Messposition.<br />
Flächenhafte Rauheitskennwerte liefern stabilere und zuverlässigere<br />
Ergebnisse<br />
ausreicht. Die flächenhafte Charakterisierung<br />
der Oberfläche mit<br />
Hilfe der optischen 3D-Messtechnik<br />
bietet wesentlich mehr Möglichkeiten.<br />
Messeinrichtungen<br />
sollten deshalb spätestens dann<br />
ergänzt oder ersetzt werden, wenn<br />
2D-Kennwerte die Charakteristik<br />
oder Funktion einer Oberfläche<br />
Weitere Informationen unter: https://www.polytec.com/de/rauheitsmessung<br />
nicht mehr ausreichend genau<br />
oder nur unzuverlässig beschreiben<br />
können. Dann liefert die dreidimensionale<br />
optische Messtechnik<br />
nicht nur eine funktions- und strukturorientierte<br />
Auswertung, sondern<br />
auch ein für die menschliche Auffassungsgabe<br />
leichter verständliches<br />
Abbild der Oberfläche. ◄<br />
Bild 5a,b: Aus der Materialanteilkurve lassen sich funktionsrelevante Eigenschaften einer Oberfläche ableiten<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 19
Qualitätssicherung<br />
Wie lässt sich die Batteriequalität sicherstellen?<br />
Der Aufschwung der Elektromobilität<br />
ist unaufhaltsam. Dabei bezieht<br />
sich dies nicht nur auf Pkw, sondern<br />
auch auf vollelektrisch angetriebene<br />
Busse und sonstige Nutzfahrzeuge.<br />
Das Herzstück aller Erfolg versprechenden<br />
Mobilitätskonzepte sind<br />
dabei die zum Einsatz kommenden<br />
Traktionsbatterien, die die notwendige<br />
Leistung bieten, damit Fahrer<br />
und Fahrgäste sicher an ihr Ziel<br />
gelangen. Sicherheit bezieht sich<br />
hier auf zwei Aspekte: einerseits die<br />
Reichweite (die sich über eine ausreichende<br />
Ladesäuleninfrastruktur<br />
sowie die Ladekapazität von Batterien<br />
sicherstellen lässt) und andererseits<br />
die Eigensicherheit der Batterien.<br />
Zitat ADAC: „Eigensicher<br />
bedeutet, dass der Stromfluss der<br />
Batterie unterbunden wird, wenn<br />
im System ein Defekt auftritt.“ Im<br />
Klartext: Kommt es zum Beispiel<br />
zu einem Unfall, wird die Batterie<br />
sofort automatisch von den anderen<br />
Hochvoltkomponenten und den<br />
Hochvoltkabeln getrennt, sodass<br />
dort keine Spannung mehr anliegt.<br />
In diesem Text soll es aber nicht<br />
um konstruktive Aspekte in Bezug<br />
auf die Reichweite noch die Eigensicherheit<br />
bei Unfällen oder sonstigen<br />
unerwarteten Ereignissen<br />
gehen. Hier geht es um die Frage<br />
der grundlegenden Batteriequalität.<br />
Wie lässt sich sicherstellen, dass<br />
Batterien, die in Fahrzeuge eingebaut<br />
werden, keine Defekte aufweisen,<br />
in einsatzbereitem Zustand<br />
sind und die anvisierte Leistung<br />
bereitstellen?<br />
Effiziente Batterieherstellung<br />
mit umfänglicher<br />
Qualitätssicherung<br />
Eines ist dabei – wie auch bei<br />
sonstigen Fertigungsprozessen –<br />
klar: Wenn die Qualitätssicherung<br />
erst am Ende der Fertigung (EOL)<br />
erfolgt, verschenken Batteriehersteller<br />
viel Potenzial zur Minimierung<br />
von Arbeits- und Kostenaufwand.<br />
Für eine effiziente Batterieherstellung<br />
mit umfänglicher Qualitätssicherung<br />
bedarf es verteilter und<br />
dezentraler Konzepte, die an den<br />
entscheidenden Stellen in den Fertigungsprozess<br />
integriert werden.<br />
Dabei gilt es aber auch eine übergreifende<br />
Teststrategie zu implementieren,<br />
die den Gesamtprozess<br />
und das Produkt optimal abbildet<br />
und einen detaillierten Qualitätsreport<br />
am Ende der Wertschöpfungskette<br />
generiert.<br />
Systemlösung<br />
batterieinspektor<br />
Die Systemlösung aus dem Hause<br />
ProNES automation GmbH, welches<br />
im vergangenen Jahr unter der Markenbezeichnung<br />
batterieinspektor<br />
eingetragen wurde, bietet die Möglichkeit,<br />
die Qualitätssicherung in<br />
der erforderlichen gestaffelten Form<br />
durchzuführen. Die Prüf parameter<br />
lassen sich dabei gemäß den Erfordernissen<br />
für den jeweiligen Prozessstatus<br />
und abhängig vom jeweiligen<br />
Batterietyp einbinden:<br />
• Prüfung der einzelnen Batteriezelle<br />
als Wareneingangsprüfung<br />
• Funktionsprüfung und Balancing<br />
der montierten Batteriemodule<br />
• Funktionsprüfung und Sicherheitsprüfungen<br />
am BMS<br />
• Gesamttest des endmontierten<br />
Batteriepacks und SoC-Angleich<br />
Die aus dem Einsatz in der Produktion<br />
entstandene Systemlösung<br />
mit modularer Struktur gewähr leistet<br />
eine einfache Integration in die kundenspezifischen<br />
Fertigungsumgebungen<br />
und gestattet es, die gewählte<br />
Lösung an die spezifischen Anforderungen<br />
anzupassen, um im Zuge<br />
weiterer technischer Innovationen<br />
bei der Batterietechnik die Lösung<br />
bedarfsgerecht zu skalieren. Dabei<br />
sind die allgemein definierten Anforderungen<br />
der Automobilindustrie, als<br />
Beispiel sei hier die Einhaltung der<br />
LV123 genannt, vollständig berücksichtigt<br />
und integriert.<br />
Aufbau des<br />
batterieinspektor<br />
Der batterieinspektor ist modular<br />
augebaut. Er besteht aus Soft- und<br />
Hardware-Modulen. Die im Basissystem<br />
definierten Module beschreiben<br />
das grundlegende Softwareund<br />
Hardwarefundament für eine<br />
Prüfanlage, welches alle Voraussetzungen<br />
für die Konfiguration einer<br />
bedarfsorientierten QS-Lösung bietet.<br />
Neben der erforderlichen Messtechnik,<br />
den Hochvoltkomponenten<br />
und allen weiteren benötigten<br />
Stromversorgungen zählen dazu<br />
Schnittstellen, die für die weitere<br />
Verarbeitung der erfassten Daten<br />
sowie unverzichtbare Datenbankund<br />
Reporting-Funktionen erforderlich<br />
sind.<br />
Dieses Basissystem lässt sich<br />
anschließend modular an das jeweilige<br />
Anforderungsprofil anpassen.<br />
Hier seien nur drei Module genannt,<br />
die sich in unserer täglichen Praxis<br />
als zentral herausgestellt haben:<br />
Klimamodul<br />
Mit dem Klimamodul lässt sich<br />
ein Batteriepack mit liquidem Kühlkreislauf<br />
(Wasser-Glykol-Mischung)<br />
aktiv temperieren. Es bietet somit<br />
alle Funktionen zur Einstellung von<br />
Temperaturvorgaben mit geregeltem<br />
Durchfluss und Druck. Die Temperaturspanne<br />
beim batterieinspektor<br />
reicht von -10 °C bis +100 °C. Ein<br />
eigener Echtzeitcontroller überwacht<br />
die benötigte Prozesstechnik.<br />
Der Controller kommuniziert mit<br />
dem übergeordneten MSR-Modul,<br />
um aus den Prüfsequenzen heraus<br />
die gewünschten Verhältnisse einzustellen.<br />
Bevor die Kühlflüssigkeit<br />
eingebracht wird, erfolgt an<br />
den Anschlüssen eine Druckprüfung.<br />
Nach Abschluss der Prüfroutinen<br />
wird das Kühlmittel wieder entleert<br />
und der gesamte Kreislauf des<br />
Wärmetauschersystems mit Druckluft<br />
freigeblasen. Überwachte Aktivkohlefilter<br />
im Klimatisierungssystem<br />
stellen die benötigte Sauberkeit des<br />
Kühlmediums sicher.<br />
20 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Qualitätssicherung<br />
Qualitätssicherung durch automatisierte Tests<br />
emtrion nutzt das Integrationssystem LAVA<br />
für automatisierte Tests von Embedded Systemen.<br />
Durch die Integration der Anwendung<br />
unterstützt emtrion Kunden bei einer adäquaten<br />
und dauerhaften Qualitätssicherung.<br />
Komplexe Systeme unterliegen einer fortlaufenden<br />
Weiterentwicklung. Ein wachsender<br />
Funktionsumfang durch neue Hardware<br />
oder Softwareupdates erfordert eine regelmäßige<br />
Überprüfung des Systems. Automatisierte<br />
Tests ermöglichen eine effiziente, vordefinierte<br />
Kontrolle. Alle erforderlichen Tests<br />
werden so zuverlässig und kontinuierlich abgedeckt<br />
und sind reproduzierbar.<br />
Die Qualitätskontrolle mithilfe von LAVA ermöglicht<br />
die Ausführung benutzerdefinierter Tests<br />
auf einer Vielzahl unterschiedlicher Hardwaretypen<br />
von Projekten jeder Größe. Die Integration<br />
deckt einfache Boot-Tests bis hin zu hardwaregebundenen<br />
Tests auf Systemebene ab.<br />
Nach Einrichtung erfolgen diese systematisch,<br />
automatisiert sowie manuell. So kann bereits<br />
während als auch nach der Entwicklungsphase<br />
die Funktionalität des Systems zu jedem Zeitpunkt<br />
sichergestellt werden.<br />
Als Dienstleister für Entwicklungen von Embedded<br />
Systemen unterstützt emtrion beim Aufbau<br />
einer benutzerdefinierten, effizienten und<br />
qualitativ hochwertigen Testinfrastruktur. das<br />
Unternehmen bietet Support für den gesamten<br />
Life Cycle Prozess des Produkts.<br />
• emtrion GmbH<br />
mail@emtrion.com<br />
www.emtrion.de<br />
ponente rekonstruieren. Dies bietet<br />
die Möglichkeit, Probleme zielgenau<br />
an den kritischen Stellen<br />
anzugehen. Gleichzeitig gestatten<br />
es die erfassten Daten, Potenziale<br />
für die Prozessoptimierung besser<br />
auszuschöpfen. Da eine eindeutige<br />
Zuordnung der Daten zu den vielfältigen<br />
Komponenten möglich ist,<br />
lassen sich die fertigungsinternen<br />
Arbeitsschritte sowie die betrieblichen<br />
Abläufe im Umfeld besser<br />
planen und in Echtzeit steuern.<br />
Abschließend sorgt der batterieinspektor<br />
auch dafür, dass der Auslieferungszustand<br />
(SoC) für die Batterien<br />
hergestellt wird.<br />
Dichtheit<br />
Dieses Modul dient zur automatischen<br />
Überprüfung der Dichtheit<br />
der Wärmetauschereinheit und<br />
der Anschlussstutzen. Es werden<br />
zwei unterschiedliche Verfahren<br />
angewandt:<br />
• Druck- und Durchflussmessung<br />
an den Anschlussstutzen<br />
• Differenzdruckmessung der<br />
Wärme tauschereinheit<br />
Bei der Differenzdruckmessung<br />
wird der Prüfling mit einem definierten<br />
Prüfdruck beaufschlagt. Nach einer<br />
Beruhigungsphase wird anschließend<br />
der Druckverlust gemessen.<br />
Da die Messung an zwei Seiten<br />
integriert wird, sind Drücke bis<br />
20 bar realisierbar, aber auch sehr<br />
kleine Druckbereiche und Leckraten.<br />
Traceability<br />
Traceability bzw. Rückverfolgbarkeit<br />
ist ein entscheidendes Kriterium<br />
für Smart Factorys zur Batteriefertigung.<br />
Sollten trotz aller QS-<br />
Maßnahmen Probleme bei den fertigen<br />
Batteriepacks auftreten, lässt<br />
sich die Fertigungskette bei entsprechender<br />
Konfiguration Schritt für<br />
Schritt und Komponente für Kom-<br />
Fazit<br />
Im erprobten Gesamtpaket sorgt<br />
eine vollumfängliche, modulare Systemlösung<br />
zur Batterieprüfung dafür,<br />
dass sich die Batteriefertigung in<br />
der Smart Factory umsetzen und<br />
optimal an die Kundenbedürfnisse<br />
anpassen lässt. Dies erlaubt es<br />
allen Batterieherstellern, Batteriesysteme<br />
zu liefern, die allen Qualitätsanforderungen<br />
gerecht werden.<br />
• ProNES automation GmbH<br />
www.prones.de<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 21
Qualitätssicherung<br />
Mit Cobots erfolgreich automatisierte<br />
Elektronik-Funktionstests umsetzen<br />
Frank Elektronik verdoppelt Produktionskapazität mit Hilfe einer kollaborativen Robotik-Lösung von TQ<br />
Dieser legt sie in eine Zwischenablage,<br />
entnimmt dort die Flachbaugruppe<br />
aus dem Gerät und legt<br />
sie in den Tester ein. Dann schließt<br />
er den Deckel der Testvorrichtung<br />
und scannt über einen Barcode die<br />
Seriennummer ein, was das Signal<br />
für den Testbeginn ist.<br />
forderungen war es daher, dass der<br />
Cobot zwei verschiedene Flachbaugruppen<br />
gleichzeitig greifen kann“.<br />
Diese Anforderung löst der eingesetzte<br />
Franka-Emika-Roboter über<br />
einen Doppelgreifer, der es ihm ermöglicht,<br />
die zwei Varianten ohne<br />
Umrüstung zu verarbeiten.<br />
Agilität ist für Elektronikhersteller<br />
der Schlüssel zum Erfolg. Doch die<br />
in der Branche stets steigenden Qualitätsansprüche<br />
sowie eine von Kunden<br />
zunehmend gewünschte Individualisierbarkeit<br />
von Produkten und<br />
auch der wachsende Kostendruck in<br />
der Produktion lassen sich nur mit<br />
Hilfe cleverer Prozessautomatisierung<br />
bewältigen. Das hat auch die<br />
Firma Frank Elektronik erkannt. Der<br />
Elektronik-Dienstleister setzt beim<br />
Testen von Flachbaugruppen auf<br />
eine kollaborative Robotik-Lösung<br />
von TQ und profitiert seither von<br />
einem stabilen, hochpräzisen Testprozess<br />
sowie der Verdopplung seiner<br />
Produktionskapazität. Darüber<br />
hinaus sorgt der eingesetzte Cobot<br />
(kollaborative Roboter) auch für<br />
eine erhebliche Arbeitserleichterung<br />
der Werkarbeiter, da er ihnen<br />
die monotone, manuelle Testtätigkeit<br />
abnimmt und damit Kapazitäten<br />
für die anspruchsvollere Montage-<br />
Arbeit schafft.<br />
Wer ist Frank Elektronik?<br />
Frank Elektronik aus Traunstein<br />
ist Teil der Elektronik Gruppe, einem<br />
überregionalen Verbund mittelständischer<br />
EMS-Dienstleistern. Das<br />
Unternehmen ist auf Lichttechnik<br />
sowie die Bestückung von Platinen<br />
und Baugruppen spezialisiert.<br />
Seit Ende 2020 hat Frank Elektronik<br />
jetzt eine Robotik-Lösung von<br />
TQ für den automatisieren Funktionstest<br />
zweier verschiedener Flachbaugruppen<br />
im Einsatz. „Bevor wir<br />
den Cobot im Einsatz hatten, haben<br />
bei uns dieselben Mitarbeiter den<br />
Testvorgang ausgeführt, die auch<br />
die nachfolgende Montage der Leiterplatten<br />
übernehmen“, erinnert<br />
sich Wolfgang Meyer, verantwortlich<br />
für das Prozess-Engineering<br />
bei Frank Elektronik. „Pro Schicht<br />
haben wir damals zwischen 430<br />
und 450 Geräte gefertigt. Seitdem<br />
der Cobot jetzt das Test-Handling<br />
übernimmt und die Mitarbeiter nur<br />
noch montieren, konnten wir unsere<br />
Produktionskapazität verdoppeln“,<br />
freut sich Meyer.<br />
Unterschiedliche<br />
Baugruppen gleichzeitig<br />
testen<br />
Konkret sieht der Anwendungsfall<br />
bei Frank Elektronik so aus:<br />
Die zwei verschiedenen zu testenden<br />
Gerätevarianten werden in ein<br />
Einlaufband gelegt und dann – je<br />
nach Variante – in zwei separaten<br />
Spuren zum Cobot transportiert.<br />
Gut oder schlecht?<br />
Nach Abschluss der Prüfung öffnet<br />
er den Deckel und das Testprogramm<br />
schickt ein „Gut“- oder<br />
„Schlecht“-Signal an die Steuerung.<br />
Somit weiß der Cobot, wo er<br />
die Einheit ablegen muss: Die als<br />
gut bewerteten Geräte in den grünen<br />
Bereich des Auslaufbands, die<br />
Ausfälle in den roten. Insgesamt dauert<br />
ein Testvorgang ungefähr 100<br />
Sekunden. „Wir haben zwei Testeinrichtungen<br />
im Einsatz – für jeden<br />
Gerätetyp einen“, erläutert Meyer.<br />
„Eine der mechanischen Heraus-<br />
Einfache und<br />
selbsterklärende<br />
Bedienbarkeit des Cobots<br />
Generell kann der Cobot verschiedene,<br />
zu automatisierende Bewegungsabläufe<br />
per handgeführter,<br />
manueller Vorgabe lernen und lässt<br />
sich ganz einfach und intuitiv über<br />
ein Touchdisplay bedienen. Für die<br />
Programmierung verschiedener<br />
Abläufe (z. B. das Greifen eines<br />
Gegenstandes) werden aus einem<br />
Menü per Drag-and-Drop auf dem<br />
Laptop verschiedene Apps ausgewählt,<br />
angeordnet, und der Roboter<br />
führt sie dann aus. „Mit der richtigen<br />
Programmierung der von TQ<br />
zur Verfügung gestellten Apps konnten<br />
wir die komplette Zykluszeit des<br />
Testablaufs seit Projektbeginn sukzessive<br />
nochmal um 30 Prozent<br />
verringern“, freut sich Meyer. Die<br />
Bewegungsgeschwindigkeit ist mittlerweile<br />
perfekt auf die Dauer des<br />
Testprozesses eingestellt, so dass<br />
dieser an sich die Performance-<br />
Grenze markiert, nicht der Cobot.<br />
„Wir stehen mit unserem Prozess<br />
circa bei 80 Prozent von dem, was<br />
der Cobot theoretisch verarbeiten<br />
könnte“, erläutert Meyer.<br />
22 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Qualitätssicherung<br />
Vernetzte Online-Farbmesstechnik zur Qualitätssicherung<br />
Farbmesstechnik zur Qualitätssicherung<br />
wird am effektivsten im<br />
Produktionsprozess eingesetzt.<br />
Eine Vernetzung bis hin zur Anlagensteuerung<br />
bereits in vorgelagerten<br />
Produktionsprozessen<br />
verhindert Ausschuss. Dieses Verfahren<br />
ist besonders ressourcenschonend<br />
und leistet einen wertvollen<br />
Beitrag zur Verringerung<br />
der Umweltbelastung. Sehr gut<br />
geeignet hierfür sind die Online-<br />
Spektralphotometer sph IPM und<br />
sph9i der ColorLite GmbH. Die<br />
hochpräzisen Geräte werden je<br />
nach Produkt und Kundenanforderungen<br />
unterschiedlich konfiguriert,<br />
mit jeweils abgestimmten<br />
Messgeometrien, Schnittstellen<br />
zum Prozessleitstand und der<br />
Anlagensteuerung. Durch die einfache<br />
und logische Menüführung<br />
kann der Bediener die Messwerte,<br />
sowie Status und Alarmhinweise<br />
in Echtzeit einsehen – auf integriertem<br />
Touchscreen oder integriert<br />
in kundeneigener Prozesssoftware.<br />
Auch in rauer Produktions-umgebung<br />
ist die Messtechnik<br />
durch massive Aluminiumgehäuse<br />
vor Staub und Wasser nach<br />
IP65 geschützt. Für langjährige<br />
Stabilität werden ausschließlich<br />
Hochleistungs-LEDs als Lichtquelle<br />
eingesetzt. Die ColorLite<br />
GmbH entwickelt und produziert<br />
am Standort und bietet hoch individualisierte<br />
Inline-Lösungen für<br />
eine Vielzahl von Anwendungsbereichen<br />
wie zum Beispiel die<br />
Inspektion von Warenbahn (Folien,<br />
Stahl, Aluminium, Papier, Gewebe),<br />
Extrudat, Granulat und Pulvermessung.<br />
Das Portfolio beinhaltet<br />
außerdem mobile Handmessgeräte<br />
und Labormessgeräte mit<br />
moderner QS-Software.<br />
Control, Halle 4, Stand 4208<br />
• ColorLite GmbH<br />
www.colorlite.de<br />
Selbsterklärende<br />
Programmierung<br />
Ein großer Vorteil des Cobot-Systems<br />
ist, dass die Programmierung<br />
selbsterklärend ist. „Ich habe noch<br />
nie einen Programmierkurs besucht<br />
und bin trotzdem sofort mit der<br />
Lösung klargekommen“, so Meyer.<br />
„In den ersten zwei Monaten haben<br />
wir viel ausprobiert und im Februar<br />
2021 den Umbau auf den zweiten<br />
Teststationen voll zogen. Insgesamt<br />
hat es dann ungefähr vier Wochen<br />
gedauert, bis wir den Prozess so<br />
modelliert hatten, wie er jetzt läuft“.<br />
Auch die Mitarbeiter, die die Vorrichtung<br />
betreiben, können ganz<br />
ohne Robotik-Vorkenntnisse und nur<br />
mit einer kleinen Einweisung problemlos<br />
einen Programmwechsel<br />
durchführen oder den Cobot nach<br />
einem potenziellen Stillstand wieder<br />
in Gang bringen. Das scheint<br />
jedoch nicht nötig, denn aktuell<br />
läuft die Cobot-Lösung bereits<br />
seit über sechs Wochen durchgängig<br />
und ohne irgendwelche ungeplanten<br />
Stillstände. „Im Endeffekt<br />
braucht sie mich nicht mehr“, resümiert<br />
Meyer.<br />
Flexibles Umrüsten auf neue<br />
Produkte spart Zeit und<br />
Geld<br />
Die Station wird es, so wie sie aktuell<br />
aufgebaut ist, schon bald nicht<br />
mehr geben, da die Produkte durch<br />
Nachfolgeprodukte abgelöst werden.<br />
Das Set-up wird dann zwar ähnlich,<br />
jedoch um einen Schritt erweitert<br />
sein, denn die neuen Geräte müssen<br />
auch im geschlossenen Zustand<br />
nochmal geprüft werden. „Wegen<br />
dieses Produktwechsels wäre die<br />
aktuelle Station früher nicht mehr<br />
brauchbar gewesen bzw. hätten wir<br />
sie komplett umbauen und alle Komponenten<br />
neu beschaffen müssen“,<br />
so Meyer. Mit der Cobot-Lösung<br />
profitiert Frank Elektronik jetzt von<br />
einer schnellen Umrüstzeit auf das<br />
neue Produkt. „Wir müssen lediglich<br />
einen neuen Greifer konstruieren<br />
und gegebenenfalls andere<br />
Schalen besorgen, aber der Rest<br />
kann so bleiben, wie er ist – das<br />
ist ein riesiger Vorteil“, weiß Meyer.<br />
Spürbare Arbeitserleichterung<br />
und effiziente, stabile<br />
Prozesse<br />
Der Cobot erleichtert die Arbeit,<br />
steigert die Effizienz und schafft<br />
stabile Prozesse. Bei Frank Elektronik<br />
ist man mit der Lösung so<br />
zufrieden, dass für den zweiten<br />
Testprozess der neuen Produktlinien<br />
jetzt ein weiterer Cobot eingesetzt<br />
und die Automatisierung<br />
und damit die Produktivitätssteigerung<br />
weiter steigern soll. „Ich<br />
bin sehr positiv gestimmt, dass wir<br />
noch weitere Systeme anschaffen<br />
werden. Beispielsweise für<br />
den zweiten Test beim geschlossenen<br />
Gerät. D. h. wir werden ein<br />
zweites System anschließen, das<br />
nach der Montage dann den zweiten<br />
Test durchführen wird.“ Bisher<br />
konnte Frank Elektronik mit nur<br />
einem Cobot die Produktionskapazität<br />
bereits verdoppeln und seine<br />
Mitarbeitenden gezielter für die<br />
Montage einsetzen. Diese müssen<br />
jetzt nicht mehr die Teststation<br />
bedienen und die einzelnen<br />
Tests abwarten, sondern können<br />
durchgehend ihrer Montagetätigkeit<br />
folgen. „Der Cobot ist<br />
für uns wirklich eine extrem hilfreiche<br />
Hand“, so das Fazit von<br />
Wolfgang Meyer.<br />
• TQ-Systems GmbH<br />
www.tq-robotics.com<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 23
Qualitätssicherung<br />
Automatische Anschlussüberwachung<br />
für pneumatische Förderanlagen<br />
Kupplungsbahnhöfe mit RFID absichern<br />
Je nach Schreib-/Lesekopf- und Tag-Durchmesser sind mit zylindrischen Typen bis zu 60 mm Schreib-/Leseabstand<br />
möglich, mit C44-Typ bis ~80 mm<br />
Für fluidisierbare Stoffe wie Pulver,<br />
Granulate, Sande etc. bietet sich für<br />
den Transport eine pneumatische<br />
Förderung als sichere und saubere<br />
Lösung an. Über sogenannte Kupplungsbahnhöfe<br />
lassen sich die Stoffströme<br />
dann leicht auf die jeweils<br />
erforderlichen Anlagen, Reaktoren<br />
oder Mischer verteilen. Oft werden<br />
die Schläuche manuell angeschlossen<br />
und umgesteckt. Das ist zwar<br />
preiswert, allerdings gab es bisher<br />
keine einfache automatische Kontrolle,<br />
um falsche Anschlüsse oder<br />
fehlende Schläuche bzw. Abschlusskappen<br />
zu erkennen. Eine nachvoll-<br />
Autor:<br />
Norbert Matthes,<br />
Technischer Vertriebs-Manager<br />
RFID<br />
Contrinex Sensor GmbH<br />
info@contrinex.de<br />
www.contrinex.de<br />
ziehbare Qualitätskontrolle war so<br />
kaum möglich. Mit RFID-Tags und<br />
Schreib-/Leseköpfen mit IO-Link<br />
lassen sich nun alle Komponenten<br />
erkennen, eindeutig zuordnen und<br />
automatisch überwachen. So ist eine<br />
durchgängige Qualitäts- und Ablaufkontrolle<br />
auch bei großen Anlagen<br />
gewährleistet. Im Zeitalter elektronischer<br />
Steuerungen mit Wartungsfunktionen<br />
und online-Qualitätsüberwachung<br />
sind auch bei hydraulischen<br />
Aggregaten zunehmend<br />
Sensoren gefragt, die den speziellen<br />
Anforderungen der Hydraulik<br />
gerecht werden. Schließlich gehören<br />
richtig ausgelegte Hydraulik -<br />
systeme zu den robustesten Systemen<br />
im Anlagenbau. Daher müssen<br />
auch die eingesetzten Sensoren<br />
selbst unter rauesten Bedingungen<br />
ihre Widerstandsfähigkeit beweisen.<br />
Zuverlässige pneumatische<br />
Schüttgutförderung<br />
Ob bei Massenprodukten wie<br />
in der Lebensmittel-, Kunststoff-<br />
oder Keramikverarbeitung oder bei<br />
besonders sensitiven Produktionen<br />
in der Pharma- und Biotechnologie,<br />
die saubere, zuverlässige pneumatische<br />
Schüttgutförderung hat<br />
sich in vielen Bereichen durchgesetzt.<br />
Ähnlich dem Schienenverkehr<br />
erlauben Rohrweichen und Kupplungsbahnhöfe<br />
eine einfache Verteilung<br />
der Förderströme nach Bedarf<br />
(Bild 1). Eine Einbindung in automatische<br />
Rezepturabläufe mit hundertprozentiger<br />
Kontrolle ist dabei jetzt<br />
ebenfalls möglich. Robuste RFID-<br />
Tags und Schreib-/Leseköpfe mit<br />
IO-Link erlauben nun die automatische<br />
Überwachung von Schlauch<br />
und Rohrausgang (Bild 2). So ist<br />
eine eindeutige Zuordnung gemäß<br />
Rezepturvorschrift immer sichergestellt<br />
und rückverfolgbar.<br />
Hygienisch und sicher<br />
Die Förderung im geschlossenen<br />
System einer Rohrleitung bietet viele<br />
Vorteile. Beim Übergang vom Rohr<br />
zur Umwelt besteht jedoch immer<br />
die Gefahr von Kontamination durch<br />
austretendes Gut oder eindringende<br />
Fremdstoffe, ebenso beim<br />
Anschluss von Rohren an andere<br />
Systeme. Diese Schnittstellen zur<br />
Umwelt gilt es daher besonders zu<br />
überwachen. Im einfachsten Fall verzweigt<br />
ein Förderrohr wie bei einer<br />
Weiche. Wird dabei nur jeweils ein<br />
Produkt entnommen und auch im<br />
Ziel nur ein Gut entgegengenommen,<br />
so muss trotzdem sichergestellt<br />
sein, dass bei Abnehmen des<br />
Verbindungsschlauchs per Schnellkupplung<br />
das jeweilige Förder-<br />
Bild 1: Auch manuell betätigte Kupplungsbahnhöfe lassen sich nun<br />
automatisch überwachen<br />
24 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Qualitätssicherung<br />
Bild 2: Robuste RFID-Tags und<br />
Schreib-/Leseköpfe erlauben die<br />
automatische Überwachung von<br />
Schlauch und Rohrausgang<br />
rohrende wieder sicher verschlossen<br />
ist. Dazu gibt es im allgemeinen<br />
Endkappen die ebenfalls per<br />
Schnellkupplung die Rohrleitung<br />
entsprechend schützen.<br />
Werden in Kupplungsbahnhöfen<br />
gleich mehrere unterschiedliche<br />
Güter zusammengeführt und weiterverteilt,<br />
müssen alle Komponenten<br />
nicht nur auf den richtigen Sitz,<br />
sondern auch auf eine 100 % richtige<br />
Zuordnung von Ausgang und Empfänger<br />
überwacht werden (Bild 3).<br />
Bislang wurden dafür die einzelnen<br />
Fördermittel über Schnellkupplungsschläuche<br />
manuell verbunden<br />
und der Vorgang vom Mitarbeiter<br />
quittiert. Eine automatische Überwachung<br />
des Prozesses durch die<br />
Steuerung war nicht möglich. Mit<br />
dem Einsatz von RFID Schreib-/<br />
Leseköpfen ist dieses Problem<br />
gelöst, auch die manuellen Arbeitsschritte<br />
können nun kostengünstig<br />
automatisch überwacht und bei auftretenden<br />
Abweichungen eine Warnung<br />
ausgegeben bzw. die Verbindung<br />
gesperrt werden.<br />
Praxisorientiert kontrollieren<br />
Um die unterschiedlichen<br />
Anschlüsse sicher zu kodieren und<br />
alle zulässigen Verbindungsmöglichkeiten<br />
in der Steuerung hinterlegen<br />
zu können, eignen sich berührungslose<br />
RFID-Tags und robuste<br />
Schreib-/Leseköpfe (SLK) besonders.<br />
Dazu wird an jedem Rohrausgang<br />
je ein SLK montiert, an<br />
der Rohrendkappe oder am Verbindungsschlauch<br />
ein RFID-Tag.<br />
Je nach Ausführung von Lesekopf<br />
und Tag sind so Erkennungsabstände<br />
von rund 60 mm zu erzielen.<br />
Das bedeutet, schon bevor eine<br />
Verbindung überhaupt hergestellt<br />
ist, kann die Steuerung erkennen,<br />
ob der Anschluss mit der Vorgabe<br />
übereinstimmt und gegebenenfalls<br />
warnen. Auf der anderen Seite wird<br />
nach dem Abkoppeln geprüft, ob<br />
die Rohrleitung auch wieder hygienisch<br />
dicht verschlossen wurde,<br />
sprich die richtige Blindkappe auf<br />
die Rohrleitung gesetzt wurde. Da<br />
alle Daten direkt über I/O-Link übermittelt<br />
werden, stehen diese direkt<br />
für Fehlererkennung oder auch für<br />
ein nachvollziehendes Datalogging<br />
zur Verfügung.<br />
Leicht zu installieren<br />
Die SLK in runden Gehäusen<br />
von M18 bis M30 mit Metallgewinden<br />
und integriertem M12 Steckverbinder<br />
sind für raue Umgebungsbedingung<br />
sehr robust ausgeführt.<br />
Sie sind mit allen nach ISO/IEC<br />
15693 zugelassenen RFID-Tags<br />
kompatibel. Die SLK werden einfach<br />
am jeweiligen Rohrstutzenende<br />
so befestigt, dass die Kupplung<br />
oder Kappe erst dann mechanisch<br />
einrastet, wenn der Erkennungsvorgang<br />
schon beendet ist.<br />
In der Basic-Variante arbeiten die<br />
Sensoren in Daisy-Chain-Topologie<br />
mit dem proprietären Contri-<br />
NET-Protokoll, dabei sind bis zu<br />
254 Schreib-Lesemodule in Serie<br />
möglich. Das spart Installationszeit<br />
und Ver kabelungsaufwand.<br />
In der IO-Link-Ausführung sind<br />
alle SLK in Punkt zu Punkt Topologie<br />
und Standard IO-Link Protokoll<br />
vernetzt (Bild 4). Sie können<br />
per IO-Link in zwei Modi konfiguriert<br />
werden. Die SLK arbeiten so<br />
entweder als IO-Link Module mit<br />
erweiterten Möglichkeiten für die<br />
Datenerfassung („Transponder vorhanden“,<br />
„Datenübertragung OK“,<br />
„Alarmsignals“) oder bei einer lokalen<br />
Steuerung mit reduziertem Funktionsumfang<br />
als smarter Präsenzsensor.<br />
Der Mode kann aber auch<br />
Bild 3: Werden in Kupplungsbahnhöfen gleich mehrere unterschiedliche<br />
Güter zusammengeführt, muss die 100% richtige Zuordnung von Ausgang<br />
und Empfänger überwacht werden<br />
lokal über einen RFID-Master-Tag<br />
umgeschaltet werden, der während<br />
des Startvorgangs einfach auf den<br />
jeweiligen Sensor gelegt wird.<br />
Je nach RFID-Tag (9, 16, 20<br />
und 30 mm Durchmesser) an der<br />
Schlauchseite bzw. der Endkappe<br />
können unterschiedliche Schreib-/<br />
Leseabstände gewählt werden<br />
(Bild 5). So erlaubt der kleinste<br />
Tag einen Leseabstand von 0 bis<br />
14 mm, während die größte Ausführung<br />
mit 30 mm Durchmesser bis zu<br />
60 mm Leseabstand ermöglicht. Der<br />
einheitliche Aufbau und die Standardkommunikation<br />
erlaubt einen<br />
anlagenweiten Einsatz und reduziert<br />
die Ersatzeilvielfalt drastisch.<br />
Muss einen IO-Link-Komponente<br />
getauscht werden, wird diese einfach<br />
aus der Ferne parametriert.<br />
Mit der neuen RFID-Über wachung<br />
der Anschlüsse werden menschliche<br />
Fehler beim Um stecken von<br />
Schlauchanschlüssen sofort erkannt<br />
und es kann automatisiert darauf reagiert<br />
werden. Störungen und Fehler<br />
werden so vermieden, Sicherheit<br />
und Produktivität steigen und<br />
der gesamte Prozess ist in allen<br />
Details über die erfassten Verbindungsdaten<br />
rückverfolgbar. ◄<br />
Bild 4: Daisy-Chain-Topologie mit dem proprietären ContriNET-Protokoll<br />
oder Punkt zu Punkt Topologie mit Standard IO-Link Protokoll – beides ist<br />
möglich<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 25
Qualitätssicherung<br />
Innovative multi-note BUS-Kommunikation<br />
garantieren? Es ist die Kombination<br />
der verschiedenen Funktionsprüfungen<br />
in einem Testsystem.<br />
Simulation der manuellen Schalterbetätigung<br />
durch Leichtbauroboter<br />
mit Erfassung der Schaltersignale<br />
in Echtzeit und simultaner<br />
3D-Kraft-Weg-Messung bzw.<br />
6D-Kraft/Drehmoment-Weg-Messung<br />
wobei die Weg-Positionen aus<br />
den 6D-Roboterkoordinaten berechnet<br />
werden. Aus den aufgezeichneten<br />
Kraft-Weg-Kontaktgabe-Diagrammen<br />
wird die korrekte Haptik<br />
anhand ermittelter Raststellungen<br />
und Endpositionen ausgewertet.<br />
Testen der Top-Column-Module: Roboter arbeitet mit CAN-BUS-kodiertem Switch – Testen der Switch-Signale und der<br />
Kraft-Weg-Messung<br />
ITronic GmbH<br />
www.itgroup-europe.com<br />
Castle IT : Array mit einer<br />
einzelnen Castle IT -<br />
Einheit und deren<br />
Stromversorgung<br />
Die Qualitätsstandards in der<br />
Auto mobilindustrie sind in den letzten<br />
Jahren kontinuierlich gestiegen.<br />
Um diesen gerecht zu werden, ist es<br />
für immer mehr Hersteller entscheidend,<br />
sämtliche Prozesse der Herstellung<br />
genauestens zu planen und<br />
entsprechende Prüfungen durchzuführen.<br />
Oftmals kann die Qualität<br />
nur noch mit Mensch-unabhängigen<br />
Prüfungen sichergestellt werden.<br />
Die Qualitätssicherung von sicherheitsrelevanten<br />
Bedienelementen in<br />
Fahrzeugen wie zum Beispiel den<br />
Top-Column-Modulen stellt besondere<br />
Anforderungen an die Prüftechnik.<br />
Bei der Prüfung dieser Module<br />
handelt es sich um das Testen der<br />
Funktionseinheit hinter dem Lenkrad.<br />
Darin enthaltene Funktionen<br />
sind unter anderem Blinker- und<br />
Wischerschalter, Tempomat, Fernund<br />
Abblendlicht, Lenksäulenverstellung,<br />
dazu teils sicherheitsrelevante<br />
Funktionen am Multifunktionslenkrad<br />
wie Airbag, Hupe, Lenkradheizung,<br />
zusätzlich das Zündschloss,<br />
Lenksäulenverriegelung, Wegfahrsperre,<br />
usw.<br />
Vollautomatische<br />
End-of-Line-Prüfanlagen<br />
Eine Lösung für die Prüfung von<br />
Top-Column-Modulen stellen die<br />
von der ITgroup entwickelten Endof-Line-Prüfanlagen<br />
dar. Die vollautomatischen<br />
Anlagen sind in der<br />
Lage durch eine 100 % Prüfung alle<br />
relevanten Funktionen des Moduls<br />
zu prüfen und somit mögliche Rückrufaktionen<br />
und die damit verbundenen<br />
Regressforderungen von<br />
vornherein zu vermeiden.<br />
Kombination der<br />
Funktionsprüfungen in<br />
einem Testsystem<br />
Doch was genau ermöglicht<br />
eine solche Prozesssicherheit zu<br />
Anlagensoftware<br />
bewerkstelligt<br />
Kommunikation<br />
Über eine automatisierte Kontaktierung<br />
erfolgt die vollständige<br />
elektrische Adaption der Versorgungsleitungen<br />
und Kommunikationssignale<br />
des Moduls. Ebenso<br />
bewerkstelligt die Anlagensoftware<br />
die gesamte BUS-Kommunikation<br />
mit dem Prüfling (LIN, CAN, CAN-<br />
FD, FlexRay, weitere analoge und<br />
digitale Signale), sowie die Auswertung<br />
der resultierenden Daten unter<br />
Berücksichtigung von CyberSecurity<br />
und -authentifizierung AutoSar 4.0<br />
ZenZefi. Die weitreichende Anwendung<br />
der CAPL-Programmierung der<br />
eingesetzten Vektor-Komponenten<br />
ermöglicht zudem einen modularen<br />
und flexiblen Systemaufbau mit einheitlicher<br />
Schnittstelle zum übergeordneten<br />
Prüfstand, wodurch die<br />
Kombination mehrerer Bussysteme<br />
wie LIN, CAN, CAN-FD oder Flex-<br />
Ray problemlos mehrkanalig ermöglicht<br />
wird.<br />
Produktionsbegleitende<br />
Lebensdauerprüfanlage<br />
Einen ähnlichen Anwendungsfall<br />
stellt die produktionsbegleitende<br />
Lebensdauerprüfanlage für<br />
Top-Column-Module dar. Wie der<br />
Name bereits verrät, kann dort die<br />
Lebensdauer von unterschiedlichen<br />
Top-Column-Modulen geprüft werden,<br />
unterstützt durch CAN-FD,<br />
FlexRay, CAPL-Programmierung<br />
und Authentifizierung AutoSar 4.0<br />
ZenZefi. Aber was genau soll damit<br />
erreicht werden und wie kann es die<br />
Produktqualität verbessern und dem<br />
Kunden Vorteile einbringen?<br />
26 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Qualitätssicherung<br />
Testpunkt High Voltage Heater (HVH): Gerät mit CAN-BUS Kabelkonnektor<br />
Unter extremen klimatischen Bedingungen<br />
mit Hilfe des Einsatzes von<br />
Klimakammern wird die Funktion<br />
des Top-Column-Moduls geprüft.<br />
Diese Anlagen werden neben der<br />
Produktqualifizierung und Lebensdauererprobung<br />
auch zur Begleitung<br />
der Serienproduktion eingesetzt,<br />
um chargenabhängige Fehler<br />
frühzeitig erkennen zu können.<br />
Es wird eine fortlaufend wiederholte<br />
Betätigung aller Hebel-Funktionen<br />
und der Lenkraddrehfunktion des<br />
Moduls durchgeführt, bei Bedarf<br />
sogar mit mehreren Prüflingen zur<br />
selben Zeit. Durch die ständige Kontrolle<br />
der Testobjekte und die Absicherung<br />
bzw. Überwachung können<br />
Haltbarkeitsfehler durch Bauteilbzw.<br />
Fertigungstoleranzen erkannt<br />
und der Fertigungsprozess somit<br />
verbessert werden.<br />
Intelligenter<br />
Busknoten<br />
Die BUS-Kommunikation<br />
dahinter nutzt neben<br />
den bereits erwähnten<br />
Komponenten und den<br />
kundenspezifischen<br />
CAPL Programmierungen<br />
auch eigene Systeme,<br />
wie etwa das Castle IT -<br />
System, welches einen<br />
intelligenten Busknoten<br />
darstellt. Dieser fungiert<br />
unter anderem sowohl als<br />
Übersetzer bzw. Bridge,<br />
für das Schalten der Prüflingsversorgung,<br />
die Messung<br />
der Versorgungsspannung<br />
und Stromaufnahme,<br />
der autarken<br />
Überwachung der laufenden Botschaften<br />
unter Einhaltung der Toleranzgrenzen,<br />
sowie für die Auswertung<br />
verschiedener Nachrichtenprotokolle,<br />
Restbus simulationen und<br />
DIAG-Messages.<br />
Die Kommunikation zwischen<br />
Prüfling und Castle IT kann über verschiedene<br />
Kommunikationsarten und<br />
Schnittstellen erfolgen. Das Castle IT<br />
hat OnBoard 2-CAN- Schnittstellen,<br />
welche unterschiedlich konfiguriert<br />
werden können (LoSpeed-CAN,<br />
HiSpeed-CAN, singleWire-CAN).<br />
Zusätzlich sind noch LIN, K-Line<br />
und RS232 integriert.<br />
Bis zu 20 Castle IT können von<br />
einem einzelnen PC über ein „Backbone<br />
CAN“ mit 1 MBaud gesteuert<br />
werden.<br />
Konfigurationsdateien<br />
Die Kommunikation zwischen<br />
Castle IT und Prüfling wird in Konfigurationsdateien<br />
(„Kommunikationsmatrix“)<br />
auf dem PC definiert<br />
und per Download über CAN in<br />
das Castle IT übertragen. Neben<br />
dem Nachrichtenkatalog stehen<br />
Funktionen wie Restbussimulation,<br />
Ereignis-getriggerte Kommunikationssequenzen<br />
sowie Signalzustandsüberwachungen<br />
zur Verfügung.<br />
Auf Kundenwunsch können<br />
weitere Sonderfunktionen, Nachrichtenzähler,<br />
Checksummen-Prüfung<br />
o. ä. integriert werden. Die Ansteuerung,<br />
Auswertung und Visualisierung<br />
kann über die ITgroup MP-WIN<br />
Lebensdauersoftware erfolgen, optional<br />
können Libraries zur Integration<br />
in andere Systeme angeboten<br />
werden. ◄<br />
Qualitätsprüfung von direktmarkierten Data Matrix Codes<br />
Mit der Verifikation von Codes<br />
wird die Qualität aller relevanten<br />
Kriterien, wie zum Beispiel Datenfehler,<br />
Kontrastwert oder Fehler im<br />
Finder überprüft und bei Bedarf<br />
angepasst. Dies ist die Grundlage<br />
zur Sicherstellung einer zuverlässigen<br />
und prozesssicheren Lesbarkeit<br />
der Codierungen in der<br />
gesamten Prozesskette. Leseprobleme<br />
werden frühzeitig<br />
erkannt und können<br />
behoben und Reklamationen,<br />
Ausschuss<br />
und Kosten eingespart<br />
werden.<br />
Die IOSS GmbH bietet<br />
verschiedene Verifier an,<br />
die neben dem normalen<br />
Lesen von Codierungen,<br />
offline sowie auch inline<br />
eine sichere und reproduzierbare<br />
Qualitätsbewertung<br />
von DPM Codes<br />
durchführen. Die Codierungen<br />
werden mit einer<br />
normgerechten Beleuchtung<br />
erfasst und nach<br />
ISO/IEC29158 bewertet.<br />
Für eine normgerechte<br />
Verifizierung<br />
werden die IOSS Verifier<br />
kalibriert und die Qualitätsbewertung<br />
erfolgt in dem vorgegeben<br />
Helligkeitsbereich. Für nadelmarkierte<br />
DPM Codes können<br />
die IOSS Systeme auch für das<br />
neue TCL Setup der ISO29158<br />
eingesetzt werden. Dennoch ist<br />
der eigene Validierungsstandard,<br />
das „Bewertete Lesen“ mit speziellen<br />
Kriterien oftmals die bessere<br />
Wahl bei nadelmarkierten Codierungen.<br />
Diese ermöglichen eine<br />
verlässliche und reproduzierbare<br />
Überwachung der Markierqualität.<br />
Das „Bewertete Lesen“ ist auch<br />
ein ideales Werkzeug zur Trendanalyse<br />
und Überwachung des<br />
Nadelverschleißes im Prozess.<br />
Mit der sehr einfach zu bedienenden<br />
Dokumentationssoftware<br />
„Q-Report“ für die Stichproben-Prüfung,<br />
ist es möglich einen entsprechenden<br />
Qualitätsnachweis als<br />
PDF-Dokument zu erstellen. Der<br />
Kunde kann so jederzeit über die<br />
gelieferte Qualität und Lesbarkeit<br />
der Codierungen informiert werden.<br />
• IOSS GmbH<br />
www.ioss.de<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 27
Qualitätssicherung<br />
Kürzere Rüstzeiten und reproduzierbare<br />
Qualität<br />
Bögra Technologie nutzt KENOVA set line H3<br />
Bögra-Mitarbeiter Erdim Soysal demonstriert das KENOVA set line H3<br />
im Einsatz<br />
Kelch GmbH<br />
info@kelch.de<br />
www.kelch.de<br />
Die Bögra Technologie GmbH in<br />
Solingen, einer der größten Hersteller<br />
von Bronze- und Messing-Gleitlagern,<br />
hat ihre mechanische Fertigung<br />
mit dem horizontalen Werkzeugeinstellgerät<br />
KENOVA set line<br />
H3 von KELCH ausgestattet. Durch<br />
den Einsatz erreicht der Hersteller<br />
eine Zeitersparnis von drei Stunden<br />
pro Rüstvorgang und 15 Minuten pro<br />
Werkzeug. Gleichzeitig sichert die<br />
Werkzeugvoreinstellung eine gleichbleibend<br />
hohe Qualität bei der Herstellung<br />
von Schwesterwerkzeugen<br />
mit gleichen Maßen. Optionen zur<br />
Vernetzung bieten Potenzial für<br />
zukünftige Erweiterungen in der<br />
Produktion.<br />
„Wir produzieren auf modernsten<br />
Bearbeitungseinrichtungen monatlich<br />
mehr als eine Million Fertigteile mit<br />
eine Fertigungsgenauigkeit von 8 µm<br />
und führen ein breites Repertoire an<br />
Hochleistungsbronzen und Messingen.<br />
Bei Bedarf gehen wir auch auf spezielle<br />
Materialwünsche unserer Kunden<br />
ein“, unterstreicht der Leiter der mechanischen<br />
Fertigung Michael Prawinski den<br />
hohen Qualitätsanspruch bei Bögra. Der<br />
Hersteller ist Direkt- und Tier 2-Lieferant<br />
für weltweit führende Marken der<br />
Automobilindustrie.<br />
Einfache Anwendung –<br />
sichere Ergebnisse<br />
Das kompakte Werkzeugeinstellgerät<br />
KENOVA set line H3 passt mit<br />
einer Messlänge von X=420 mm<br />
x Z=350 mm perfekt zum gewünschten<br />
Einsatzspektrum. Die horizontale<br />
Werkzeugvermessung in der<br />
manuellen Ausführung lässt sich<br />
problemlos in die Fertigungsumgebung<br />
integrieren. „Aktuell setzen wir<br />
KENVOA set line für zwei Maschinen<br />
ein, können die Nutzung aber<br />
bei Bedarf noch erweitern“, berichtet<br />
Michael Prawinski. Ausgestattet mit<br />
der Software CoVis ist das Einstellgerät<br />
komfortabel zu bedienen und<br />
ermöglicht den Nutzern sichere und<br />
schnelle Ergebnisse bei ihren Messund<br />
Einstellaufgaben. Die Anzeige<br />
sowie der Dialog mit dem Bediener<br />
erfolgen am übersichtlichen Touchscreen.<br />
Logische Mess aufgaben,<br />
wie zum Beispiel Winkelberechnung,<br />
Kreisdurchmesser und theoretische<br />
Spitze, sind einfach per<br />
Fingertipp über selbsterklärende<br />
Icons zu aktivieren. Die einfache<br />
Verwaltung der Adapter, Aufnahmen,<br />
Werkzeuge und Einrichtepläne ermöglicht<br />
den permanenten Zugriff<br />
auf die Ergebnisse und unterstützt<br />
zügige Arbeitsprozesse.<br />
Flexibilität und<br />
Prozesssicherheit<br />
Michael Prawinski,<br />
Leiter der<br />
mechanischen<br />
Fertigung bei<br />
Bögra, realisiert<br />
mit dem KELCH<br />
KENOVA set line H3<br />
reproduzierbare<br />
Qualität und<br />
kürzere Rüstzeiten<br />
Ausgestattet mit einer thermostabilen,<br />
FEM-optimierten Sphäroguss-<br />
Konstruktion bietet das Gerät stabile<br />
Voraussetzungen für alle Einsatzbedingungen.<br />
Die komfortable<br />
Zustellung der Achsen erfolgt mittels<br />
pneumatisch gelöster Schnellverstellung<br />
und zusätzlich mit Endlos-<br />
Feinverstellung für eine µm-genaue<br />
Anpassung. Das Einstellgerät bietet<br />
eine variable Tischbestückung und<br />
verfügt über ein intelligentes Bildverarbeitungs-<br />
und Kamerasystem,<br />
sodass Anwenderfehler oder Differenzen<br />
durch den Einsatz unterschiedlicher<br />
Mitarbeiter durch verlässliche<br />
Systeme mit gleichbleibend<br />
hoher Präzision ausgeglichen<br />
werden. Michael Prawinski berichtet:<br />
„Unser Fokus liegt auf effizienten<br />
Automatisierungen und Industrie<br />
4.0-Prozessen. Das neue<br />
Einstellgerät von KELCH passt perfekt<br />
zu dieser Ausrichtung. Seit der<br />
Einweisung läuft die Anwendung<br />
der KENOVA set line H3 tadellos,<br />
unsere Mitarbeiter kommen prima<br />
damit zurecht.“ ◄<br />
KELCH-Berater Bastian Birkenfeld, hier mit Bögra-Mitarbeiter Erdim Soysal,<br />
gab nach der Inbetriebnahme allen zuständigen Mitarbeitern bei Bögra<br />
eine Einführung<br />
28 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Produktionsnahe 3D-Inspektion in<br />
Sekundenschnelle<br />
senswork präsentiert 3D-Messsystem zur Qualitätskontrolle in der Fertigung<br />
Qualitätssicherung<br />
Bei der Produktion von Stromschienen ermittelt ZScan von senswork<br />
vollautomatisch Korrekturparameter für Vorschub und Biegewinkel<br />
Obergrußberger, Geschäftsführer<br />
der senswork GmbH. Große und<br />
komplexe Bauteile werden bislang<br />
in der Regel von erfahrenen Messtechnikern<br />
in einem separaten Messraum<br />
mit verschiedenen Methoden<br />
auf ihre Maßhaltigkeit überprüft.<br />
Die meist lange Messdauer<br />
und der hohe zeitliche Versatz von<br />
der Bauteilentnahme bis zur Feststellung<br />
der Messdaten sind dabei<br />
ein großer Nachteil, für den ZScan<br />
eine Lösung ist. Mehrere Triangulationssensoren<br />
mit freier räumlicher<br />
Anordnung erfassen Objekte<br />
nahezu abschattungsfrei und vermessen<br />
selbst komplexe Bauteile, zum<br />
Beispiel Aluminium-Druckgussteile<br />
in der Automobil industrie, vollständig<br />
innerhalb weniger Sekunden.<br />
Innerhalb weniger Sekunden scannt der 3D-Multisensor-Scanner ZScan<br />
hochauflösend und lückenlos komplexe Objekte und gleicht sie mit dem<br />
vorliegenden CAD-Modell ab<br />
Automatischer<br />
CAD-Datenabgleich<br />
Die bis zu 20 Millionen Messpunkte<br />
pro Scan werden automatisch<br />
mit den vorliegenden CAD-<br />
Daten abgeglichen. Dabei lassen<br />
sich aufgrund der freien geometrischen<br />
Anordnung der 3D-Scanner<br />
auch optisch schwer zugängliche<br />
Bereiche wie Hinterschneidungen<br />
oder Schattenbereiche erfassen<br />
und Oberflächen sowie Volumen<br />
automatisiert überprüfen. Bauteilabweichungen<br />
können als maßliche<br />
Abweichung an definierten Messpunkten<br />
und als Falschfarbenbild<br />
dargestellt werden.<br />
E-Mobilität:<br />
Korrekturparameter bei<br />
der Vermessung von<br />
Stromschienen ermitteln<br />
ZScan erlaubt nicht nur die vollautomatische<br />
und unkomplizierte Vermessung<br />
von Bauteilen, sondern<br />
auch die Bestimmung von Korrekturwerten<br />
für die vorgelagerte Fertigungsanlage.<br />
So ist es mit ZScan<br />
zum Bespiel möglich, Stromschienen<br />
für Batteriezellen dreidimensional<br />
zu vermessen und aus den<br />
Scandaten automatisch Korrekturwerte<br />
bezüglich Vorschub und<br />
Biege winkel der Einzelsegmente zu<br />
bestimmen. Durch diese produktionsbegleitende<br />
Messung bleibt die<br />
Produktqualität kontinuierlich hoch.<br />
Auf mechanische Lehren kann gänzlich<br />
verzichtet werden. ◄<br />
Control, Halle 6, Stand 6401<br />
Fraunhofer Vision, Sonderschau<br />
„Berührungslose Messtechnik“<br />
senswork GmbH<br />
www.senswork.com<br />
Auf der Control in Stuttgart stellt<br />
senswork erstmals das 3D-Messsystem<br />
ZScan auf der Fraunhofer<br />
Sonderschau „Berührungslose Messtechnik“<br />
vor. Die innovative Technologie<br />
erlaubt eine vollautomatische<br />
3D-Inline-Vermessung großer Bauteile<br />
in meist weniger als 10 Sekunden.<br />
Damit sind die Zeit- und Kosteneinsparungen<br />
im Vergleich zu konventionellen<br />
Messmethoden enorm<br />
bei gleichzeitig hoher Messqualität.<br />
„ZScan erleben wir als Game-<br />
Changer in der produktionsnahen<br />
Messtechnik“ erzählt Rainer<br />
Eine vollautomatische Vermessung lässt sich mit ZScan in der Produktion<br />
Inline und Offline durchführen<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 29
Qualitätssicherung<br />
100%ige Inspektion dank Multi-Sensor-System<br />
dem Fahrzeugdach und dem Dachhimmel.<br />
Die korrekte Positionierung<br />
dieser Merkmale ist besonders<br />
wichtig, wenn es um die Auslösung<br />
von Airbags geht. Wenn sich<br />
Kabel oder Formteile an der falschen<br />
Stelle befinden, kann dies die Airbagauslösung<br />
stören.<br />
Die Herausforderung<br />
Eine manuelle Inspektion kann<br />
durchgeführt werden, indem der<br />
Dachhimmel in eine Prüfvorrichtung<br />
eingesetzt und mit einer<br />
Reihe von Messtastern auf die<br />
richtigen Positionen geprüft wird.<br />
Dieser Vorgang ist zeitaufwändig<br />
und für eine 100%ige Inspektion<br />
nicht geeignet. Außerdem wird<br />
die Kabelplatzierung dabei nicht<br />
LMI Technologies<br />
www.lmi3d.com<br />
Applied Manufacturing<br />
Technologies<br />
(AMT)<br />
www.appliedmfg.com<br />
3D-Oberflächenscan des Kfz-Dachhimmels<br />
Das AMT-Inspektionssystem verwendet ein kundenspezifisches Gestell<br />
zum Bewegen der GocatorSensoren, mit kundenspezifischen Werkzeugen<br />
und Förderanlagen, um die Dachhimmel in und aus der Position zu<br />
transportieren<br />
Applied Manufacturing Technologies<br />
(AMT) ist das größte unabhängige<br />
Unternehmen für Automatisierungstechnik<br />
in Nordamerika. AMT<br />
unterstützt Hersteller, Roboterunternehmen,<br />
Systemintegratoren,<br />
Anlagenbauer und Anwender von<br />
Roboterautomatisierung weltweit.<br />
Die Anwendung<br />
Bei dieser Anwendung sollen die<br />
Anwesenheit und Position von verschiedenen<br />
Merkmalen im Inneren<br />
eines Dachhimmels geprüft werden.<br />
Dazu gehören vor allem Kabel und<br />
Hartschaumblöcke. Die Formteile<br />
schaffen einen Abstand zwischen<br />
überprüft. Auch die 2D-Inspektion<br />
ist in diesem Fall nicht ausreichend,<br />
da die Kabel und Formteile<br />
ein Höhenelement aufweisen,<br />
das von 2D-Kameras nicht<br />
erkannt wird. Sowohl Kabel als<br />
auch Formteile können angehoben<br />
werden, was als Fehlermodus<br />
angesehen wird.<br />
Die Lösung<br />
Für die Anwendung entwarf und<br />
baute AMT ein komplexes Förderund<br />
Befestigungssystem. Das System<br />
hält dabei den Dachhimmel auf<br />
wiederholbare Weise. Dadurch werden<br />
Probleme im Zusammenhang<br />
30 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Qualitätssicherung<br />
Eine Plattform für viele Aufgaben<br />
Time of Flight (ToF) – basieren auf<br />
derselben Plattform mit gleichem<br />
Gehäuse, einheitlicher Anwendersoftware<br />
und Datenausgabe. Der<br />
Integrationsaufwand wird beträchtlich<br />
reduziert.<br />
Die Stereo-Vision-Variante hat<br />
zwei hochauflösende Kameras, die<br />
ein präzises 3-D-Punktwolkenbild<br />
erzeugen. Sie können zum Beispiel<br />
definierte Objekte prüfen und zählen<br />
oder das Volumen von amorphen<br />
Massen erfassen. Die ToF-<br />
Version des Sensors verfügt über<br />
eine Kamera mit VGA-Auflösung<br />
(640 x 480 px) und bietet eine<br />
hohe Messrate von 30 Hz. Sie ist<br />
besonders für Anwendungen mit<br />
größerem Messbereich geeignet,<br />
bei denen kurze Reaktionszeiten<br />
gefordert sind. Ihre Daten können<br />
zum Beispiel für die Steuerung<br />
fahrerloser Transportsysteme<br />
genutzt werden.<br />
• Pepperl + Fuchs SE<br />
www.pepperl-fuchs.com<br />
Time-of-Flight kann er wie kein Zweiter, Erkennen des Palettenfußes<br />
Vision-Sensoren sind in der Regel<br />
für einzelne, spezifische Aufgaben<br />
konstruiert. Die neue Produktfamilie<br />
SmartRunner Explorer 3-D bietet<br />
dagegen hochpräzise Lösungen<br />
für vielfältige Einsatzgebiete. Ihre<br />
Technologie schafft eine im Vergleich<br />
wesentlich vergrößerte Datengrundlage<br />
und erschließt damit<br />
neue Anwendungsmöglichkeiten.<br />
Zwei Varianten – Stereo Vision und<br />
Stereo-Vision in seinem Element bei der Kontrolle von Getränkekisten mit<br />
frisch abgefüllten Flaschen<br />
mit dem Durchbiegen des Dachhimmels<br />
oder einer Überbeanspruchung<br />
vermieden. Diese Faktoren können<br />
sich auf die Messgenauig keit auswirken.<br />
Als Bildverarbeitungskomponente<br />
dieses Systems implementierte<br />
AMT ein Multi-Sensor-System mit<br />
sechs Gocator-Sensoren. Die Sensoren<br />
sind dabei an einem Servosystem<br />
befestigt, um den Dachhimmel<br />
des Fahrzeugs quer zu scannen.<br />
Das System wird verwendet,<br />
um wichtige Montage blöcke, Steckverbinder<br />
und Kabelpositionen auf<br />
dem Dachhimmel zu lokalisieren.<br />
Die Gocator-Multi-Sensor-Lösung<br />
umfasst zwei Fixiereinrichtungen<br />
für die Dachhimmel-Modelle. Mit<br />
dieser einzigartigen Konfiguration<br />
kann ein einziges Inspektionssystem<br />
zwei verschiedene Modelle<br />
ohne Umrüstaufwand prüfen.<br />
Der Gocator-Vorteil<br />
• Werkskalibriert und sofort messbereit<br />
• Einfach zu bedienende Webbrowser-Benutzeroberfläche<br />
mit Point-and-ClickFunktionalität<br />
• Der Sensor generiert hochauflösende<br />
3D-Daten für die präzisen<br />
Höhenmessung<br />
• Integrierte Software für die Ausrichtung<br />
und das Zusammenfügen<br />
zum Erstellen einer einzelnen<br />
3D-Punktwolke<br />
• Multi-Sensor-Netzwerkfunktionen<br />
bieten maximale Scanabdeckung.<br />
„Wir haben uns aus einer Vielzahl<br />
von Gründen für Gocator entschieden.<br />
Die Multi-Sensor-Netzwerkfunktion<br />
bietet maximale Scanabdeckung<br />
und eine einfache Integration<br />
in die Produktionsumgebung. Zusätzlich<br />
generiert der Sensor hochauflösende<br />
3D-Höhenkartendaten, die<br />
eine 2D-Bildverarbeitungslösung<br />
nicht bieten kann.“ – Rick Vanden<br />
Boom, Vice President – Sales and<br />
Application Engineering, Applied<br />
Manufacturing Technologies<br />
Die Ergebnisse<br />
Durch die Implementierung dieses<br />
automatisierten Qualitätskontrollsystems<br />
erreicht der Kunde eine<br />
100%ige Inline-Inspektion verschiedener<br />
Modelle. Die Dachhimmel werden<br />
auf korrekte Bauweise geprüft<br />
und für jedes geprüfte Objekt wird<br />
ein Rückverfolgbarkeitsnachweis<br />
erstellt. Darüber hinaus bietet das<br />
System die Flexibilität, zusätzliche<br />
Modelle für neue Produkte und Produktmodifikationen<br />
zu konfigurieren<br />
und hinzuzufügen.<br />
Die Vorteile der Industrie-<br />
Automatisierung mit<br />
AMT-Systemen:<br />
• Optimierung der Nutzfläche<br />
• Einfache Integration in aktuelle<br />
Systeme und schnelle Anpassung<br />
an Veränderungen<br />
• Ersetzt kostspielige und fehleranfällige<br />
manuelle Inspektionsmethoden<br />
• Liefert Qualitätsprüfberichte und<br />
-verfolgung zur Verbesserung des<br />
gesamten Fertigungsprozesses<br />
• Flexibilität für zusätzliche Modelle<br />
und Produktwechsel während des<br />
Produktionszyklus. ◄<br />
Software von Drittanbietern, die für die Pass/ Fail-Analyse der wichtigsten<br />
Merkmale des Dachhimmels entwickelt wurde<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 31
Qualitätssicherung<br />
Innovations-Offensive nach zwei Jahren ohne<br />
CONTROL<br />
Die Neuheiten in der Spanntechnik für den<br />
Messtechnikbereich<br />
Zur Control <strong>2022</strong> zeigt die dk<br />
FIXIERSYSTEME GmbH & Co. KG<br />
den Anwendern und Partnern aus<br />
der Welt der Mess- und Prüftechnik<br />
alle Neuentwicklungen seit der<br />
letzten Veranstaltung dieser Art.<br />
Die 34. Control bildet die ideale Plattform<br />
zur Vorführung der umfangreichen<br />
Innovationen bei Messfixiersystemen:<br />
• Digitale Positioniersysteme:<br />
Als praktikable und wirtschaftliche<br />
Erweiterung des Teilapparates<br />
• SWA39 SURF: Das umfangreichste<br />
Fixiersystem-Programm<br />
für die Oberflächen- und Konturmessung<br />
• Machine Vision: Maximal variables<br />
Positioniersystem für alle<br />
Digitale Positioniersysteme<br />
Kameras, Beleuchtungen und<br />
Sensoren<br />
• Neue Einzelprodukte: Beispielsweise<br />
Pendelbacken und Drehmomentschlüssel<br />
für Handspannfuttern<br />
oder Spannstock mit selbstabformenden<br />
Backen nach dem<br />
Prinzip „Nadelkissen“<br />
Effizienter Messprozess<br />
durch motorische<br />
Teile-Rotation<br />
Rotationssymmetrische Teile müssen<br />
zur optischen oder taktilen Messung<br />
über den gesamten Umfang<br />
oder in bestimmte Winkelpositionen<br />
gedreht werden. Sowohl die mechanische<br />
Drehbewegung als auch die<br />
Zuordnung des Drehwinkels zum<br />
zugehörigen Messwert lässt sich<br />
durch den Einsatz eines Motorantriebs<br />
mit Encoder stark vereinfachen.<br />
dk zeigt auf der CONTROL<br />
eine Standardlösung für den gesteuerten<br />
Antrieb von Backenfuttern,<br />
Spannzangen und Reitstockspitzen<br />
verschiedener Art und Größe sowie<br />
mit und ohne Gegenhalter. Der Nutzen:<br />
Zeit-/Kosteneinsparung und<br />
hohe Prozesssicherheit<br />
dk-Modulsystem für<br />
die Oberflächen- und<br />
Konturmesstechnik<br />
perfektioniert<br />
Die Verlässlichkeit der Messergebnisse<br />
und die Höhe der Prozesskosten<br />
werden ganz entscheidend<br />
davon beeinflusst, wie exakt,<br />
sicher und schnell die Fixierung<br />
der Prüflinge ist. Es war daher<br />
über fällig, die vielen Verstell- und<br />
Spannelemente des dk-Standardprogramms<br />
für die Belange der<br />
Rauheits- und Konturmessung<br />
einsetzbar zu machen. Adaptionen<br />
an alle denkbaren Maschinentische<br />
und bereits vorhandene<br />
Vorrichtungen wurden als Standard<br />
entwickelt, um auf jeder im Messraum<br />
vorhandenen Lösung aufzusetzen.<br />
Über die so geschaffenen<br />
Standardschnittstellen werden alle<br />
Katalogprodukte – und oftmals beim<br />
Anwender bereits aus der dimensionellen<br />
Messtechnik vorhandene dk-<br />
Vorrichtungen – direkt einsetzbar.<br />
Schnell, werkzeuglos und wiederholgenau<br />
durch multiple Nullpunktspannung.<br />
Dabei maximal investitionssicher<br />
durch Mehrfachnutzung<br />
CONTROL, Halle 3, Stand 3407<br />
dk FIXIERSYSTEME<br />
GmbH & Co. KG<br />
www.dk-fixiersysteme.de<br />
Spannsystem füür die Oberflächen- und Konturmesstechnik<br />
Machine Vision<br />
32 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Qualitätssicherung<br />
im gesamten Messraum auf allen<br />
taktilen und optischen Maschinen.<br />
Machine Vision, IBV, KI…<br />
hier werden nicht die<br />
Prüfteile fixiert, sondern<br />
die Kameras, Beleuchtung<br />
und Sensoren in Position<br />
gebracht, ausgerichtet und<br />
dauerhaft sicher gehalten<br />
Sobald die Positionierung der<br />
Hardware für die automatisierte<br />
optische Prüfung von Werkstücken<br />
und Prozessen anspruchsvoll<br />
wird, verteuert sich das Prinzip der<br />
konventionellen Geräte halter und<br />
birgt Risiken: eine aus dem Vollen<br />
gefräste Sonderkonstruktion wird<br />
kostenintensiv und lässt sich im<br />
Nachhinein nicht genau genug und<br />
schon gar nicht völlig neu ausrichten.<br />
Flexible Lösungen aus anderen<br />
Bereichen erfüllen die Anforderungen<br />
hinsichtlich dauerhafter Stabilität<br />
unter Betriebsbedingungen in<br />
der Regel nicht.<br />
Das dk Programm „Gelenksysteme“<br />
beinhaltet fünf separate Programme<br />
3D-flexibler Spanngelenke für alle<br />
Anforderungen bei der Positionierung<br />
von Machine-Vision-Komponenten:<br />
• StrongLine – für einfache Anwendungen<br />
wie die Positionierung der<br />
Beleuchtung<br />
• VarioLine – höhere Stabilität für<br />
anspruchsvolle Halteaufgaben<br />
• TurnStopLine – hält nach manuell<br />
werkzeuglosem Arretieren des<br />
Zentralgelenks wie verschweißt<br />
• Chrom Line – groß dimensioniert<br />
und Radius bis 800 mm, wenn<br />
die Kamera weit weg von einer<br />
Befestigungsmöglichkeit platziert<br />
werden muss<br />
• HygienicLine – Teil- oder Voll-Edelstahl-Programm<br />
für Sauberzonen<br />
und Reinraum-Bereiche sowie für<br />
widrige aggressive Umgebungsbedingungen<br />
Aus der Praxis des<br />
Messraums geboren:<br />
spezielle Tools, die es so<br />
bislang im Bereich der<br />
Messfixiersysteme nicht gab<br />
Was tun, wenn Prüfteile so filigran<br />
und empfindlich sind, dass<br />
selbst die besten leicht laufenden<br />
Handspannfutter das Risiko bergen,<br />
zu viel Kraft auf das Werkstück zu<br />
Messtechnik-Tools<br />
bringen oder bei jeder neuen Spannung<br />
eben eine andere Kraft in das<br />
Teil einzuleiten, so dass das Messergebnis<br />
nicht sicher ist?<br />
Zwei neue Lösungen aus<br />
dem Hause dk<br />
• Pendelbacken auf den System-<br />
Handspannfuttern verdoppeln die<br />
Kontakt- bzw. Spannstellen bei<br />
verformungsempfindlichen Teilen<br />
und reduzieren die für das<br />
sichere Halten notwendige Kraft<br />
pro Anlagepunkt; durch die ausgleichende<br />
Pendelbewegung der<br />
Backen reduziert sich das Risiko<br />
der Polygonbildung zusätzlich<br />
• Das Problem, dass unterschiedliche<br />
Anwender oder aber auch<br />
der gleiche Anwender bei aufeinanderfolgenden<br />
Spannungen das<br />
Backenfutter immer auch unterschiedlich<br />
stark anziehen, löst dk<br />
mit der Entwicklung eines speziellen<br />
Drehmomentschlüssels<br />
für Handspannfutter: die für das<br />
jeweilige Prüfteil optimale Spannkraft<br />
wird durch den Drehmomentschlüssel<br />
wiederholgenau abrufbar<br />
und der Gesamtprozess wird<br />
maximal sicher. ◄<br />
Innovationen in der Schichtdickenmessung<br />
Die Bedienung des neuen OS Managers<br />
orientiert sich an etablierten Microsoft Windows<br />
und Office Standards und ermöglicht<br />
so einen intuitiven Einstieg in die computerunterstützte<br />
Messtechnik. Mit dem OS Manager<br />
können Messdaten, zum Beispiel bei<br />
Schichtende, auf den PC übertragen werden,<br />
um diese zu archivieren. Die Messdaten<br />
sind so sicher und dauerhaft dokumentiert<br />
– und damit ist eine Hauptanforderung<br />
an moderne Beschichtungsunternehmen<br />
erfüllt. Zudem sind Kalibrierungen mit<br />
dem OS Manager im Handumdrehen organisiert.<br />
So erzeugen Anwender für Kombinationen<br />
von Beschichtung und Substrat ganz<br />
einfach eine neue Applikation.<br />
Der OS Manager aber kann noch viel mehr:<br />
beispielsweise messen. Die Messwerte können<br />
unmittelbar als Liniendiagramm beurteilt<br />
werden. Rechts sind die wichtigen Eckdaten<br />
der Messung übersichtlich und auf einen Blick<br />
abzulesen. Links sind Kennzahlen wie minimaler<br />
und maximaler Messwert, Mittelwert, Standardabweichung<br />
übersichtlich dargestellt. Im<br />
unteren Bereich werden die Toleranzbänder<br />
eingestellt und die Anzahl der Ausreißer, also<br />
Messwerte außerhalb der Toleranz, sind eingeblendet.<br />
Ein Klick auf das ein- und ausklappbare<br />
Randdreieck erweitert die grafische Messansicht<br />
über dem gesamten Bildschirm. Zudem<br />
lässt sich im neuen Design die Oberfläche in<br />
helle oder dunkle Version umschalten – ganz<br />
nach den persönlichen Farbvorlieben.<br />
Die Bedienung des neuen OS Managers<br />
orientiert sich an etablierten Microsoft Windows<br />
und Office Standards und ermöglicht so<br />
einen intuitiven Einstieg in die computerunterstützte<br />
Messtechnik. Selbst wenig computeraffine<br />
Anwender können den OS Manager nach<br />
kurzer Zeit bedienen. Auch der Datenaustausch<br />
mit etablierter Standardsoftware wurde optimiert.<br />
So können nun z. B. Messpunkte aus<br />
dem Liniendiagramm direkt per copy and<br />
paste in Excel übernommen werden.<br />
Die Adaption an neue Beschichtungsmaterialien<br />
und Substrate wurde ebenfalls<br />
wesentlich vereinfacht. Dazu wurde der<br />
Workflow zu Erstellung einer kundenspezifischen<br />
Applikation von Grund auf erneuert.<br />
Wird ein Messparameter geändert, so ist<br />
die Auswirkung auf die Messung nun sofort<br />
sichtbar. Dieses direkte Feedback ermöglicht<br />
eine schnelle, gezielte Optimierung des<br />
Messvorgangs und liefert Sonderapplikationen<br />
in wesentlich kürzerer Zeit.<br />
Für Laboranwendungen hat OptiSense<br />
eine neue Lösung entwickelt: den PaintChecker<br />
Lab. Er ist das kleinste stationäre photothermische<br />
Tischgerät und für den Dauerbetrieb<br />
im Labor prädestiniert.<br />
PaintExpo, Halle 3, Stand 3250<br />
• OptiSense<br />
info@optisense.com<br />
www.optisense.com<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 33
Qualitätssicherung<br />
Autonome DAQ-Engine wertet Sensordaten aus<br />
sich bei Bedarf mehrere Geräte vor<br />
Ort ohne großen Verkabelungsaufwand<br />
problemlos verketten (LAN<br />
Daisy Chain). Die von den Sensoren<br />
erfassten Roh-Signale können<br />
direkt vor Ort gefiltert und in<br />
höherwertige Daten wie FFT, Spannung,<br />
Arrays oder OA-Werte übersetzt<br />
werden. Damit lassen sich ein<br />
oder mehrere Geräte als eigenständiges<br />
Messsystem ideal an abgelegenen<br />
Feldstandorten einsetzen.<br />
Im Fall von Übertragungen der konvertierten<br />
und gefilterten, größenreduzierten<br />
Daten zu einem zentralen<br />
Standort werden die Verarbeitungsanforderungen<br />
an den<br />
Backend-Server drastisch reduziert.<br />
Konfiguration ohne<br />
zusätzliche Software<br />
Acceed GmbH<br />
www.acceed.com<br />
Essentielle Voraussetzung für<br />
intelligente Abläufe in Smart-Factory-Szenarien<br />
und effiziente Automatisierung<br />
ist die Erfassung von<br />
Zuständen, gemessen durch Sensoren<br />
an allen wichtigen Positionen<br />
eines Systems. Diese Datenerfassung,<br />
kurz DAQ genannt, umfasst<br />
die Aufnahme analoger Signale von<br />
Sensoren und deren Umwandlung<br />
in digitale Werte für die Weiterverarbeitung<br />
per Software. Der neue<br />
ultrakompakte MCM-216 ist ein autonom<br />
arbeitender DAQ-Computer mit<br />
16 Kanälen für die Einspeisung von<br />
Spannungswerten. Das Schwestermodell<br />
MCM-218 arbeitet mit 8 Eingängen<br />
für die Erfassung analoger<br />
Stromwerte von 0 bis 20 mA. Beide<br />
Modelle unterstützen eine maximale<br />
Samplingrate von 250 kS/s.<br />
Identifikation und<br />
Sammlung wichtiger<br />
Informationen<br />
Die Datenerfassung in Industrie-<br />
4.0-Applikationen dient der Identifikation<br />
und Sammlung wichtiger<br />
Informationen, die unter anderem<br />
als Basis für die Steuerung und Kontrolle,<br />
die energieeffiziente Nutzung<br />
und die vorausschauende Wartung<br />
automatisierter Systeme notwendig<br />
sind. Zu diesem Zweck erfassen<br />
Sensoren die gewünschten<br />
Zustände und Leistungsdaten einzelner<br />
Komponenten und leiten entsprechende<br />
Signale, Spannungen<br />
oder Ströme, an das DAQ-Modul.<br />
Dort in digitale Werte umgewandelt,<br />
lösen sie entweder direkt vor<br />
Ort programmierte Aktionen aus,<br />
beim MCM-216 sowohl über digitale<br />
als auch über analoge Ausgänge,<br />
oder sie werden in digitaler Form<br />
an das Leitsystem oder an andere<br />
autonome Geräte kommuniziert.<br />
Ein typischer Anwendungsfall dafür<br />
ist die unmittelbare Erfassung von<br />
Vibrationen, um die Entstehung von<br />
Lagerdefekten frühzeitig zu identifizieren<br />
und damit vor möglichen Folgeschäden<br />
zu warnen, bekannt als<br />
Condition Monitoring.<br />
Erfassung und<br />
Digitalisierung über<br />
DAQ-Steckkarten<br />
In größeren, zentral verwalteten<br />
Rechnerarchitekturen kann die<br />
Erfassung und Digitalisierung zum<br />
Beispiel über mehrere DAQ-Steckkarten<br />
(PXIe-Systeme) erfolgen.<br />
Oder die Verarbeitung erfolgt als<br />
so genanntes Edge Computing dezentral<br />
mit autonomen DAQ-Computern<br />
direkt im Feld in der Nähe<br />
der Signalgeber.<br />
Der knapp handgroße MCM-216,<br />
ebenso wie der MCM-218, ermöglicht<br />
die Rund-um-die-Uhr-Datenerfassung<br />
von Sensorströmen mit hoher<br />
Präzision und Abtastrate. Beide<br />
Geräte im industriellen Vollaluminium-Gehäuse<br />
sind ohne zusätzlichen<br />
Host-Computer sofort einsetzbar<br />
und über die beiden Gigabit-Ethernetschnittstellen<br />
in bestehende<br />
Netzwerke integrierbar. Dank<br />
der beiden LAN-Buchsen lassen<br />
Über die integrierte Webkonsole<br />
ist die Konfiguration ohne zusätzliche<br />
Software möglich. Ein Standard-Webbrowser<br />
genügt, um die<br />
Datenerfassung aus der Ferne einzurichten.<br />
Die Einstellungen für relevante<br />
Parameter und Datentypen<br />
werden in einem intuitiven Dashboard-Format<br />
dargestellt. Ebenfalls<br />
über die Webkonsole lassen sich<br />
applikationsspezifische Filteralgorithmen<br />
importieren, die in C/C++<br />
geschrieben und unter Linux kompiliert<br />
sind.<br />
Schnell und kompakt<br />
Angetrieben werden sowohl der<br />
MCM-216 als auch der MCM-218<br />
von einem ARM Cortex-A9 mit<br />
1,0 GHz. Abhängig vom Modell stehen<br />
8 oder 16 Kanäle mit je 250 kS/s<br />
Samplingrate für die simultane Aufnahme<br />
von Sensorsignalen bereit.<br />
Beim MCM-216 ist der Bereich der<br />
erfassten Eingangsspannung wählbar.<br />
Neben der Netzanbindung über<br />
zwei GbE-Schnittstellen sind auch<br />
optionale WLAN-Module in den<br />
USB-Buchsen möglich.<br />
Das Aluminiumgehäuse ist mit<br />
seinen sehr kompakten Abmessungen<br />
von 127 x 111 x 40 mm auch<br />
für die Hutschienenmontage geeignet.<br />
Die zulässige Umgebungstemperatur<br />
für den Betrieb ist mit 0 bis<br />
50 °C angegeben. Weitere technische<br />
Details und Informationen<br />
zu Anwendungsmöglichkeiten sind<br />
direkt beim deutschen Distributor<br />
Acceed erhältlich. ◄<br />
34 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Qualitätssicherung<br />
Hohe Arbeitsgeschwindigkeit<br />
zur Messung dünner Schichten<br />
Olympus präsentiert seinen Wanddickenmesser, der dünnere Schichten<br />
messen kann als bisher<br />
72DL PLUS<br />
Dickenmesser mit hoher<br />
Arbeitsgeschwindigkeit<br />
zur Messung sehr dünner<br />
Schichten<br />
34. Control<br />
Internationale Fachmesse<br />
für Qualitätssicherung<br />
D 03. – 06. Mai <strong>2022</strong><br />
a Stuttgart<br />
Der neue 72DL PLUS Ultraschall-Dickenmesser<br />
ist ein benutzerfreundlicher und tragbarer<br />
Wanddickenmesser mit hoher Messgeschwindigkeit.<br />
Für die Messung sehr dünner Schichten,<br />
mit Anwendungen in allen Industriezweigen,<br />
verfügt der neue Olympus Wanddickenmesser<br />
über fortschrittliche Algorithmen und<br />
schnelle Messmodi.<br />
Ob als Dickenmesser für Farbschichten,<br />
Beschichtungen oder Einzelwanddicken bietet<br />
der 72DL PLUS zuverlässige Messungen in<br />
Laborqualität. Die Produktivität und der Durchsatz<br />
in der Produktion werden somit maximiert.<br />
Einfache Nachverfolgung und Anzeige<br />
von Dickenänderungen<br />
Der Dickenmesser kann bei Beschichtungen,<br />
Farbschichten, Kunststoffen und anderen mehrschichtigen<br />
Materialien bis zu sechs Schichten<br />
gleichzeitig anzeigen. Das Gerät verfügt über<br />
einen Farb-Touchscreen und fünf Mess vorlagen,<br />
sodass Dickenänderungen genau nachverfolgt<br />
und angezeigt werden können.<br />
Einfache Einstellung für routinemäßige<br />
Dickenmessungen<br />
Ein schrittweise geführter Arbeitsablauf erleichtert<br />
das Erstellen und Speichern einer Anwendungskonfiguration.<br />
Prüfer können Einstellungen<br />
für Routineanwendungen speichern und abrufen,<br />
um so die Geräteeinrichtung vor jeder Prüfung<br />
zu vereinfachen.<br />
Moderne Datenverwaltung für die<br />
Industrie 4.0<br />
Die integrierte Datenprotokollierung und Dateiverwaltung<br />
sorgen für eine optimierte Erfassung<br />
und Verarbeitung von Dickenmesswerten. Über<br />
die PC-Schnittstellenanwendung haben Prüfer<br />
Zugriff auf intuitive Tools zur Überprüfung und<br />
Verwaltung von Daten für mehrere Geräte und<br />
Prüfteile. Das vernetzte und Cloud-fähige Messgerät<br />
für Abläufe in Industrie 4.0 unterstützt WLAN,<br />
Bluetooth und USB-Konnektivität und lässt sich in<br />
die Olympus Scientific Cloud (OSC) integrieren.<br />
Robust für den Produktionsbereich<br />
Der Dickenmesser wurde für industrielle Umgebungen<br />
entwickelt und kann im Innen- und Außenbereich,<br />
auf einer Arbeitsfläche oder mit einem<br />
Vierpunkt-Brustgurt oder Schultergurt verwendet<br />
werden. Er erfüllt die Vorgaben der Fallprüfung<br />
(MIL-STD-810G) zum Schutz vor Herunterfallen<br />
oder Stößen, die IP65-Anforderungen zum<br />
Schutz vor Staub und Feuchtigkeit und führt<br />
zuverlässige Messungen bei hohen und niedrigen<br />
Temperaturen mit einem Betriebstemperaturbereich<br />
von -10 bis 50 °C durch.<br />
Dickenmessermodelle für vielseitige<br />
Anwendungen<br />
72DL PLUS Dickenmesser sind als Standardund<br />
Hochfrequenz-Modelle erhältlich. Das Hochfrequenzmodell<br />
kann mit Messkopffrequenzen bis<br />
zu 125 MHz betrieben werden, um sehr dünne<br />
Materialien zu messen, einschließlich mehrerer<br />
Schichten von Farbschichten, Kunststoffen,<br />
Metallen und Beschichtungen, und gleichzeitig<br />
die Dicke von bis zu sechs Schichten anzeigen.<br />
Der 72DL PLUS Dickenmesser bietet Messgeschwindigkeiten<br />
bis zu 2 kHz, eine Anzeigegeschwindigkeit<br />
von 60 Hz und saubere Signale<br />
für schnelle, genaue Messungen.<br />
• Olympus Deutschland GmbH<br />
www.olympus.de<br />
industrial image processing -<br />
multi sensor - vision systems -<br />
embedded vision - QA software<br />
- artificial intelligence - machine<br />
learning - 3d-metrology - additive<br />
manufacturing - hyperspectral<br />
imaging - microscopy - endoscopy<br />
- heat flow thermography<br />
- ultrasound - magnetic resonance<br />
- X-ray CT - OCT - ellipsometry<br />
- polarization - associated<br />
components - precision measurement<br />
- real-time data - quality<br />
networking - QA systems<br />
@ www.control-messe.de<br />
Ä #control<strong>2022</strong> ü?ägB<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 35<br />
35<br />
Veranstalter: SP. E. SCHALL GmbH & Co. KG<br />
f +49 (0) 7025 9206-0 m control@schall-messen.de
Messtechnik<br />
Auditsicherheit leicht gemacht<br />
Vorteile der digitalen Messmittelverwaltung<br />
Interne Audits sind ein probates<br />
Mittel, um Prozesse und Anforderungen<br />
anhand von Standards zu<br />
bewerten, Verbesserungspotentiale<br />
aufzuzeigen, Handlungsimpulse zu<br />
geben und einen Status zu attestieren.<br />
Im Bereich des Managements<br />
von Messmitteln dient das Audit<br />
vorrangig dazu, den Umgang und<br />
den Kalibrierstatus der eingesetzten<br />
Prüfmittel zu kontrollieren und<br />
zu protokollieren. Bei der Überprüfung<br />
kommt es vor allem darauf an,<br />
ob ein Prüfmittel innerhalb der Spezifikationen<br />
arbeitet, für die es ausgelegt<br />
ist. Die zentrale Frage dabei<br />
lautet: Ist das Messmittel rückführbar<br />
auf ein nationales Normal kalibriert,<br />
und wenn ja, ist es richtig<br />
kalibriert?<br />
Sind die Anforderungen<br />
einer Kalibrierung<br />
erfüllt?<br />
Ob ein Messmittel die notwendigen<br />
Anforderungen einer Kalibrierung<br />
erfüllt, lässt sich in der Regel<br />
unkompliziert anhand des entsprechenden<br />
Kalibrierscheins überprüfen.<br />
Doch mit der Menge an Messmitteln<br />
steigt der Aufwand, die zugehörigen<br />
Kalibrierscheine effizient zu<br />
verwalten, Fälligkeiten im Blick zu<br />
behalten und die Messmittel übersichtlich<br />
anzulegen. Sofern Messmittel<br />
zur Kalibrierung an einen<br />
externen Dienstleister geschickt<br />
werden, sind außerdem Lieferpapiere<br />
und entsprechende Dokumentierungen<br />
in der Messmittelverwaltung<br />
notwendig, um jederzeit<br />
über den Status eines Messmittels<br />
im Bilde zu sein. Damit dabei der<br />
Überblick nicht verloren geht, müssen<br />
verschiedene Verwaltungsinformationen<br />
wie Lagerorte oder<br />
Kostenstellen ordentlich hinterlegt<br />
sowie diverse Verwaltungsanforderungen<br />
zuverlässig umgesetzt werden.<br />
Die Kalibrierscheine müssen<br />
je interner Anforderung häufig zwischen<br />
5 und 10 Jahre archiviert werden.<br />
Das sind Aufgaben, die sich in<br />
einer einfachen Excel-Tabelle nur<br />
bedingt bzw. mit hohem Zeitaufwand<br />
realisieren lassen.<br />
Digitale<br />
Messmittelverwaltung<br />
Bei einer Messmittelverwaltung<br />
auf digitaler Grundlage hingegen<br />
entfällt das mühselige Pflegen und<br />
Anlegen von Tabellen. Die digitale<br />
Verwaltung vereinfacht den Workflow<br />
enorm, da sie die notwendigen<br />
Daten mit wenigen Klicks speichert,<br />
auswertet und auf Knopfdruck zur<br />
Verfügung stellt. Einmal hinterlegt,<br />
erinnert die Software automatisch an<br />
fällige Messmittel, gibt Mahnungen<br />
aus, sobald Prüfungen von Messmitteln<br />
vergessen wurden, und ermöglicht<br />
die einfache Zuordnung eines<br />
Messmittels zu Aufträgen, Kostenstellen<br />
und Lagerorten. Der Einsatz<br />
einer entsprechenden Lösung lohnt<br />
und empfiehlt sich laut Experten<br />
bereits ab einer Anzahl von etwa<br />
50 Messmitteln.<br />
Autor:<br />
Lars Ahrendt,<br />
Geschäftsleiter Vertrieb<br />
Perschmann Calibration GmbH<br />
www.perschmann-calibration.de<br />
Übersicht: Aufbau der Metrologie in Deutschland. Die Akkreditierung durch<br />
die Deutsche Akkreditierungsstelle (DAkkS) stellt sicher, dass ein Labor<br />
u.a. die messtechnische Kompetenz zur Durchführung der betreffenden<br />
Kalibrieraufgaben hat<br />
36 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Messtechnik<br />
Zur Vorbereitung der Kalibrierung erhält jedes Messmittel einen Aufkleber mit<br />
einer elektronisch lesbaren Unique-ID. Wahlweise kann das Messmittel auch<br />
per Lasersignierung mit einer permanenten Ident-Nummer versehen werden<br />
Schnell und effizient<br />
Audit-sichere und webbasierte<br />
Prüfmittelverwaltungen vereinfachen<br />
den Workflow. Mit Hilfe einer softwarebasierten<br />
Messmittelverwaltung<br />
lässt sich anhand weniger<br />
Klicks feststellen, welche Messmittel<br />
wo im Einsatz waren, an welchem<br />
Einsatz- oder Prüfort sich welches<br />
Messmittel aktuell befindet und ob<br />
bzw. wann ein Messmittel kalibriert<br />
wurde. Neben diesen Basisfunktionen<br />
gibt es – je nach Lösung –<br />
weitere Funktion, die die Verwaltung<br />
von Messmitteln deutlich vereinfachen.<br />
Auditsicher und webbasiert<br />
Die auditsichere und webbasierte<br />
Prüfmittelverwaltung trendic hub von<br />
Perschmann Calibration GmbH beispielsweise<br />
bietet zahlreiche Möglichkeiten,<br />
die Prozesse des Auditors<br />
zu automatisieren. Perschmann<br />
Calibration ist Marktführer auf dem<br />
Spezialgebiet der Messmittel-Kalibrierung<br />
und von der Deutschen<br />
Akkreditierungsstelle (DAkkS) für<br />
mehr als 70 Messgrößen aus den<br />
Bereichen Länge, Drehmoment,<br />
Waagen, Zeit und Frequenz, Temperatur,<br />
elektrische Gleichstromund<br />
NF-Größen nach DIN EN ISO/<br />
IEC 17025:2018 akkreditiert.<br />
In der Software trendic hub werden<br />
die Messmittel entweder vom<br />
Nutzer selbst oder durch Perschmann<br />
Calibration als Service für<br />
den Nutzer angelegt. Etwaige Kalibrierscheine<br />
werden automatisch im<br />
System hinterlegt. Soll der Prozess<br />
noch stärker automatisiert werden,<br />
kann ein auf dem Messmittel befindlicher<br />
sogenannter Data-Matrix-Code<br />
per Smartphone gescannt werden,<br />
wodurch die händische Eingabe der<br />
Identnummer entfällt. Die entsprechenden<br />
Codes werden bei der Kalibrierung<br />
durch Perschmann Calibration<br />
kostenfrei aufgebracht. Ein weiteres<br />
komfortables Feature ist die<br />
Lieferscheinerstellung in Verbindung<br />
mit dem Ausbuchen der Messmittel<br />
und der Rückbuchung nach der<br />
Kalibrierung durch eine digitale Lieferscheinfunktion.<br />
Lieferscheine für<br />
unterschiedliche Lieferanten werden<br />
hierbei automatisch vom System<br />
erstellt; Messmittel können aus<br />
Fälligkeitslisten oder auch einzeln<br />
per Scan auf einen Lieferschein<br />
übertragen werden. Eine transparente<br />
Übersicht über die unterschiedlichen<br />
Lieferscheine unterstützt<br />
den Nutzer bei der Zuordnung<br />
seiner Messmittel.<br />
Vollständige Digitalisierung<br />
der Messmittelverwaltung<br />
Die vollständige Digitalisierung<br />
der Messmittelverwaltung ist das<br />
Ziel in absehbarer Zukunft. Perschmann<br />
Calibration entwickelt<br />
seit über 20 Jahren Software für<br />
interne Kalibrierungen und Verwaltungsapplikationen.<br />
Mit trendic<br />
hub unterstützt das Unternehmen<br />
seine Kunden bei der effizienten<br />
und auditsicheren Verwaltung ihrer<br />
Messemittel. Das System ist bereits<br />
bei über 2.500 Kunden im Einsatz<br />
und besteht aus zwei Komponenten,<br />
die fließend ineinandergreifen:<br />
einer Kalibrier-Software, mit der Perschmann<br />
Calibration die Messmittel<br />
der Kunden im Labor kalibriert,<br />
und einer Web-Applikation, die für<br />
die Kunden einen direkten Zugriff<br />
Kalibrierung im Labor: Perschmann Calibration ist entsprechend DIN EN<br />
ISO/IEC 17025 akkreditiert für dimensionale, mechanische elektrische und<br />
thermodynamische Messgrößen sowie für Zeit und Frequenz<br />
auf die Datenbank bereitstellt. Um<br />
mittel fristig alle Bereiche des Verwaltungsworkflows<br />
abzudecken, wird<br />
das System seit der Einführung im<br />
Jahr 2019 kontinuierlich weiterentwickelt.<br />
Das Ziel ist die vollumfängliche<br />
Digitalisierung der Messmittelverwaltung<br />
inklusive aller notwendigen<br />
Schnittstellen. Den Weg dafür<br />
bereitet ein international einheitliches<br />
Format von Kalibrierscheinen, das<br />
sogenannte DCC (Digital Calibration<br />
Certificate), das in den kommenden<br />
zwei Jahren unter der Führung der<br />
Physikalisch-Technischen-Bundesanstalt<br />
und des Bundesministeriums<br />
für Wirtschaft und Klimaschutz auf<br />
den Markt gebracht wird.<br />
Digital Calibration<br />
Certificate DCC<br />
Das DCC basiert auf dem international<br />
anerkannten und<br />
bewährten Austauschformat<br />
XML (Extensible Markup Language),<br />
das eine direkte und automatisierte<br />
Übernahme aller Kalibrierscheinangaben<br />
in die digital<br />
unterstützten Prozesse ermöglicht.<br />
Durch seine Maschinenlesbarkeit<br />
trägt das Format zur weiteren<br />
Automatisierung von Fertigungs-<br />
und Qualitätsüberwachungsprozessen<br />
bei. Kryptische<br />
Signaturen garantieren während<br />
des Prozesses die Integrität und<br />
Authentizität eines Kalibrierscheines.<br />
Die Kalibrierung und die Verwaltung<br />
von Messmitteln rückt mit<br />
dem DCC digital deutlich näher<br />
zusammen, wodurch die Gefahr<br />
von rechtwidrigen Manipulationen<br />
verringert und die Genauigkeit von<br />
Messmitteln erhöht wird. Das sind<br />
gute Nachrichten für den Markt –<br />
und für die Auditsicherheit. ◄<br />
Ausgewählte Messmittel wie z. B. Mikroskope, Projektoren,<br />
Höhenmessgeräte, Waagen, Drehmomentschlüssel und<br />
Drehmomentschraubendreher können auch von mobilen Service-<br />
Mitarbeitern vor Ort beim Kunden auditsicher kalibriert werden<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 37
Messtechnik<br />
Digitizer mit bahnbrechend schnellem<br />
Streaming<br />
Spectrum Instrumentation präsentierte zwei PCIe-Digitizer der neusten Generation und hob damit die Leistung<br />
von PC-basierten Messkarten auf das nächste Level.<br />
Neue Digitizer-Familie: Die M5i.33xx bietet eine Abtastgeschwindigkeit von 6,4 GS/s auf einem Kanal oder 3,2 GS/s<br />
auf zwei Kanälen.<br />
Spectrum Instrumentation<br />
GmbH<br />
info@spec.de<br />
www.spectruminstrumentation.com<br />
Mit einem PCIe x16 Interface<br />
Gen 3 sind die Karten in der Lage,<br />
erfasste Daten mit überragenden<br />
12,8 GB/s kontinuierlich über den<br />
Bus zu streamen. Das ist fast doppelt<br />
so schnell wie bei jedem anderen<br />
derzeit auf dem Markt erhältlichen<br />
PCIe-Digitizer. Darüber hinaus<br />
können die neuen Karten dauerhaft<br />
mit ihrer maximalen Abtastrate von<br />
6,4 GS/s und 12 Bit Auflösung aufzeichnen<br />
und die Daten direkt an<br />
den PC-Speicher oder sogar an<br />
CPUs und CUDA-basierte GPUs<br />
zur sofortigen Verarbeitung und<br />
Analyse übertragen.<br />
Ein- und Zweikanalkarten<br />
Zu den neuen Produkten gehört<br />
das Modell M5i.3330-x16, eine<br />
Einkanalkarte mit bis zu 6,4 GS/s<br />
Abtastgeschwindigkeit, sowie die<br />
Variante M5i.3337-x16 (Abbildung),<br />
eine Zweikanalkarte mit synchronem<br />
3,2 GS/s-Sampling auf zwei Kanälen<br />
oder 6,4 GS/s auf einem Kanal.<br />
Mit einer Auflösung von 12 Bit bieten<br />
diese schnellen Digitizer einen<br />
außergewöhnlichen Dynamikbereich.<br />
Dieser ist bis zu 16-mal besser<br />
als bei den meisten digitalen<br />
Oszilloskopen oder vergleichbaren<br />
8-Bit-Digitizern. Dies bedeutet eine<br />
stark verbesserte Genauigkeit der<br />
Spannungsmessung und ermöglicht<br />
es, feinste Signaldetails darzustellen,<br />
die von Geräten mit niedrigerer<br />
Auflösung oft nicht erfasst<br />
werden. Timing-Messungen sind<br />
dank einer PLL-basierten internen<br />
Clock mit einer Genauigkeit von<br />
mehr als 1 ppm ebenfalls außergewöhnlich<br />
präzise.<br />
Die Karten sind für eine Vielzahl<br />
von Signalen ausgelegt und verfügen<br />
über ein voll funktionsfähiges<br />
Frontend mit einer Bandbreite von<br />
über 2 GHz, programmierbare Eingangsbereiche<br />
von ±200 mV bis<br />
zu ±2,5 V sowie einen variablen<br />
Offset. Der große integrierte Speicher<br />
erleichtert die Erfassung langer<br />
und komplexer Wellenformen.<br />
4 GB (2 GS) sind standardmäßig<br />
vorhanden und Bedarf auf 16 GB<br />
(8 GS) erweiterbar. Singleshotund<br />
Multiple-Aufzeichnungsmodi<br />
werden unterstützt, zusammen mit<br />
Trigger-Zeitstempeln. Die Mehrfachaufzeichnung<br />
ermöglicht die<br />
Erfassung zahlreicher Ereignisse<br />
selbst bei sehr hohen Trigger raten.<br />
Dies ist perfekt beim Testen serieller<br />
Busse oder bei Stimulus-<br />
Response-Anwendungen wie Lidar<br />
und Radar. Für zusätzliche Flexibilität<br />
kann der integrierte Speicher<br />
als Ringpuffer verwendet werden,<br />
der ähnlich wie ein herkömmliches<br />
Oszilloskop funktioniert, oder als<br />
FIFO-Puffer für das kontinuierliche<br />
Streamen von Daten in die<br />
PC-Umgebung.<br />
Problemlose Anwendung<br />
Die Integration der Karten in fast<br />
jedes Testsystem ist sehr einfach,<br />
da die Frontplatten über SMA-Buchsen<br />
für die Kanaleingänge sowie<br />
vier multifunktionale digitale I/O-<br />
Leitungen verfügen. Ebenfalls als<br />
SMA-Anschlüsse sind die Eingänge<br />
und Ausgänge für Takt und Trigger<br />
ausgeführt, mit deren Hilfe die Karten<br />
z.B. mit weiteren Digitizern oder<br />
anderen Messgeräten synchronisiert<br />
werden können.<br />
Oliver Rovini, Technischer Leiter<br />
von Spectrum, sagt: „Wir freuen<br />
uns sehr über die ersten beiden<br />
Produkte unserer neuen Hochleistungs-Digitizer-Familie<br />
M5i. Diese<br />
Karten sind in der Summe ihrer<br />
technischen Eigenschaften einzigartig<br />
auf dem Markt! Sie sind ideal<br />
38 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Messtechnik<br />
Zweikanalige ICP/IEPE-Messdatenerfassung<br />
Schall- und Schwingungsanalysen, bei denen<br />
Signale mit hoher Bandbreite erfasst werden<br />
müssen, erfordern leistungsfähige Messgeräte.<br />
PCB Piezotronics bietet mit dem Modell<br />
485B39 eine kompakte und robuste Messdatenerfassung<br />
im Westentaschenformat an.<br />
Die Signalkonditionierung geschieht einfach<br />
und schnell über einen USB-Anschluss, eine<br />
Treiberinstallation ist nicht erforderlich.<br />
Messsignale können problemlos auf Geräten<br />
mit den Betriebssystemen iOS, Android, Windows<br />
und Linux erfasst und angezeigt werden.<br />
Das Gerät hat zwei analoge Eingangs kanäle,<br />
an die Sensoren mit IPC/IEPE-Technik angeschlossen<br />
und versorgt werden können. Der<br />
Messverstärker digitalisiert die Sensor signale<br />
mit 24 Bit und gibt sie in Echtzeit weiter. Mit<br />
optionaler Software von Drittanbietern können<br />
Zeitsignale aufgezeichnet und weitere Analysen<br />
durchgeführt werden.<br />
Die geringen Abmessungen des Edelstahlgehäuses<br />
von nur 60 x 38 x 23 mm, das geringe<br />
Gewicht von 125 Gramm sowie leistungsstarke<br />
Softwareoptionen machen dieses Gerät zu<br />
einem perfekten Werkzeug für Messungen in<br />
und außerhalb des Labors.<br />
• PCB Synotech GmbH<br />
www.synotech.de<br />
für Testsituationen, die eine Erfassung<br />
und Analyse von Hochfrequenz-Signalen<br />
erfordern, wie in<br />
der Glasfaseroptik, Massenspektrometrie,<br />
Halb leiterprüfung sowie<br />
für HF-Aufzeichnung und Quantentechnologie.<br />
Wir sind auch begeistert<br />
von der Datenübertragungsrate,<br />
die diese komplett neu entwickelten<br />
Karten erreichen. Geschwindigkeiten<br />
von bis zu 12,8 GB/s eröffnen<br />
ganz neue Anwendungsgebiete.<br />
Beispielsweise nutzen Systeme mit<br />
KI jetzt Funk- und Mikrowellensensorik<br />
zur Objekterkennung. Dabei<br />
werden Signale im MHz- und GHz-<br />
Bereich erfasst und analysiert, wobei<br />
riesige Mengen an Informationen<br />
verarbeitet werden müssen. In ähnlicher<br />
Weise scannen Astronomen<br />
den Himmel, um Licht oder Radiowellen<br />
von entfernten Objekten im<br />
Weltall zu sammeln. Diese Datenmengen<br />
sind gigantisch und ihre<br />
Analyse erfordert eine enorme<br />
Rechenleistung. Hier ist der extrem<br />
schnelle Bus der M5i-Produkte ein<br />
echter Wende punkt, denn die Daten<br />
lassen sich jetzt genau so schnell<br />
verarbeiten, wie sie erfasst werden.<br />
Die höheren Messgeschwindigkeiten<br />
beschleunigen automatisierte<br />
Testprozesse und die verbesserte<br />
Auflösung erlaubt Tests<br />
mit engeren Toleranzen.“<br />
Um Daten direkt auf eine CUDA-<br />
GPU mit bis zu 5000 Prozessor-Kernen<br />
zu streamen, ist das SCAPP-<br />
Paket (Spectrums CUDA Access for<br />
Parallel Processing) nötig, welches<br />
als kostengünstige Option erhältlich<br />
ist. SCAPP enthält die notwendigen<br />
Treiber für die CUDA-GPU-Unterstützung<br />
und ermöglicht Benutzern,<br />
ihre eigenen Verarbeitungsroutinen<br />
zu entwickeln. Arbeitsbeispiele für<br />
gängige Funktionen, wie kontinuierliche<br />
Mittelwertbildung zur Rauschunterdrückung<br />
und FFTs zur Spektralanalyse,<br />
fehlen nicht.<br />
Installiert in einem Windowsoder<br />
Linux-PC, können die Karten<br />
in fast jeder gängigen Sprache programmiert<br />
werden. Dazu gehören<br />
C, C++, C#, Delphi, VB.NET, J#,<br />
Python, Julia, Java, LabVIEW und<br />
MATLAB. Jede Karte kommt mit<br />
einem Software Development Kit,<br />
das alle notwendigen Treiberbibliotheken<br />
und Programmierbeispiele<br />
enthält. Wer keinen eigenen Code<br />
schreiben möchte, der nutzt SBench<br />
6 an. Diese leistungsstarke Mess-<br />
Software bietet vollständige Kartenkontrolle<br />
sowie eine Vielzahl von<br />
Anzeige-, Analyse-, Speicher- und<br />
Dokumentationsfunktionen.<br />
Wie gewohnt bietet Spectrum<br />
Instrumentation auch hier fünf<br />
Messtechnik<br />
Rückflussmessung ohne Kalibrierung<br />
Grundaufbau des Reflexionsgrößen-Me systems<br />
Die gezeigte Schaltung mi st die<br />
Rückflussdämpfung an einem<br />
Sender im Frequenzbereich 1 bis<br />
28 GHz genau, ohne da s eine<br />
Systemkalibrierung erforderlich<br />
ist. Das Design wird auf einer<br />
einzelnen Leiterpla te mit einem<br />
nichtreflektierenden HF-Schalter<br />
implementiert und besteht aus<br />
einem Mikrowe len-HF-Detektor<br />
und einen 12-Bit-Präzisions-<br />
Analog/Digital-Wandler. Um die<br />
Schaltung über einen möglichst<br />
breiten Frequenzbereich anzuwenden,<br />
wurde anste l eines<br />
schmalbandigen, oberflächenmontierbaren<br />
Richtkopplers<br />
ein Dualport-Richtkoppler mit<br />
SMA-Steckern verwendet.<br />
Rückflu sdämpfungen von bis<br />
zu 20 dB<br />
werden). Ein einzigartiges Merkmal<br />
der Schaltung besteht darin,<br />
da s sie die Rückflu sdämpfung<br />
anhand eines einfachen Verhältnisses<br />
der digitalisierten<br />
Spannungen des HF-Detektors<br />
berechnet, wodurch eine Systemkalibrierung<br />
entfä lt. Das SWR,<br />
die Rückflussdämpfung und der<br />
Reflexionskoe fizient werden<br />
unter Verwendung des Verhältni<br />
ses zwischen den vom ADC<br />
abgetasteten vorwärts- und rückwärts<br />
gekoppelten Spannungen<br />
berechnet.<br />
Leistungsdetektor ADL6010<br />
Der Leistungsdetektor ADL6010<br />
hat eine Linear-in-V/V-Kennli-<br />
Literatur<br />
nie, die für diese Anwendung<br />
von entscheidender Bedeutung<br />
ist. Wie im Diagramm gezeigt,<br />
variiert die Ausgang spannung<br />
mit der Frequenz.<br />
Diese Variation der Übertragungsfunktion<br />
gegenüber der<br />
Frequenz verschlechtert die Leistung<br />
der Schaltung in keiner<br />
Weise, da die Berechnung der<br />
Rückflussdämpfung auf einer<br />
ratiometrischen Berechnung<br />
bei einer bestimmten Frequenz<br />
beruht. Um ein klares Ablesen<br />
der Ergebni se vor der Aktualisierung<br />
zu ermöglichen, werden<br />
50 Beispielergebni se gemi telt,<br />
bevor sie im GUI-Ergebnisfenster<br />
angezeigt werden. ◄<br />
Die Schaltung mi st Rückflu s-<br />
dämpfungen von bis zu 20 dB<br />
Die vo lständige Dokumentation für das EVAL-VSWR-SDZüber<br />
einen Eingangsleistungsbereich<br />
von 25 dB (Rückflu s-<br />
Board einschließlich Schaltplänen, Layouts, Gerber-Dateien<br />
und Stückliste steht im CN-0387 Design Support Package<br />
dämpfungen von mehr als 20 dB<br />
unter www.analog.com/CN0387-DesignSupport zum Download<br />
bereit.<br />
Analog Devices können über einen kleineren Eingangsleistungsbereich<br />
geme sen<br />
www.analog.com<br />
2 hf-praxis 8/2021<br />
Jahre Gewährleistung, kostenlose<br />
Software- und Firmware-Updates<br />
sowie Support direkt vom Entwickler-Team<br />
für die gesamte Lebensdauer<br />
des Produkts. ◄<br />
Fachartikel,<br />
Pressemitteilung oder<br />
Fachbuch schreiben – aber wie?<br />
Erfahrener Autor und Lektor des beam-Verlags zeigt Ihnen den<br />
optimalen Weg und begleitet Sie bis zum Ziel.<br />
Kontakt: frank.sichla@gmx.de<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 39
Messtechnik<br />
Hardware in the Loop Teststand auf dem Schreibtisch<br />
Systeme mit 16- und 32-Bit-Microkontrollern<br />
verbreiten sich rasant. Ob<br />
in der Medizintechnik für Laser-OPs<br />
und Steuerung von Geräten in Intensivstationen,<br />
ob in Pumpen und Aktuatoren<br />
in der Automobiltechnik oder<br />
Industrieanlagen, diese leistungsfähigen<br />
Winzlinge sind inzwischen<br />
eine tragende Säule der embedded<br />
Systemwelt. Sie können viel und wir<br />
vertrauen auf ihre sichere Funktion.<br />
Viel Engineering fließt deshalb in die<br />
Entwicklung zuverlässiger und sicherer<br />
Software für die Gerätefunktionen.<br />
Das alles will gut getestet sein und<br />
soll sich nicht durch zu spät erkannte<br />
Fehler erst spät, vielleicht zu spät am<br />
Markt Erfolg verschaffen. Traditionelle,<br />
schaltschrankgroße Hardware in the<br />
Loop-Testanlagen (HIL-Tester) kommen<br />
meist erst am Ende des Entwicklungszyklus,<br />
beim Systemtest, wenn<br />
alles zusammengebaut wird, zum Einsatz.<br />
Sie sind in der Regel eine aufwendige<br />
und teure Ressource, mit<br />
der System- oder Acceptance-Tests<br />
in Zyklen von 2 und bis zu 12 Wochen<br />
Durchlaufzeit stattfinden.<br />
miniHIL-System<br />
Mit einem kleinen, kostengünstigen<br />
HIL-System, einzusetzen früh<br />
im Projekt, auf jedem Entwicklerarbeitsplatz,<br />
mit dem schnell Fehler<br />
entdeckt und behoben werden,<br />
könnte ein wertvoller Beitrag für besser<br />
Softwarequalität sein. Hier setzt<br />
das miniHIL-System von Protos an.<br />
Der Hardwareteil des Systems ist<br />
etwas größer als ein DINA4-Blatt. Ein<br />
Teil von miniHIL enthält den Mikrocontroller<br />
des Zielsystems, meist auf<br />
einem Eval-Board<br />
des Herstellers. Ein<br />
weiterer Bereich enthält<br />
einen leistungsfähigen<br />
Mikrocontroller,<br />
auf dem die Funktionen<br />
des Endgerätes<br />
simuliert werden.<br />
In der Mitte<br />
des Boards befindet<br />
sich ein Patchfeld<br />
für die Verbindung<br />
der I/O-Umgebung<br />
und Kommunikations-Infrastuktur<br />
zwischen Zielsystem<br />
(System under Test)<br />
und der Simulation<br />
(Software-Modell des<br />
Zielsystems).<br />
Auf diese Weise<br />
können Fehler einfach<br />
behandelt werden,<br />
Code-Änderungen und neue<br />
Konzepte ausprobiert werden, ohne<br />
aufwendige Hardware, wie z. B.<br />
Motoren, Pumpen, Wechselrichter,<br />
Aktuatoren, etc…..jedem Entwickler<br />
zur Ver fügung stellen zu müssen.<br />
Umfangreiche Software-<br />
Tool-Chain<br />
Mit einer umfangreichen Software-<br />
Tool-Chain wird der gesamte Entwicklungsprozess<br />
unterstützt. Von<br />
der Erstellung der Simulationen, zur<br />
Erzeugung der Testfälle mit textuellem<br />
und grafischen Reporting<br />
bis zur Continuous Integration für<br />
die Testautomatisierung, steht eine<br />
langjährig bewährte Software-Suite<br />
zur Verfügung.<br />
Integration Testing<br />
Innerhalb des V-Models konzentriert<br />
sich das miniHIL-System auf<br />
den Bereich des Integration Testings<br />
und ermöglicht vollständige Testzyklen<br />
alle 5 - 60 Minuten. Damit<br />
erfahren Testsequenzen eine enorme<br />
Beschleunigung, vor allem, weil sie<br />
auch von größeren Teams parallel<br />
durchgeführt werden können.<br />
Darüber hinaus leistet miniHIL<br />
auch wertvolle Hilfe für Systemund<br />
Acceptance-Test. Projekte<br />
mit Functional Saftey-Anforderungen<br />
können damit einfacher umgesetzt<br />
werden.<br />
Zurzeit unterstützte<br />
Mikrocontroller sind:<br />
• STMicroelectronics: STM32, STM8<br />
• Infineon: TLE, AURIX, XMC<br />
• NXP: S12***<br />
• Microchip: dsPIC33<br />
• ARM Cortex-M<br />
• und weitere Prozessor-Plattformen<br />
auf Anfrage<br />
Weitere Schwerpunkte:<br />
• Beherrschung von Komplexität<br />
in Embedded Software und Systemen<br />
durch Architekturen und<br />
Schaffung von Abstraktion<br />
• Entwicklung von Werkzeugketten<br />
und domänenspezifischen Sprachen<br />
• Engineering für Methoden und<br />
Werkzeugketten<br />
• Produkte zur Automatisierung von<br />
Entwicklung und Test<br />
• Schulungen und Workshops<br />
• PROTOS Software GmbH<br />
www.protos.de<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 12-Bit Auflösung<br />
8-128 Kanäle – Digital & Analog simultan<br />
8 Gb Speicher – Streaming-Modus<br />
www.acutetechnology.de<br />
40 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Messtechnik<br />
Neues<br />
Messwerterfassungssystem<br />
Mit dem dydaqmeas Datenlogger erweitert AMC seine Auswahl an<br />
autarken IoT Datenlogger-Systeme. Mit ihm kann man schnell und elegant<br />
dynamische messtechnische Applikationen konfigurieren.<br />
Der dydaqmeas System basiert auf dem gleichen<br />
innovativen Konzept wie der dydaqlog<br />
Datenlogger. Der geräteeigene Webserver<br />
erlaubt die komplette Programmierung, Bedienung<br />
und Anzeige der Messdaten über den integrierten<br />
Webbrowser - jederzeit und überall auf<br />
der Welt. Der leistungsfähige Quad-Core ARM<br />
Prozessor übernimmt die Aufbereitung und Weiterverarbeitung<br />
der Messdaten. Die Messkanäle<br />
können online miteinander verrechnet oder auf<br />
Schwellwerte überwacht werden. Alarme lösen<br />
Aktionen wie Schalten digitaler Ausgänge oder<br />
Versenden von E-Mails aus.<br />
Unterschiede zum dydaqlog<br />
Der Unterschied liegt in der Geschwindigkeit!<br />
Nicht nur mit 10 Hz sondern mit bis zu 256 kHz<br />
kann jeder der acht analogen Eingänge die Eingangssignale<br />
abtasten. Der dydaqmeas kann<br />
also nicht nur statische oder langsame Vorgänge<br />
überwachen, sondern auch hochdynamische.<br />
Die Überwachung von Schwingungen aller Art<br />
im kHz-Bereich ist ein gutes Beispiel. In Echtzeit<br />
können FFTs berechnet und bei Überschreitung<br />
von Amplituden in bestimmten Frequenzbereichen<br />
per E-Mail Warnungen verschickt werden.<br />
Ein Anwendungsfall aus der vorausschauenden<br />
Instandhaltung also.<br />
Völlig autark<br />
Das dydaqmeas System ist robust, kompakt<br />
und völlig autark - ein Allrounder zur Lösung<br />
unterschiedlichster Mess- und Überwachungsaufgaben<br />
in vielen Bereichen von Industrie und<br />
Forschung.<br />
Connectivity<br />
Die Kommunikation mit<br />
dydaqmeas erfolgt über WLAN<br />
oder LAN. Zur Datenübertragung<br />
einzelner Werte in eine<br />
Cloud wird das MQTT-Protokoll<br />
unterstützt. Größere<br />
Datenmengen können z. B.<br />
über das FTP-Protokoll übertragen<br />
werden. Optional können<br />
auch Daten oder Messages<br />
über ein Mobilfunk-Interface<br />
versendet werden.<br />
Webinterface / Mobile<br />
App<br />
Jedes dydaqmeas Messsystem<br />
ist gleichzeitig ein leistungsfähiger<br />
Edge Computer<br />
mit integriertem Webserver.<br />
Alle Funktionen sind über die moderne Weboberfläche<br />
in einem Browser einzurichten und<br />
zu verwalten. Über individuell gestaltete Dashboards<br />
können die Messdaten überall auf der<br />
Welt in einem Webbrowser angezeigt werden.<br />
Die wichtigsten technischen<br />
Eigenschaften<br />
• Intelligentes, webbasiertes Messsystem<br />
• 8 analoge Eingänge, 24 Bit Auflösung, max.<br />
256 kHz Abtastrate je Kanal<br />
• 6 digitale TTL Eingänge<br />
• 2 Relais 40 V max @ 1 A<br />
• eMMC Datenspeicher 1GSamples (erweiterbar<br />
über USB-Stick)<br />
• Alle analogen Eingänge unabhängig voneinander<br />
konfigurierbar<br />
• Direkter Anschluss von Spannungen, Strömen<br />
und IEPE Sensoren<br />
• WLAN/LAN Schnittstelle für Konfiguration und<br />
Datenübertragung<br />
• Optional G4/LTE/GPRS<br />
• Optional MQTT Protokoll<br />
• Leistungsfähiger ARM Prozessor mit integriertem<br />
Webserver<br />
• Vielfältige mathematische Funktionen zur<br />
Online-Verarbeitung der Messdaten<br />
• Komfortable Weboberfläche zur Konfiguration<br />
und Datendarstellung<br />
• Arbeitstemperaturbereich 0 - 40 °C<br />
• AMC - Analytik & Messtechnik GmbH<br />
Chemnitz<br />
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41
Dienstleistung<br />
Anzeige<br />
Integrierte Qualitätssicherung<br />
Heitec schafft Qualität von Produkten, indem die Anlagen der Kunden durch virtuelle Modelle abgesichert,<br />
durch Datenanalyse Transparenz in die Produktion gebracht, Störgrundanalysen durchgeführt und somit die<br />
Maschinenverfügbarkeit gesichert wird.<br />
© HEITEC AG<br />
Digitalisierung ist das Zauberwort,<br />
wenn es um die Wettbewerbsfähigkeit<br />
in der Gegenwart und Zukunft<br />
geht. Das gilt besonders für die industrielle<br />
Produktion, die durch Digitalisierung<br />
nicht nur einen Automatisierungs-<br />
und damit Produktivitätsschub<br />
erfährt, sondern auch<br />
die entscheidenden Werkzeuge für<br />
die nachhaltige Sicherung der Qualität<br />
liefert. Dieser herausfordernde<br />
Schritt der Digitalisierung von Neuwie<br />
Bestandsanlagen gelingt überraschend<br />
einfach mit einer guten<br />
Planung und einem starken Partner.<br />
Schnelle und einfache<br />
Transparenz in der<br />
Produktion<br />
Jedes Qualitätsmanagementsystem<br />
basiert auf einem Regelkreis,<br />
dessen Grundlage eine zuverlässige<br />
Datenlage ist. Alle Entscheidungen<br />
Autor:<br />
Michael Rögner,<br />
Leiter Smart Factory<br />
Heitec AG<br />
www.heitec.de<br />
zur Verbesserung der Produktionsprozesse<br />
im Sinne der Qualitätssicherung<br />
gründen idealerweise<br />
auf belastbaren Daten aus den Produktionsprozessen<br />
selbst. Aufgabe<br />
der QM-Verantwortlichen ist daher,<br />
die Produktion derart transparent zu<br />
machen, dass die Zielsetzungen<br />
des Qualitätsmanagements erfüllt<br />
werden. Messbarkeit ist herzustellen<br />
und zwar in der Weise, dass<br />
die gewonnenen Daten auch wirklich<br />
jene Merkmale aufzeigen, die<br />
Qualität ausmachen. Oder mechanisch<br />
ausgedrückt, müssen die Stellschrauben<br />
gefunden und konkret<br />
analysiert werden, mit denen die<br />
Produktqualität nachhaltig beeinflusst<br />
werden kann. Predictive Maintenance<br />
für die Produktionsmaschinen<br />
ist dabei genauso ein Aspekt<br />
wie etwa die direkte Überwachung<br />
der eingesetzten Werkzeuge.<br />
Zielgerichtete<br />
Digitalisierung der<br />
Produktion<br />
Der Weg dahin führt ausschließlich<br />
über die zielgerichtete Digitalisierung<br />
der Produktion. Mit tiefem<br />
Know-how und langjähriger Industrieerfahrung<br />
unterstützt die Heitec<br />
AG Produktionsunternehmen<br />
auf diesem Weg mit einem breiten<br />
Angebotsspektrum. Der Kern<br />
des Angebots sind hoch-individuelle,<br />
gleichzeitig aber ganzheitliche<br />
Konzepte. Das gilt für jede Größenklasse<br />
von Unternehmen, vom digital-erfahrenen<br />
Großkonzern bis<br />
zum mittelständischen Unternehmen,<br />
das vielleicht noch gewisse<br />
Berührungs ängste in Sachen Digitalisierung<br />
zu überwinden hat. Heitec<br />
verfügt über den professionellen<br />
Abstand und anpassbare Werkzeuge,<br />
um den individuell notwendigen<br />
Grad der Digitalisierung optimal<br />
auszugestalten.<br />
Die Heitec Methodik<br />
Bei jedem IIoT-Projekt steht zu<br />
allererst der Kundennutzen im Vordergrund.<br />
Aus diesem Grund ist das<br />
Portfolio von Heitec explizit darauf<br />
abgestimmt, je nach individuellem<br />
Bedarf die passende Lösung zu<br />
finden. Industrie 4.0 entsteht an<br />
der Schnittstelle zwischen Produktion<br />
und IT. Um diese Potenziale<br />
zu erkennen und zu realisieren,<br />
sind meistens neue Herangehensweisen<br />
und Denkmuster<br />
notwendig. Während die Produktion<br />
lange Laufzeiten von Maschinen<br />
und Anlagen prägen, sind auf<br />
Seiten der IT hauptsächlich kurze<br />
Entwicklungszyklen gefragt. Nur<br />
wer beide Seiten einbezieht, wird<br />
die vorhandenen Möglichkeiten<br />
erkennen und für sein Unternehmen<br />
nutzen können. Deshalb bietet<br />
Heitec mit seiner Leistung ‚Consulting<br />
Industrie 4.0‘ ein vierstufiges<br />
Konzept, mit dessen Hilfe in enger<br />
Zusammenarbeit mit dem Kunden<br />
die optimale Lösung herausgearbeitet<br />
werden kann.<br />
Ermittlung eines<br />
Digitalisierungsindex<br />
Im ersten Schritt erfolgt die Ermittlung<br />
eines Digitalisierungsindex,<br />
der Aufschluss darüber gibt, wo ein<br />
Unternehmen bei der Digitalisierung<br />
in der Produktion steht und wohin es<br />
sich entwickeln möchte. Auf dessen<br />
Grundlage wird eine Digitalisierungsroadmap<br />
erstellt. Diese dient dazu,<br />
die notwendigen Schritte zur Erreichung<br />
des individuellen Digitalisierungsziels<br />
anschaulich zu machen,<br />
sich beispielsweise in einer ersten<br />
Digitalisierungsstufe auf das Thema<br />
Qualitätssicherung zu konzentrieren.<br />
Im dritten Schritt erfolgen die Konkretisierung<br />
und Überführung zum Projekt,<br />
das im vierten Schritt bei der Realisierung<br />
begleitet und in den Betrieb<br />
eingeführt wird.<br />
Aufgrund der Erfahrung weiß Heitec,<br />
wie wichtig es ist, nicht nur kundenseitige<br />
Potenziale optimal herauszuarbeiten,<br />
sondern gleichzeitig die<br />
Mitarbeiter auf dem Weg der Digitalisierung<br />
mitzunehmen. Dazu wurden<br />
spezielle Workshops entwickelt,<br />
die gewährleisten, dass der Kunde<br />
auf allen Ebenen seinem Ziel näherkommt.<br />
So hat sich der IoT Innovation<br />
Workshop zur Identifizierung von IoT-<br />
Potenzialen und zur Konzeption von<br />
IoT-Lösungen bewährt. Mit dem Ideation<br />
Workshop wird die zielgerichtete<br />
und nutzenorientierte Entwicklung<br />
neuer Geschäftsmodelle erarbeitet.<br />
Die Intention dabei ist unter<br />
anderem die Steigerung des Umsatzpotentials<br />
auf Herstellerseite mit Hilfe<br />
attraktiver AddOns, die Endkunden<br />
helfen, die Produktivität zu steigern.<br />
Die Workshops dauern in der Regel<br />
nur einen Tag und werden vor Ort<br />
oder online angeboten.<br />
Erfassung, Visualisierung<br />
und Analyse von<br />
Produktionsdaten mit Total<br />
Productive Manufacturing<br />
Mit dem Konzept Total Productive<br />
Manufacturing HeiTPM baut Heitec<br />
die Brücke zwischen den Maschinen<br />
im Shopfloor und der IT-Welt<br />
der Produktionsunternehmen. Hierbei<br />
hat sich ein dreistufiger Ansatz<br />
zur Steigerung der Produktivität und<br />
Erhöhung der Maschinen-/Anlagenverfügbarkeit<br />
besonders bewährt.<br />
Der erste Schritt, um Transparenz<br />
in der Produktion zu schaffen, ist die<br />
Erfassung, Visualisierung und das<br />
42 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Dienstleistung<br />
© iStock-846859964 © iStock-1022855276<br />
Monitoring relevanter Daten, wie<br />
z. B. Maschinen-, Betriebs-, Prozess-<br />
oder Qualitätsdaten bspw.<br />
mit den Industrie 4.0 Upgrade Kits.<br />
Basierend auf der gewonnenen<br />
Transparenz können im zweiten<br />
Schritt die Daten analysiert und<br />
die Produktion optimiert werden.<br />
Die optimierten Prozesse lassen<br />
sich dann in einem dritten Schritt<br />
etwa mit dem System IDX digitalisieren,<br />
einer flexiblen Lösung von<br />
Heitec für Leit- und ME-Aufgaben.<br />
Die relevanten Geschäfts- und Produktionsprozesse<br />
werden dabei auf<br />
Basis der bestehenden IT-Landschaft<br />
durchgängig abgebildet. Eine flexible<br />
Produktionsplanung und -steuerung<br />
wird ermöglicht und die zunehmenden<br />
Rückverfolgbarkeitsanforderungen<br />
können erfüllt werden.<br />
Die Wettbewerbsfähigkeit ist somit<br />
nachhaltig gesichert.<br />
Ansatzpunkte der Qualitätssicherung<br />
Speziell für die Ziele der Qualitätssicherung<br />
ergeben sich durch<br />
die erhöhte Produktionstransparenz<br />
bzw. deutlich verbesserte Datenlage<br />
eine ganze Reihe neuer Möglichkeiten.<br />
Die ermittelten Daten lassen<br />
es zum Beispiel zu, die Maschinen<br />
bzw. Anlagen des Unternehmens<br />
als virtuelle Modelle aufzubauen.<br />
Sie ermöglichen also letztlich,<br />
mit Hilfe dieser digitalen Zwillinge<br />
der Anlagen die Produktionsprozesse<br />
zu simulieren und so in<br />
vielerlei Hinsicht abzusichern. Es<br />
geht dabei nicht nur um die mechanischen<br />
Bewegungsräume, sondern<br />
gerade vor dem Hintergrund<br />
der Anforderungen des Qualitätsmanagements<br />
vor allem um jede<br />
Art von Abnutzung, Erhöhung von<br />
Toleranzbereichen über die Zeit und<br />
ihrer direkten Einflüsse auf die Produktqualität.<br />
Die profunde Analyse<br />
der ermittelten Daten bringt nicht nur<br />
eine allgemeine Transparenz in die<br />
Produktion, sondern sie kann auch<br />
für definierte Schwerpunkte wie<br />
etwa die Qualitätssicherung dezidierte<br />
Ergebnisse liefern. Für den<br />
Fall der Fälle können anhand der<br />
virtuellen Modelle auch Störgrundanalysen<br />
durchgeführt werden, aus<br />
denen dann entsprechende Maßnahmen<br />
abgeleitet werden somit<br />
die Maschinenverfügbarkeit nachhaltig<br />
sichern.<br />
Ganzheitliches Konzept<br />
Konkret beschrieben ist es mit dem<br />
ganzheitlichen Konzept von Heitec<br />
möglich, auf sehr einfache Art und<br />
Weise aus einem Schaltplan, der<br />
die Informationen über elektrische<br />
Bauteile und Komponenten sowie<br />
deren Lebensdauer enthält, für jede<br />
Maschine eine Predictive Maintenance<br />
Edge-Instanz und SPS über<br />
einen Konfigurator zu parametrieren.<br />
Das Besondere daran ist, dass<br />
alle notwendigen Aktoren und Sensoren<br />
entsprechend ihrer tatsächlichen<br />
Auslastung auf Basis der SPS-<br />
Daten überwacht werden können.<br />
Durch den Vergleich mit der vom<br />
Hersteller angegebenen Lebensdauer<br />
lassen sich so zum Beispiel<br />
Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen<br />
optimieren und Trends<br />
erkennen. Mit dieser Lösung ist es<br />
zudem möglich, optimale und kalkulierbare<br />
Wartungspakete zu definieren,<br />
da die tatsächliche Lebensdauer<br />
aller Komponenten in der konkreten<br />
Anwendung transparent ist.<br />
Die Heitec AG<br />
Für maschinen- oder werksübergreifende<br />
Analysen und Monitorings<br />
stellt Heitec die Konnektivität<br />
bereit und ist Lösungsintegrator für<br />
Anwendungen der gängigen Cloud<br />
Plattformen.<br />
Industrie 4.0 Upgrade Kits<br />
für Bestandsmaschinen<br />
ist bekannt für Industriekompetenz in Sachen Automatisierung,<br />
Digitalisierung und Elektronik. Als MindSphere und Industrial Edge<br />
Gold Partner zählt Heitec unbestritten zu den frühen Wegbereitern<br />
der IIoT-Revolution und kann einen großen Erfahrungsschatz an<br />
Anwendungen in den verschiedensten Industriezweigen vorweisen.<br />
Heitec unterstützt seine Kunden als Partner für Digitalisierung in einfacher,<br />
effizienter und vor allem nutzenorientierter Weise dabei, die<br />
digitale Transformation zu beschleunigen.<br />
Die vielfältigen Vorteile des Heitec-Konzepts<br />
sind nicht nur neuen<br />
Maschinen und Anlagen vorbehalten.<br />
Zur Steigerung der Transparenz<br />
in der Produktion für Bestandsmaschinen<br />
bietet das Unternehmen<br />
zur schnellen und einfachen Nachrüstung<br />
drei Industrie 4.0 Upgrade<br />
Kits im Plug & Operate Modus an.<br />
Diese liefern ein breites Spektrum<br />
hilfreicher Funktionen. Die Upgrade<br />
Kits werden an der Anlage angebracht,<br />
z. B. an einem Getriebe<br />
oder Motor, um Anomalien und<br />
einen möglichen Ausfall frühzeitig<br />
zu erkennen. Mit dem Upgrade<br />
Kit ‚Monitor My Conditions‘ können<br />
Umgebungsbedingungen wie Temperatur,<br />
Luftfeuchtigkeit, Beschleunigung<br />
und viele andere per magnetisch<br />
angebrachten Multifunktionssensoren<br />
überwacht werden, die entweder<br />
per USB oder Bluetooth an<br />
ein vorkonfiguriertes Gateway und<br />
von dort z. B. in die Mindsphere-<br />
Cloud gesendet werden. Mit der<br />
Heitec-App ‚ToP Monitor‘ stehen<br />
die erfassten Daten bedarfsgerecht<br />
zur Verfügung. Im einfachsten Fall<br />
wird beim Über- bzw. Unterschreiten<br />
einer individuell definierten Prozessgrenze<br />
ein Alarm per E-Mail<br />
versendet. Ein weiteres Upgrade<br />
Kit heißt ‚Monitor My Availability‘,<br />
mit dem die Maschinenverfügbarkeit<br />
mit optischen Sensoren erfasst und<br />
überwacht werden kann. Das dritte<br />
Kit nennt sich ‚Collect My Disruption<br />
Reasons‘ und dient der digitalen<br />
Erfassung der Verlustursachen bzw.<br />
Störgründe. Mit diesen Lösungen<br />
bekommt der Kunde Zugriff auf die<br />
spezifischen Daten und kann daraus<br />
auch bei Bestandsmaschinen konkrete<br />
Schlüsse zur Optimierung seiner<br />
Produktion ziehen.<br />
Wirtschaftlichkeit und<br />
Kundennähe<br />
Für den Anwender liegt der Mehrwert<br />
des neuen Konzepts in der deutlichen<br />
Steigerung der Wirtschaftlichkeit<br />
und der stark verbesserten<br />
Zuverlässigkeit des Maschinenbetriebs.<br />
Das macht sich besonders in<br />
Hochproduktionsphasen bemerkbar.<br />
Für den mittelständischen Maschinenbauer<br />
hat Heitec mit Predictive<br />
Maintenance als digitalem Service<br />
eine wirtschaftliche Lösung geschaffen,<br />
die deren Kunden volle Transparenz<br />
in der Produktion ermöglicht.<br />
Das Differenzierungsmerkmal<br />
des Unternehmens ist, die Sprache<br />
des Kunden zu sprechen und dessen<br />
Fachdomäne ganzheitlich zu<br />
verstehen. Vom ersten Beratungsgespräch<br />
über die Implementierung<br />
einer technischen Lösung<br />
bis zu weiteren Services reicht die<br />
Kompetenz, die Kundenzufriedenheit<br />
steht in den Vordergrund. Egal,<br />
ob für eine Neuanlage oder für ein<br />
Retrofit. „Heitec bietet ein Sorglos-<br />
Paket für den Weg in die Digitalisierung“,<br />
beschreibt Oliver Matipa, Vertriebsleiter<br />
bei Heitec, die Leistungen<br />
seines Unternehmens. „Wer langjährige<br />
Kompetenzen in der Digitalisierung<br />
sucht findet mit Heitec seinen<br />
Solution Partner.“ ◄<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 43
Kommunikation<br />
Industrielle Ethernet-Switches der nächsten<br />
Generation<br />
Moxa präsentiert seine industriellen Netzwerklösungen der nächsten Generation zur Unterstützung der<br />
Zukunftssicherheit der Industrieautomation<br />
Moxa Inc. kündigte jetzt die Einführung<br />
seiner industriellen Ethernet-Switches<br />
der nächsten Generation<br />
an, der Serie EDS-4000/G4000.<br />
Diese umfasst 68 Modelle, die den<br />
Moxa-Kunden dabei helfen werden,<br />
zukunftssichere Industrienetzwerke<br />
aufzubauen, um die operative Resilienz<br />
in Industriebereichen wie der<br />
Energieversorgung, dem Transportwesen,<br />
der Schifffahrt und der Industrieautomation<br />
zu stärken.<br />
Containerisierung<br />
Laut dem IDC-Bericht Worldwide<br />
IT/OT Convergence <strong>2022</strong> Predictions<br />
werden 75 % der neuen betrieblichen<br />
Anwendungen, die im Edge-<br />
Bereich eingesetzt werden, bis 2024<br />
von der Containerisierung Gebrauch<br />
machen, um eine offenere und besser<br />
zusammensetzbare Architektur<br />
zu ermöglichen, die für stabile<br />
Betriebsabläufe erforderlich ist.<br />
Mit der ständigen Weiterentwicklung<br />
von industriellen Automatisierungsanwendungen<br />
erfordern<br />
auch die OT-Architekturen verbesserte<br />
Netzwerkfunktionen und mehr<br />
Netzwerksicherheit.<br />
„In letzter Zeit haben wir<br />
beobachtet, dass es für unsere Kunden<br />
immer schwieriger wird, ihre<br />
Geräte zu verbinden und gleichzeitig<br />
eine Vielzahl von Anforderungen<br />
für kritische Infrastrukturen zu<br />
erfüllen“, erklärt Gary Chang, Product<br />
Manager bei der Moxa Networking<br />
Co. Ltd. „Kritische Infrastrukturen<br />
erfordern fortschrittliche Netzwerklösungen<br />
zur Stärkung der Operational<br />
Resilience und zur Schaffung<br />
zukunftssicherer Netzwerke.<br />
Mit unserem Portfolio von Switches<br />
der Serie EDS-4000/G4000 setzen<br />
wir das weiterentwickelte Netzwerkkonzept<br />
in konkrete Netzwerkfunktionen<br />
um, so dass unsere Kunden<br />
auf einfache Weise sichere, zuverlässige<br />
und breitbandige industrielle<br />
Netzwerke aufbauen können.“<br />
Weiterentwickelte<br />
Netzwerklösungen zur<br />
Stärkung der Operational<br />
Resilience<br />
Während die Konvergenz der<br />
Betriebs- und Informationstechnologien<br />
(OT/IT) immer schneller voranschreitet,<br />
werden eine verbesserte<br />
Netzwerksicherheit, eine hohe Leistung,<br />
eine hohe Zuverlässigkeit und<br />
eine fortschrittliche Benutzerfreundlichkeit<br />
für den Aufbau von Industrienetzwerken<br />
der nächsten Generation,<br />
die die operative Resilienz<br />
stärken, immer wichtiger.<br />
• Branchenweit führende Netzwerksicherheit:<br />
Die Serie<br />
EDS-4000/G4000 war der weltweit<br />
erste nach IEC 62443-4-2<br />
zertifizierte Ethernet-Switch, der<br />
von der IECEE aufgrund der eingebauten<br />
verstärkten Sicherheit<br />
zertifiziert wurde, die unter Einhaltung<br />
des in der Norm beschriebenen<br />
strengen Softwareentwicklungszyklus<br />
entwickelt wurde. Mit<br />
seinem umfangreichen Portfolio<br />
an Netzwerksicherheitslösungen<br />
trägt Moxa dazu bei, eine sichere<br />
Basis für Netzwerke zu schaffen,<br />
die industrielle Abläufe schützen<br />
und zukunftssicher machen.<br />
• Unerreichte Leistungsfähigkeit für<br />
den Masseneinsatz: Da die Anzahl<br />
vernetzter Geräte in Industriebetrieben<br />
exponentiell steigt, bietet<br />
die Serie EDS-4000/G4000 mehrere<br />
Schnittstellenkombinationen<br />
mit bis zu 14 Ports und einer Reihe<br />
von Optionen wie Fast Ethernet,<br />
Gigabit, 2.5GbE-Uplinks, SFP<br />
und PoE-Konnektivität nach<br />
IEEE 802.3bt. Dies ermöglicht<br />
den Kunden die Vernetzung von<br />
mehr Geräten, insbesondere in<br />
Anwendungen wie intelligenten<br />
Verkehrssystemen, die eine hohe<br />
Leistung und eine große Bandbreite<br />
erfordern.<br />
• Zahlreiche industrielle Zertifizierungen:<br />
Die Serie EDS-4000/<br />
G4000 ist für NEMA TS2, EN<br />
50121-4, IEC 61850-3/IEEE<br />
1613, DNV und ATEX Zone 2,<br />
Class I Division 2 zertifiziert und<br />
erfüllt damit die Anforderungen<br />
einer Vielzahl von industriellen<br />
Anwendungen. Die Serie<br />
EDS-4000/G4000 ist außerdem<br />
mit den Funktionen Turbo Ring<br />
und Turbo Chain ausgestattet,<br />
die eine schnelle Wiederherstellung<br />
des Netzwerks ermöglichen<br />
und einen reibungslosen Betrieb<br />
gewährleisten.<br />
• Erhöhte Benutzerfreundlichkeit:<br />
Die verbesserte grafische Web-<br />
Oberfläche bietet den Benutzern<br />
eine intuitivere Möglichkeit<br />
zur Durchführung von Konfigurations-<br />
und Netzwerkmanagement-Aufgaben.<br />
Das drehbare<br />
Stromversorgungsmodul bietet<br />
den Technikern vor Ort Flexibilität<br />
beim Installieren von Geräten<br />
und bei der Wartung des Netzwerks.<br />
Darüber hinaus helfen<br />
die LED-Anzeigen auf zwei Seiten<br />
des Geräts den Technikern,<br />
den Status der Netzwerkgeräte zu<br />
erkennen, und erleichtern ihnen<br />
damit die Arbeit.<br />
44 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Kommunikation<br />
Erfahrungsbericht eines<br />
Kunden<br />
„Wir schätzen vor allem die intuitive<br />
Benutzeroberfläche, das innovative<br />
mechanische Design mit dem drehbaren<br />
Stromversorgungsmodul und<br />
das robuste Hutschienen-Montagekit.<br />
Die Serie EDS-4000/G4000 gibt<br />
uns größeres Vertrauen, dass wir<br />
unseren Kunden auf ihrem Weg zur<br />
digitalen Transformation zukunftssichere,<br />
robuste und sichere industrielle<br />
Automations- und Navigationslösungen<br />
anbieten können“, sagte<br />
Christian M. Skytte, Head of Product<br />
Management, Automation, bei<br />
Wärtsilä Lyngsø Marine A/S.<br />
Highlights der industriellen<br />
Ethernet-Switch-Serie<br />
EDS-4000/G4000<br />
• Umfassendes Portfolio von<br />
68 Modellen mit 8 bis 14 Ports<br />
• Zahlreiche Schnittstellenkombinationen,<br />
darunter Fast Ethernet,<br />
Gigabit, 2.5GbE, SFP und<br />
IEEE 802.3bt PoE<br />
• Entwickelt gemäß IEC 62443-<br />
4-1 und konform mit der IEC-<br />
Normenreihe 62443-4-2 für IT-<br />
Sicherheit in industriellen Netzen<br />
und Systemen<br />
• Turbo Ring und Turbo Chain (Wiederherstellungszeit<br />
< 20 ms bei<br />
250 Switches) und RSTP/STP<br />
gewährleisten redundanten Netzwerkbetrieb<br />
• Drehbares Stromversorgungsmodul<br />
zur vereinfachten Installation<br />
und Wartung<br />
• Große Auswahl an Stromversorgungsoptionen<br />
für einen flexiblen<br />
Einsatz<br />
• Kompaktes und flexibles Gehäuse<br />
für den Einsatz unter beengten<br />
Verhältnissen<br />
• Unterstützung von MXstudio zur<br />
einfachen Installation, Bedienung,<br />
Wartung und Diagnose<br />
• Moxa Europe GmbH<br />
www. moxa.com<br />
IoT- und MES- Applikationen Out-of-the-box<br />
Die Power der innovativen, cloudbasierten Digitalisierungsplattform<br />
SYMESTIC kann jetzt mit den<br />
vielseitigen IoTmaxx-Mobilfunk-Gateways genutzt<br />
werden. Installation und Inbetriebnahme erfolgen<br />
Out-of-the-box innerhalb kürzester Zeit und schon<br />
können die Nutzer von den Vorteilen neuester IoT-<br />
Technologien profitieren: starke Connectivity-Funktionen<br />
für Anlagen und Maschinen sowie flexible,<br />
sofort produktiv nutzbare IoT-Anwendungen.<br />
Innerhalb kürzester Implementierungszeit lassen<br />
sich die IoTmaxx-Gateways mit der SYMESTIC IoT-<br />
Plattform verbinden und gewähren dann Zugriff auf<br />
eine Bibliothek sofort nutzbarer Digitalisierungsanwendungen,<br />
und das ohne spezielle IT-Kenntnisse.<br />
Das cloudbasierte System läuft als Software-as-aservice<br />
auf monatlicher Basis und bietet IoT- und<br />
MES-Apps (Manufacturing Execution System), die<br />
nach Bedarf genutzt werden können. Die Anwendungsdaten<br />
werden dabei im IoT-Hub zu den vom<br />
Anwender gewünschten Informationen und Darstellungen<br />
transformiert.<br />
Beispiele sind das Monitoring und die Überwachung<br />
von Kennzahlen (OEE, MTB, MTBR), Anlagen,<br />
Stillständen und Energieverbräuchen oder<br />
des Wartungszustandes von Anlagen und Geräten.<br />
Hinzu kommen Rüstzeitoptimierung, Reporting-Services,<br />
Qualitätskontrolle sowie Benachrichtigungsund<br />
Alarmierungsdienste aus der Ferne. Auch Auftragssteuerung<br />
und Shopfloor-Management in Produktionsbetrieben<br />
lassen sich über SYMESTIC in<br />
der Cloud abbilden.<br />
SYMESTIC in Verbindung mit IoTmaxx-Gateways<br />
ermöglicht je nach Bedarf die einfache Plug-andplay-Erfassung<br />
von Zuständen über digitale Signale<br />
oder eine umfassende OPC-UA-Datenerfassung,<br />
wie sie für Condition Monitoring, Alarming oder Prozesswerte<br />
für einen Data Lake angewendet wird.<br />
Zur kabelgebundenen Anbindung von Sensoren<br />
und Systemen über eine DI-Schnittstelle wird die<br />
Hardware des IoTmaxx GW4102-Gateways im<br />
Zusammenspiel mit dem SYMESTIC Smart IoT-<br />
Service genutzt. Die frei konfigurierbaren Ereignisse<br />
werden damit automatisch per Mobilfunk oder das<br />
Anwendernetzwerk sicher zum SYMESTIC IoT-Hub<br />
übertragen. Für die Nutzung der OPC-UA-Connectivity<br />
zur Anlagen- oder Maschinenanbindung über<br />
den OPC Industriestandard wird die Hardware des<br />
IoTmaxx GW4100-Gateways im Zusammenspiel mit<br />
dem SYMESTIC Smart Edge-Service und dem integrierten<br />
OPC-UA-Client genutzt.<br />
• IoTmaxx GmbH<br />
info@iotmaxx.de<br />
www.iotmaxx.de<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 45
Kommunikation<br />
„Finden statt Suchen“<br />
Tracking von Kabeltrommeln & Co via Quuppa, GPS + LoRaWAN<br />
Was nicht passt, wird<br />
passend gemacht<br />
In der Realität ist es leider oft<br />
anders, da lautet nach wie vor die<br />
Devise: „Suchen statt Finden“ -<br />
gerade auf Betriebshöfen, Großbaustellen<br />
oder anderen Großarealen<br />
geht viel Zeit verloren, um das<br />
gewünschte Objekt zu finden. Mit<br />
einer angepassten Tracking-Lösung<br />
kann Zeit und Geld gespart werden<br />
Die Betonung liegt dabei auf angepasster<br />
Tracking Lösung, denn nicht<br />
jede Ortungslösung ist überall einsetzbar<br />
– im Besonderen dann,<br />
wenn vom Kunden aus, der Einsatz<br />
verschiedener Technologien<br />
gewünscht ist. Genau mit diesem<br />
Vorhaben sah sich die m2m Germany<br />
konfrontiert, als es darum ging eine<br />
kundenspezifische Ortungslösung<br />
für Kabeltrommeln zu entwickeln.<br />
Der Wunsch war speziell, denn der<br />
Kunde wollte seine eigene, bereits<br />
vorhandene LoRaWAN Infrastruktur<br />
nutzen und gleichzeitig zur Lokalisierung<br />
auf GPS, Wi-Fi und Bluetooth<br />
Low Energy (BLE) zugreifen<br />
können. Das zu entwickelnde System<br />
sollte sowohl auf dem unternehmenseigenen<br />
Betriebs- und Logistikhof<br />
funktionieren – dies sowohl im<br />
Indoor und Outdoor-Bereich, als<br />
auch beim Transport der Trommeln<br />
auf ihrem Weg zum Einsatzort bzw.<br />
Baustellengelände und letztendlich<br />
auch auf dem Zielgelände selbst.<br />
Hohe Anforderungen für<br />
Ortungslösungen<br />
Wichtig war dabei, dass bei der<br />
Lokalisierung auf dem Betriebsgelände<br />
eine Genauigkeit von unter<br />
1 Meter erreicht werden sollte, um die<br />
Auffindbarkeit der entsprechenden<br />
Kabeltrommel auf ein Minimum an<br />
Zeit zu reduzieren. Für den Transport<br />
und auch für die Lagerung am<br />
Zielort wiederum war eine genaue<br />
Ortsbestimmung nicht notwendig.<br />
Darüber hinaus sollte auf dem Logistikgelände<br />
des Unternehmens eine<br />
kabelgebundene, auf Locatoren<br />
basierende Ortung erfolgen und<br />
während des Transportes bzw. am<br />
Zielort sollte die Ortung via GPS<br />
realisiert und via LoRaWAN-Anbindung<br />
umgesetzt werden.<br />
Unterschiedliche<br />
Technologien<br />
Damit befanden sich schon mehrere<br />
unterschiedliche Technologien<br />
im Spiel, die alle nahtlos ineinander<br />
übergehen sollten.Grundsätzlich<br />
wollte man eine Lösung zum Einsatz<br />
bringen, die sowohl mit GPS,<br />
WiFi, Bluetooth Low Energy (BLE)<br />
und LoRaWAN funktioniert, daher<br />
fiel die Wahl auf ein Ortungsgerät<br />
der Firma Abeeway. Da sich dies<br />
nach einer Evaluierung auf Grund<br />
seiner Bauform als nicht geeignet<br />
herausgestellt hat, galt es in erster<br />
Linie das Gehäuse des bereits<br />
vorhandenen Gerätes neu zu entwickeln<br />
und darüber hinaus auch<br />
eine technische Erweiterung vorzunehmen,<br />
um eine genauere Ortung<br />
zu ermöglichen.<br />
Im ersten Step hat sich m2m Germany<br />
der Herausforderung eines<br />
neuen Gehäuse-Designs gestellt.<br />
Dazu wurde ein umfassender PoC<br />
eingeleitet und mit Gehäuse-Prototypen<br />
die Machbarkeit getestet. Vorgabe<br />
waren bei dem neuen Gehäuse,<br />
dass es mindestens der Schutzklasse<br />
IP65 entspricht, eine vergrößerte<br />
Batterieaufnahme erlaubt<br />
und über die den Umweltanforderungen<br />
entsprechende Robustheit<br />
verfügt. Zudem sollte es ein möglichst<br />
flaches Gehäuse sein, um<br />
ein Abscheren und Beschädigen<br />
beim Handling der Trommeln so<br />
gering wie möglich zu halten. Faktoren<br />
wie Dichtigkeit und Robustheit<br />
wurden mit Belastungstests<br />
geprüft, ebenso wurde die mechanische<br />
Verbaubarkeit und Stabilität<br />
im Feld ausgetestet.<br />
Parallel dazu hat m2m Germany<br />
mit seinem LPWAN-Partner Kontakt<br />
aufgenommen, um über eine mögliche<br />
Anpassung und Erweiterung<br />
der Tracker aus dessen Tochterunternehmen<br />
Abeeway, zu sprechen.<br />
Echtzeit RTLS-Ortungs-<br />
Software<br />
Eine Implementierung einer Echtzeit<br />
RTLS-Ortungs-Software mit<br />
hoher Präzision in die Tracking Produktfamilie<br />
stieß dort auf „offene<br />
Ohren“ und mit dem konkreten<br />
Anwendungsfall war damit auch<br />
die Grundlage gegeben.<br />
In diesem Zuge wurde dann<br />
eine Zusammenarbeit zwischen<br />
dem LPWAN Partner und Quuppa<br />
realisert, um eine Integration der<br />
Quuppa Software in die Ortungsgeräte<br />
von Abeeway umzusetzen.<br />
Quuppa ist ein führender Technologieanbieter<br />
für Echtzeit-Ortungssysteme<br />
(RTLS) und Indoor-Positionierungssysteme<br />
(IPS) mit Stammsitz<br />
in Finnland.<br />
Nahtlose Zusammenarbeit<br />
unterschiedlicher<br />
Technologien<br />
Abeeway Tracker mit Quuppa<br />
Funktionalität<br />
Durch die Integration ermöglichen<br />
die Abeeway Tracker jetzt eine nahtlose<br />
Zusammenarbeit auf unterschiedlichen<br />
Technologie-Standards<br />
zur Positionsbestimmung.<br />
Die von Quuppa beigesteuerte Softwarelösung<br />
fußt auf der bereits im<br />
Tracker vorhanden BLE Funktechnologie<br />
und ermöglicht eine Ortung<br />
mit einer Standortgenauigkeit von<br />
unter 1 Meter. Bei der Standortbestimmung<br />
auf dem Betriebshof des<br />
Kunden funken die Tracker via BLE<br />
und Quuppa Softwarestack an auf<br />
dem Gelände montierte Locatoren,<br />
die das Signal empfangen und über<br />
die Auswertung der Einfallswinkel<br />
Daten AoA (Angle of Arrival), die<br />
hochgenaue Positionsbestimmung<br />
ermöglichen.<br />
Während des Transportes der<br />
Trommeln und am Zielort wird die<br />
Position mit GPS (GNSS) ermittelt<br />
und via LoRaWAN-Netz an die zentrale<br />
Anwendung übertragen. Dabei<br />
spielt nicht die genaue Position der<br />
Trommel eine Rolle, sondern viel<br />
mehr der Status, dass sich das<br />
gesuchte Objekt in einem definierten<br />
Areal befindet. Dass die GPS-Daten<br />
via LoRaWAN weitergeleitet werden<br />
können ist der Tatsache geschuldet,<br />
dass der Kunde über ein eigenes,<br />
regionales & flächendeckendes<br />
LoRaWAN Netz verfügt, dass von<br />
ihm selbst betrieben wird. Aufwände<br />
für ein eigenes LoRaWAN-Netz halten<br />
sich in Grenzen – je nach topographischen<br />
Begebenheiten reichen<br />
wenige Gateways (
Kommunikation<br />
Neuer Maßstab für leistungsfähige, zuverlässige und sichere IT-Netze<br />
Der neue PLX von Microsens bietet<br />
die Sicherheit, die kritische Infrastrukturen<br />
benötigen. Mit seinem<br />
robusten Edelstahl gehäuse und<br />
der bewährten Industrie- Elektronik<br />
arbeitet er auch in rauen Umgebungen<br />
zuverlässig, in denen herkömmliche<br />
Switches längst aufgegeben<br />
haben. Die Verschlüsselung<br />
nach IEEE 802.1ae MACsec<br />
gewährleistet eine sichere, manipulationsgeschützte<br />
Datenübertragung.<br />
Da sie in Hardware realisiert<br />
ist, erfolgt die Verschlüsselung<br />
praktisch ohne Performanceeinbußen.<br />
Die beiden 10-Gigabit-Uplinks<br />
des PLX können mit zwei verschiedenen<br />
Switches über verschiedene<br />
Leitungen verbunden<br />
werden (Dual Homing). Das bietet<br />
ein entscheidendes Plus an<br />
Sicherheit: Fällt eine Verbindung<br />
aus, ist der PLX weiterhin mit<br />
10 Gigabit pro Sekunde mit dem<br />
Netzwerk verbunden. Selbstverständlich<br />
können die beiden Ports<br />
auch für eine Ringstruktur verwendet<br />
werden, wie sie sich in ausfallsicheren<br />
Industrie-Netzen seit<br />
Jahren bewährt. Mit einer Reichweite<br />
von bis zu 20 Kilometern<br />
pro Uplink eignet sich der PLX<br />
hervorragend für Verbindungen<br />
im Außenbereich; beispielsweise,<br />
um Standorte miteinander zu verbinden<br />
oder um Außenstellen mit<br />
hohen Datenraten an die Zentrale<br />
anzubinden. Der PLX verfügt über<br />
zwei Gleichspannungseingänge<br />
für eine redundante Stromversorgung.<br />
Firmware und Gerätekonfiguration<br />
sind auf einer SD-Karte<br />
gespeichert. Sollte ein Switch ausgetauscht<br />
werden, wird die SD-<br />
Karte einfach in das Austauschgerät<br />
gesteckt, welches anschließend<br />
die Konfiguration automatisch<br />
übernimmt und damit für außerordentlich<br />
kurze Wiederherstellungszeiten<br />
sorgt. Der PLX ist mit<br />
umfangreichen Sicherheitsfunktionen<br />
ausgestattet, weitere lassen<br />
sich einfach und schnell per Software<br />
nachrüsten.<br />
Der PLX von Microsens ist die<br />
optimale Wahl überall dort, wo ein<br />
erhöhter Bedarf an Leistungsfähigkeit,<br />
Zuverlässigkeit und Sicherheit<br />
besteht.<br />
• MICROSENS<br />
GmbH & Co. KG<br />
www.microsens.de<br />
– je nach Gateway-Standort, sollte<br />
nicht unterschätzt werden.<br />
Die Lösung funktioniert<br />
Grundsätzlich ermöglichen<br />
die Asset-Tracking Geräte von<br />
Abeeway dank der LoRaWAN-<br />
Konnektivität eine lange Autonomie<br />
bei kontinuierlicher Nutzung<br />
und je nach Anwendung von bis<br />
zu 10 Jahren. Dank ihres integrierten<br />
Multi-Technologie-Geolocation-Systems,<br />
das GPS, Low-<br />
Power-GPS, WiFi-Sniffing, Bluetooth<br />
Low Energy (BLE) & Bluetooth<br />
LE Beaconing-Funktion umfasst,<br />
können die Units damit Indoor, als<br />
auch Outdoor ihren Standort sehr<br />
genau bestimmen.<br />
Multi-Ortungstechnologie<br />
Durch die zuvor erwähnte Multi-<br />
Ortungstechnologie kann die entwickelte<br />
Lösung alle erwünschten<br />
Features abdecken – sei es<br />
die punktgenaue Ortung oder nur<br />
die für die Baustellen gewünschte<br />
Anwesenheits-Ortung (Inventarisierung<br />
– ist alles da, wo es<br />
sein soll?), sowohl In- als auch<br />
im Outdoor Bereich. Ortung via<br />
BLE oder via GPS – ein nahtloses<br />
Zusammenspiel unterschiedlicher<br />
Technologien vereint<br />
in einem Tracker.<br />
Letztendlich konnte das Projekt<br />
innerhalb weniger Monate<br />
komplett realisiert werden – vom<br />
Reißbrett über Gehäuse-Design<br />
bis zur Technologie-Erweiterung<br />
mit Quuppa. Die m2m Germany<br />
hat dabei federführend alle beteiligten<br />
Unternehmen koordiniert<br />
und alle Bestandteile für das<br />
Kabeltrommel-Tracking Projekt<br />
zusammengeführt, um am Ende<br />
eine funktionale Lösung ins Feld<br />
bringen zu können.<br />
Fazit<br />
Bereits jetzt befinden sich über<br />
500 Kabeltrommel-Tracker im aufgebauten<br />
LoRaWAN-Netz des Kunden<br />
im Einsatz. Damit hat das Suchen<br />
nach den Trommeln ein Ende gefunden,<br />
es gibt die erwünschte Transparenz<br />
und überdies ist die Trommelbewegung<br />
nachvollziehbar,<br />
womit mögliche Entwendungsversuche<br />
frühzeitig erkannt und abgewendet<br />
werden können. Quasi gab<br />
es ein Überwachungstool gegen<br />
Diebstahl gratis dazu.<br />
Denn Tracker mit Quuppa Funktionalität<br />
gibt es standardmäßig im<br />
Portfolio der m2m Germany und<br />
natürlich auch alle wesentlichen<br />
Komponenten, die es benötigt, um<br />
ein eigenes LoRaWAN-Netz zu<br />
errichten und zu betrieben. Weitere<br />
Anwendungsszenarien sind<br />
denkbar und können überall dort,<br />
wo es ein LoRaWAN-Netz gibt,<br />
umgesetzt werden.<br />
Kabeltrommel-Tracker der m2m Germany<br />
• m2m Germany GmbH<br />
info@m2mgermany.de<br />
www.m2mgermany.de<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 47
Kommunikation<br />
Web-IOs nun mit OPC UA<br />
Das Web-IO-Sortiment auf der Hutschiene<br />
Das Web-IO-Sortiment der<br />
Wiese mann & Theis GmbH unterstützt<br />
jetzt mit dem Industrieprotokoll<br />
OPC UA einen der wichtigsten<br />
gängigen Kommunikationsstandards.<br />
Damit machen Web-IOs auch<br />
ältere Maschinen, Steuerungen und<br />
Messeinrichtungen zukunftsfähig.<br />
Über die Web-IOs kommunizieren<br />
klassische Automatisierungskomponenten<br />
und diverse Messpunkte<br />
mit beliebigen weiteren Maschinen,<br />
Endgeräten, Systemen oder Clouds.<br />
Dank des Industrieprotokolls OPC UA<br />
können die entsprechenden Daten<br />
als OPC UA-Knoten in zahlreiche<br />
IoT- und Industrie 4.0-Anwendungen<br />
integriert werden - unabhängig von<br />
der genutzten Plattform, dem Hersteller<br />
der beteiligten Geräte oder<br />
der Komplexität der Anwendung.<br />
Web-IOs 4.0<br />
Mit den Web-IOs 4.0 Digital lassen<br />
sich 24 V- oder 230 V-Schaltsignale<br />
auch aus älteren Anwendungen<br />
über das Netzwerk erfassen<br />
und überwachen. Sie funktionieren<br />
zudem als Netzwerk-Fernschalter.<br />
Funktionsprinzip: Web-IO verbinden Maschinen mit der Industrie 4.0 via<br />
OPC UA<br />
Die Web-IOs 4.0 Analog<br />
stellen analoge Ein- und<br />
Ausgänge klassischer<br />
Komponenten über das<br />
Netzwerk bereit. So lassen<br />
sich etwa externe<br />
Sensoren auslesen oder<br />
Aktoren steuern. Dank<br />
der Web-Thermo meter<br />
lassen sich ebenso<br />
Sensordaten wie Temperatur,<br />
Luftdruck und<br />
-feuchte bis hin zur<br />
CO 2 -Konzentration leicht<br />
erfassen und in Industrie<br />
4.0-Anwendungen<br />
integrieren.<br />
Unterstützung weiterer<br />
Standards<br />
Alle Web-IOs unterstützen zudem<br />
neben Web-Standards wie HTTP(S),<br />
E-Mail und FTP auch MQTT, REST,<br />
Modbus-TCP und OPC DA bis hin<br />
zur umfassenden Socket-API. Im<br />
Kompaktgehäuse mit Hutschienenaufnahme<br />
eignen sie sich ideal zur<br />
Montage in Schaltschrank oder<br />
Unterverteilung.<br />
Das gesamte Web-IO-Sortiment<br />
finden Sie unter www.wut.de/webio.<br />
Alle Geräte können 30 Tage kostenlos<br />
getestet werden.<br />
• Wiesemann & Theis GmbH<br />
www.wut.de<br />
Skalierbarer Mobilfunk in einem Formfaktor<br />
Für eine zukunftskompatible Vernetzung industrieller Applikationen<br />
Glyn Jones GmbH und Co.<br />
Vertrieb von elektronischen<br />
Bauelementen KG<br />
www.glyn.de<br />
Bei der Auswahl der passenden<br />
Funklösung müssen Entwickler<br />
viele Anforderungen und Faktoren<br />
berücksichtigen. Neben Funktechnologie,<br />
Einsatzort, Bauform und<br />
Größe der Bauteile sowie Stromaufnahme<br />
empfiehlt sich die Prüfung,<br />
wie zukunftssicher die ausgewählten<br />
Bauteile sind.<br />
Stand der Technik<br />
Gerade in den Bereichen Funktechnologie<br />
und IoT hat sich der Stand<br />
der Technik in den letzten fünf Jahren<br />
rasant weiterent wickelt. Lange<br />
war für M2M-Anwendungen 2G und<br />
3G Mobilfunktechnik gut geeignet<br />
– mittlerweile werden diese Mobilfunknetze<br />
bereits wieder abgeschaltet<br />
und durch 4G und 5G Mobilfunk<br />
abgelöst.<br />
Common Flexible<br />
Formfaktor (CF3)<br />
Der Hersteller SIERRA WIRE-<br />
LESS (Vertrieb: GLYN) hat für diese<br />
Herausforderung seinen Common<br />
Flexible Formfaktor (CF3) entwickelt.<br />
Diese ist aktuell für Mobilfunktechnologien<br />
von 2G bis 4G<br />
sowie LPWA verfügbar. Dank des<br />
skalierbaren Formfaktor-Konzepts<br />
ist es möglich, bestehende Anwendungen<br />
für neue Funktechnologien<br />
und Einsatzbereiche anzupassen,<br />
indem einfach das passende Funkmodul<br />
eingesetzt wird. Hierzu wurden<br />
zwei Footprints für Funkmodule<br />
definiert: „Large“ mit 22 x 23 mm<br />
sowie „Medium“ mit 15 x 18 mm<br />
Baugröße.<br />
Auf beiden Baugrößen sind Kontaktpads<br />
mit gleichem Footprint und<br />
Pinbelegung als sogenannter „Ring<br />
C“ vorhanden. Alle für die Funktion<br />
notwendigen Signale wie Spannungs-<br />
48 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Kommunikation<br />
Kompakte Network Appliance mit zahlreichen<br />
Anschlüssen<br />
Wer spezifische Probleme wie beispielsweise<br />
Gateway Security oder<br />
Unified Threat Management in einer<br />
Netzwerkumgebung lösen möchte,<br />
greift in der Regel auf eine proprietäre<br />
Network Appliance zurück, denn<br />
bei Network Appliances handelt es<br />
sich um Geräte, die dazu entwickelt<br />
wurden, klar definierte Aufgaben in<br />
einem Netzwerk möglichst effizient<br />
zu bewältigen.<br />
Die Technik ist reduziert auf das<br />
Wesentliche, um die gestellten Anforderungen<br />
zu erfüllen. So werden<br />
nicht nur Kosten und Ressourcen<br />
gespart, sondern das Ausfallrisiko<br />
minimiert. Es finden sich lediglich<br />
benötigte Hardware-Komponenten<br />
im Innern der Geräte wieder. Durch<br />
die exakte Abstimmung von Hardund<br />
Software bieten Network Appliances<br />
so eine Preis- /Leistungs-technisch<br />
unerreichte Zuverlässigkeit.<br />
Ultrakompaktes Gerät<br />
Die kleinste Network Appliance im<br />
Programm der ICO Innovative Computer<br />
GmbH misst dabei gerade einmal<br />
195 x 148 x 57 mm. Kern dieses<br />
Systems bilden ein energieeffizienter<br />
Intel Celeron 3865U Prozessor mit<br />
1,8 GHz und 4 GB Arbeitsspeicher.<br />
Ihre benötigte Software findet Platz<br />
auf der 64 GB großen SSD-Festplatte.<br />
Zum Highlight wird das ultrakompakte<br />
Gerät durch seine zahlreichen<br />
Anschlüsse. Dank insgesamt<br />
sechs Gigabit LAN-Ports ist<br />
die Network Appliance hervorragend<br />
in ihre bestehende IT-Infrastruktur<br />
integrierbar. Sie eignet sich daher<br />
beispielsweise bestens für Firewall-<br />
und UTM-Applikationen oder<br />
DPI- / IDS-Filter.<br />
Vielfältiges<br />
Anschlussangebot<br />
Insgesamt sieben USB-Anschlüsse<br />
(3x USB 2.0 und 4x USB 3.0) sorgen<br />
ebenso wie ein RS232-, ein<br />
RS232/ RS485-Port und insgesamt<br />
vier Digital I/O-Schnittstellen dafür,<br />
dass sich zusätzliche Geräte ohne<br />
Weiteres mit der Network Appliance<br />
verbinden lassen. Zur grafischen<br />
Darstellung stehen dem Nutzer je<br />
ein HDMI- und ein VGA-Anschluss<br />
zur Verfügung, so dass Vorgänge<br />
direkt am Gerät ausgewertet und<br />
überwacht werden können. Abgerundet<br />
wird das Gesamtpaket des<br />
günstigen Systems durch einen<br />
MiniPCIe- und einen SIM-Slot und<br />
einen erweiterten Temperaturbereich<br />
von -10 bis 60 °C. Sollte die<br />
Network Appliance dennoch nicht<br />
zu den exakten Anforderungen<br />
passen, kann das System bereits<br />
in geringer Stückzahl in der hauseigenen<br />
Fertigung von ICO angepasst<br />
werden.<br />
• ICO Innovative Computer<br />
GmbH<br />
www.ico.de<br />
Common Flexible Formfaktor (CF3) für aktuell Mobilfunktechnologien von<br />
2G bis 4G sowie LPWA<br />
versorgung, SIM-Karte, Antennenanschluss,<br />
UART, USB und wichtige<br />
Steuersignale sind auf diesem Ring<br />
belegt. Diese sind für alle Module<br />
einheitlich definiert. Auf den „Large“<br />
Modulen gibt es zusätzliche Kontaktpads<br />
im „Ring D“. Hier sind weitere<br />
optionale Funktionen belegt.<br />
Verschiedene<br />
Ausführungen<br />
Den CF 3 Formfaktor gibt es bei<br />
SIERRA WIRELESS in „Large“ Bauform<br />
als RC Serie in 4G LTE Ausführung<br />
mit Qualcom Chipsatz sowie<br />
als WP-Serie mit ARM Cortex R7<br />
Prozessor mit Embedded Linux. In<br />
der „Medium“ Ausführung als HL78<br />
Serie für Low-Power Wide Area mit<br />
LTE-M und NB-IoT Anwendungen.<br />
Flexibel in der Entwicklung<br />
und offen für künftige<br />
Funktechnologien<br />
Grundsätzlich sind die Module<br />
im CF3 Formfaktor für eine direkte<br />
Lötmontage auf der Leiterplatte in<br />
der Serienproduktion vorgesehen.<br />
Für die Entwicklung und Tests bietet<br />
SIERRA WIRELESS einen Snap-In<br />
Sockel an, in den die Module eingesetzt<br />
werden können. Je nach Einsatzzweck<br />
können Module mit oder<br />
ohne integrierten Prozessor eingesetzt<br />
werden. Der Hersteller plant,<br />
alle künftigen Mobilfunklösungen<br />
im CF3 Formfaktor Konzept anzubieten.<br />
So bleiben dem Entwickler<br />
aufwändige Redesigns der Hardware<br />
erspart, die bei einem Bauteilwechsel<br />
in der Regel anstehen. ◄<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 49
Kommunikation<br />
Portfolio an IP67-Switches und kompakten<br />
I/O-Modulen erweitert<br />
Switch-Funktionalität im robusten Gehäuse: Der TBEN-Lx-SE-U1<br />
Hans Turck GmbH & Co. KG<br />
more@turck.com<br />
www.turck.com<br />
Unmanaged IP67-Switch<br />
Turck ergänzt sein IP67-Switch-<br />
Portfolio um zwei unmanaged Varianten<br />
und einen weiteren managed<br />
Switch. Der TBEN-Lx-SE-U1 (Bild 1)<br />
ist dient mit acht 100 Mbit Ports zur<br />
effizienten Vernetzung von Zellen, die<br />
keine managed Funktionen benötigen.<br />
Mit dem TBEN-LL-SE-M2 erweitert<br />
Turck das Angebot an managed<br />
IP67-Switches um eine Variante mit<br />
M12-L-kodierter Power-Versorgung.<br />
TBEN-Lx-SE-U1<br />
Anwender die lediglich grundlegende<br />
Switch-Funktionalität<br />
innerhalb einer Zelle benötigen,<br />
finden mit dem TBEN-Lx-SE-U1<br />
eine Lösung, die auch bei hohen<br />
Stückzahlen preislich attraktiv ist<br />
– beispielsweise zur Vernetzung<br />
von Netzwerk-Teilnehmern innerhalb<br />
einer Automatisierungszelle.<br />
Sein Vollverguss und Schutzarten<br />
bis IP69K erlauben den Einsatz in<br />
rauesten Umgebungen ohne Schutzgehäuse.<br />
Da keine Konfiguration<br />
notwendig ist und die Versorgung<br />
mit M12- oder 7/8-Zoll-Steckverbindern<br />
zügig gelingt, ist eine schnelle<br />
Inbetriebnahme garantiert.<br />
Der TBEN-LL-SE-M2<br />
ergänzt das Portfolio der<br />
managed Switche. Neben<br />
den acht 100Mbit-Ports<br />
verfügt das Gerät über<br />
zwei Gigabit-Backbone<br />
Ports. Im Unterschied zum<br />
bekannten managed Switch<br />
wird die neue Variante aber<br />
über M12-L-kodierte Powerstecker<br />
versorgt. Diese können<br />
bis zu 16 A pro Spannungsgruppe<br />
durchleiten.<br />
Sein erweitertes Featureset<br />
mit NAT-Routing, NTP<br />
und Firewall ermöglicht die<br />
logische Kapselung von<br />
Automatisierungszellen.<br />
So können beispielsweise<br />
ohne Adresskonflikte lokal<br />
immer die gleichen IP-Adressen<br />
verwendet werden. Die<br />
Firewall schützt das Automatisierungsnetzwerk<br />
vor<br />
externen Störeinflüssen.<br />
Kompaktes 4-I/O-Modul für<br />
Intralogistik<br />
Turcks TBEN-S1-4DXP verbessert<br />
Kosteneffizienz in verteilten Anlagen<br />
mit geringer I/O-Dichte. Speziell<br />
für den Einsatz in Anwendungsfeldern<br />
mit geringem I/O-Bedarf –<br />
beispielsweise in Logistikapplikationen<br />
– bietet Turck jetzt das Ethernet-I/O-Modul<br />
TBEN-S1-4DXP an.<br />
Das kompakte Blockmodul stellt vier<br />
flexibel nutzbare Ein- oder Ausgänge<br />
in der etablierten Bauform TBEN-S<br />
bereit, die standardmäßig über acht<br />
Kanäle verfügt. Mit einem Temperaturbereich<br />
von -40 bis 70 °C und<br />
den Schutzarten IP65/IP67/IP69K<br />
ist das neue I/O-Modul vielseitig<br />
einsetzbar.<br />
Überall dort, wo wenig I/Os über<br />
große Entfernungen gesammelt<br />
und übertragen werden, profitieren<br />
Anwender von der vollen Flexibilität<br />
der TBEN-S-Module – bei<br />
verbesserter Kosteneffizienz. Das<br />
TBEN-S1-4DXP erfüllt Schutzarten<br />
bis IP69K und verkürzt<br />
damit Inbetriebnahmezeiten und<br />
Verdrahtungsaufwand bei dezentraler<br />
Automatisierung. Als Turck-<br />
Multiprotokoll-Gerät kann es, wie<br />
gewohnt, ohne Anwendereingriff in<br />
Ethernet-Netzwerken mit Profinet,<br />
Ethernet/IP oder Modbus TCP eingesetzt<br />
werden. ◄<br />
Turcks Vierkanal-Block-I/O steigert die Effizienz in Anlagen mit geringer<br />
I/O-Dichte<br />
50 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Bedienen und Visualisieren<br />
Flache Miniaturtastaturen aus Edelstahl<br />
stahl-Tastaturen besonders für den<br />
öffentlichen Raum, wo es zu Schäden<br />
durch Vandalismus kommen<br />
kann. Typische Anwendungen sind<br />
Internetterminals und Kiosksysteme.<br />
Neu im Programm bei N&H Technology<br />
ist eine Serie von sehr flachen,<br />
vandalismusgeschützten Eingabetastaturen<br />
aus Edelstahl. Die Tastaturen<br />
habe die Größe 191 x 88 mm,<br />
210 x 90 mm und 224 x 110 mm<br />
und sind erhältlich in den gängigen<br />
Sprachlayouts, wobei auch komplett<br />
kundenspezifische Layouts möglich<br />
sind. Der Einbau erfolgt rückseitig,<br />
die Einbautiefe der Frontseite beträgt<br />
gerade einmal 3 mm.<br />
Durch ihre hohe Schutzklasse<br />
von IP67 und einer Stoßfestigkeitsgrad<br />
von IK09, eignen sich die Edel-<br />
Beschriftung der Tasten<br />
Die Beschriftung der Tasten erfolgt<br />
durch Lasergravur oder Ätzung,<br />
wodurch die Tastensymbole verschleißfrei<br />
sind. Dabei sind auch<br />
hinterleuchtete Tasten, farbige Grafiken<br />
oder erhabene Symbole, wie<br />
z. B. Blindenschrift möglich. Das<br />
Tastenprofil kann sowohl flach mit<br />
0,45 mm Kurzhubtasten, als auch<br />
mit 2 mm erhabenen Tasten sein.<br />
Mit einer Lebensdauer von bis zu<br />
10 Millionen Tastenbetätigungen<br />
sind sie zudem sehr langlebig und<br />
nahezu wartungsfrei. Die Edelstahltastaturen<br />
laufen unter allen gängigen<br />
Betriebssystemen und können über<br />
eine RS232, RS485, USB bzw. PS2<br />
Schnittstelle mit dem System verbunden<br />
werden.<br />
• N&H Technology<br />
www.nh-technology.de<br />
Juni 6/2021 Jg. 25<br />
Touch Technologien<br />
Holitech, Seite 93<br />
Sonderteil Einkaufsführer:<br />
Bedienen und<br />
Visualisieren<br />
Einkaufsführer<br />
Bedienen und Visualisieren<br />
Jetzt Unterlagen anfordern!<br />
ab Seite 47<br />
PC & Industrie Einkaufsführer Bedienen und Visualisieren<br />
mit umfangreichem Produkt index, ausführlicher<br />
Lieferantenliste, Firmenverzeichnis, deutscher Vertretung<br />
internationaler Unternehmen und Vorstellung neuer Produkte.<br />
Einsendeschluss der Unterlagen 14. 4. <strong>2022</strong><br />
Anzeigen-/Redaktionsschluss 8. 4. <strong>2022</strong><br />
beam-Verlag, info@beam-verlag.de<br />
oder Download + Infos unter<br />
www.beam-verlag.de/einkaufsführer<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 51
IPCs/Embedded Systeme<br />
Modul-PC der 11. Intel-Generation zum<br />
Einstecken in Large-Format-Displays<br />
Überarbeitete Xe-Grafikeinheit für 8k-Monitore, hohe Taktfrequenz und geringer Stromverbrauch durch neuste<br />
10 nm CPU-Produktion<br />
Concept International GmbH<br />
www.concept.biz<br />
Neu im Programm von Concept<br />
International ist der SDM-L11 von<br />
Giada, ein Einschub-Modul für<br />
Large-Format-Displays. Der Slotin-PC<br />
nutzt Intel-Prozessoren der<br />
11. Core-i-Generation, auch bekannt<br />
als Tiger-Lake-Architektur. Im Vergleich<br />
zur vorherigen Generation liegt<br />
die CPU-Leistung beim SDM-L11 um<br />
circa 30 Prozent höher. Die Grafikleistung<br />
hat sich sogar verdoppelt und<br />
sorgt bei Digital-Signage-Anwendungen<br />
auch im UHD-Bereich für<br />
flüssige Video sequenzen und Bilder<br />
mit hoher Detailschärfe. Haupteinsatzgebiet<br />
des Slot-in-PCs<br />
sind vor allem interaktive Digital-<br />
Signage-Anwendungen wie Multi-<br />
Touch-Displays oder digitale Whiteboards,<br />
die sich vor allem im Education-Bereich<br />
verstärkt durchsetzen.<br />
Der SDM-L11 steuert Monitore<br />
mit einer Auflösung bis 8k an<br />
und passt mit seinen Abmessungen<br />
von gerade mal 175 x 110 x 18 Millimetern<br />
in den schlanken SDM-Slot<br />
von LFD-Displays.<br />
Der bis zu 32 Gigabyte große<br />
DDR4-RAM prädestiniert den<br />
SDM-L11 für anspruchsvolle Digital-Signage-Anwendungen.<br />
Für die<br />
Rechenpower sorgt dabei ein Intel-<br />
Prozessor der 11. Core-i-Generation,<br />
dessen SuperFin-Transistoren<br />
im 10nm-Fertigungsverfahren<br />
hergestellt wurden. Die darauf<br />
basierenden Willow-Cove-Kerne<br />
sorgen für eine wesentlich höhere<br />
Takt frequenz bei gleichzeitig geringerem<br />
Stromverbrauch.<br />
Komplett überarbeitete<br />
Grafikeinheit<br />
Die Xe-Grafikeinheit wurde im<br />
Vergleich zum Vorgänger grundlegend<br />
überarbeitet und steht nun<br />
in der Verarbeitung von Multimedia-<br />
Inhalten einer dedizierten Grafikkarte<br />
in nichts nach. Der SDM-L11<br />
unterstützt Monitore mit einer Auflösung<br />
bis 8k, wobei sich Inhalte in<br />
einer Auflösung von 4.096 x 2.304<br />
@60 Hz (HDMI) und 7.680 x 4.320<br />
@60 Hz (DP) wiedergegeben lassen.<br />
Wahlweise Linux oder<br />
Windows 10<br />
Anwender können beim SDM-L11<br />
zwischen den Betriebssystem-Optionen<br />
Linux und Windows 10 wählen.<br />
Wer sein Betriebssystem maßgeschneidert<br />
an die eigene Anwendung<br />
anpassen möchte, trifft mit<br />
Windows 10 IoT Enterprise die richtige<br />
Wahl.<br />
Abgesehen von internen Schnittstellen<br />
HDMI, USB 3.2 und Strom<br />
im Display befinden sich diverse<br />
externe Anschlüsse beim SDM-L11<br />
auf dem Frontpanel des PCs, darunter<br />
auch eine HDMI-Schnittstelle zum<br />
Ansteuern eines weiteren Displays.<br />
Über je zwei USB 2.0- und USB 3.2<br />
Gen2-Ports, einen USB 3.2 Gen1<br />
Type-C sowie einen LAN-Anschluss<br />
kann der PC mit der Peripherie verbunden<br />
werden. Dank einer integrierten<br />
M.2-Schnittstelle lässt sich<br />
das System außerdem mit WiFi6/<br />
BT5 ausstatten.<br />
Mittlere Betriebsdauer von<br />
50.000 Stunden<br />
Der SDM-L11 ist mit einer mittleren<br />
Betriebsdauer von 50.000<br />
Stunden äußerst robust und eignet<br />
sich für einen 24/7-Dauereinsatz.<br />
Die JAHC-Technologie von<br />
Giada sorgt durch einen integrierten<br />
Watchdog dafür, dass sich das<br />
System automatisch rebootet, falls<br />
sich die Software aufhängt. Außerdem<br />
ermöglicht sie das Rauf- und<br />
Runterfahren des PCs zu festen<br />
Tagen und Uhrzeiten.<br />
„Digital Signage Anwendungen<br />
mit Large-Format-Displays beeindrucken<br />
durch ihre brillante Bildqualität“,<br />
erklärt Mike Finckh, CEO von<br />
Concept International. „Modul-PCs<br />
wie der SDM-L11 sind die sicherste<br />
Lösung im Bereich Digital Signage,<br />
da weniger Kabel für hohe Betriebssicherheit<br />
sorgen und auch die Vandalismusgefahr<br />
reduziert ist. In Verbindung<br />
mit der aktuellen CPU-<br />
Generation bieten wir hier die professionellste<br />
Lösung.“<br />
Verfügbarkeit<br />
Der Giada SDM-L11 ist bei Concept<br />
International mit den Prozessorvarianten<br />
Celeron 6305, Core<br />
i3-1115G4, i5-1135G7 (optional<br />
i5-1145G7 mit vPro) erhältlich. ◄<br />
52 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
IPCs/Embedded Systeme<br />
Lüfterloser IPC mit i-Core CPU der 11. Generation<br />
für die Hutschiene<br />
Wesentliche Eigenschaften der UNO-148 Modelle:<br />
• Intel Core i Prozessor der 11. Generation onboard<br />
• 8 GB DDR4 Speicher (max. 64 GB möglich)<br />
• 3 x Gigabit Ethernet RJ45 (2x 1 Gbit/s, 1x 2,5 Gbit/s)<br />
• 2 x DisplayPort 1.4 Anschlüsse (Auflösungen bis 7680 x 3840<br />
(8K) bei 60 Hz)<br />
• 4 x isolierte serielle RS-232/422/485 Anschlüsse (Terminal Block)<br />
• 3 x USB 3.2 und 1 x USB 2.0<br />
• 8 x digitale Eingänge mit 2500 VDC Isolationsschutz und 8 x digitale<br />
Ausgänge<br />
• Unterstützt Time-Sensitive Networking (TSN)<br />
• 3 x M.2, Nano SIM und Full-Size mPCIe<br />
• 2nd-Stack Erweiterung optional<br />
• Erfüllen Sicherheitsanforderungen nach IEC 61010-1<br />
• Integriertes TPM 2.0<br />
Die embedded Box-IPCs der<br />
UNO-100-Serie sind DIN-Schienen-montierbare<br />
lüfterlose Industrie<br />
PCs, die über ein modulares<br />
Design für eine flexible Konfiguration<br />
gemäß den spezifischen Nutzungsanforderungen<br />
verfügen. Mit<br />
den neuen UNO-148-Modellen stehen<br />
nun auch IPCs mit Intel i3, i5<br />
und i7 Prozessor der 11. Generation<br />
für anspruchsvollere Anwendungen<br />
zur Verfügung. Industrie<br />
PCs sind wesentliche Plattformen<br />
für Überwachungs-, Steuerungsund<br />
Messsysteme der Automatisierungstechnik.<br />
Anwendungsgebiete<br />
Die typischen Anwendungsgebiete<br />
liegen z. B. in der Fabrikautomation,<br />
der Gebäudeautomation, dem Verkehrsmanagement<br />
und der Robotersteuerung.<br />
AMC als Premier-iAutomation-Partner<br />
von Advantech hat<br />
das lüfterlose, Hutschienen-Industrie-PC<br />
System UNO-148 mit isolierter<br />
serieller und digitaler I/O sowie<br />
einem weiten Eingangsspannungsbereich<br />
zum Einsatz für Arbeitsbereiche<br />
vom -40 bis + 60 °C in seinem<br />
Lieferprogramm mit aufgenommen.<br />
Die UNO-148-Modelle sind Nachfolger<br />
des bewährten Hutschienen<br />
IPCs UNO-1483G.<br />
Leistungsfähige Parameter<br />
im kompakten Format<br />
Der UNO-148 ist standardmäßig<br />
mit einem Onboard Intel Core i Prozessor<br />
der 11. Generation, sowie<br />
8 GB DDR4 RAM als auch 3 x<br />
LAN, 4 x COM, 3 x USB 3.0, 1 x<br />
USB 2.0, 8 x DI, 8x DO und 2x DP<br />
1.4 Anschlüssen ausgestattet. Der<br />
Controller unterstützt außerdem 1x<br />
Full-Size-Mini-PCIe, 1x M.2-B-Key,<br />
1x M.2-M-Key, 1x M.2-E-Key und<br />
1 x Nano-SIM-Kartensteckplatz für<br />
eine bequeme Erweiterung, um verschiedenen<br />
industriellen Anwendungen<br />
gerecht zu werden.<br />
Der UNO-148 entspricht den<br />
Sicherheitsanforderungen von<br />
IEC 61010-1 (Sicherheitsbestimmungen<br />
für elektrische Mess-,<br />
Steuer-, Regel- und Laborgeräte)<br />
für den industriellen Einsatz. Optional<br />
kann der UNO-148 mit einem<br />
optionalen Second-Stack-Erweiterungskit<br />
ausgestattet werden. Damit<br />
können Erweiterungsmodule der<br />
iDoor-Modul-Technologie eingebaut<br />
und somit zusätzliche industrieller<br />
Feldbus-Schnittstellen oder<br />
zusätzliche drahtlose Kommunikationsmodule<br />
(WiFI, LTE/5G, Bluetooth)<br />
aber auch zusätzliche digitale<br />
E/A Kanäle bis hin zur Ergänzung<br />
weitere serielle (RS232/422/485)<br />
Ports geschaffen werden.<br />
Erweiterbar im modularen<br />
Industriegehäuse<br />
Um diesen High-End Hutschienen-IPC<br />
UNO-148 noch mehr auf<br />
individuelle Anforderungen einzelner<br />
Anwendungen anzupassen, steht<br />
eine Stack-Erweiterung optional zur<br />
Verfügung. Das Erweiterungs-Kit<br />
UNO-148-IS2EA bietet neben den<br />
iDoor Slot sowie Platz den zusätzlichen<br />
Einbau einer 2,5“ SSD/HDD<br />
an. Alternativ können mit dem Erweiterungskit<br />
UNO-148-P11EA ein<br />
PCIe x4 Slot zur Integration einer<br />
zusätzlichen Datenerfassung– oder<br />
Schnittstellenkarte genutzt werden.<br />
Zudem unterstützt der UNO-148<br />
einen Betriebstemperaturbereich<br />
und eignet sich somit auch für raue<br />
industrielle Umgebungen.<br />
Mit seinen flexiblen Erweiterungsmöglichkeiten<br />
bei kleinen Abmessungen<br />
ist der UNO-148 ein leistungsstarker<br />
Hutschienen-IPC,<br />
der aktuelle und technische Anforderungen<br />
auch als Edge Computing<br />
Plattform ideal und optimal erfüllt.<br />
• AMC - Analytik & Messtechnik<br />
GmbH Chemnitz<br />
info@amc-systeme.de<br />
www.amc-systeme.de<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 53
IPCs/Embedded Systeme<br />
Hochleistungs-Embedded PCs auf Basis von<br />
Mini-ITX Mainboards<br />
Moderne Embedded-Systeme<br />
müssen sich an steigende Anforderungen<br />
anpassen können. Die<br />
zunehmende Digitalisierung und<br />
Modernisierung in der Automatisierungstechnik<br />
sorgen dafür, dass<br />
entsprechende IT-Lösungen flexibel,<br />
leistungsstark und erweiterbar<br />
sein sollten.<br />
Ein perfektes Beispiel sind die<br />
platzsparenden Mini-ITX Lösungen<br />
der ICO Innovative Computer GmbH.<br />
Auf Basis von Intel- oder AMD-Prozessoren<br />
stehen dem Nutzer kompakte,<br />
aber performante Systeme<br />
zur Verfügung. Wer sich für die<br />
Intel-Variante entscheidet, hat die<br />
Wahl zwischen dem PicoSYS 4615<br />
und dem PicoSYS 4615A. Während<br />
der PicoSYS 4615 Embedded PC<br />
mit einem Intel Core i5-6500TE<br />
2,3 GHz Prozessor arbeitet, verfügt<br />
der PicoSYS 4615 sogar über einen<br />
Intel Core i7-6700TE 4/8 2,4 GHz<br />
Prozessor. Beide Systeme laufen<br />
bereits in der Basisversion mit<br />
16 GB Arbeitsspeicher, die bis auf<br />
32 GB erweitert werden können.<br />
AMD Ryzen<br />
V2748-Prozessor<br />
Das Herz des AMD Gegenstücks<br />
PicoSYS 4211 bildet hingegen ein<br />
AMD Ryzen V2748-Prozessor mit<br />
2,9 GHz. Auch in dieser Version sind<br />
standardmäßig 16 GB RAM verbaut.<br />
Alle genannten Embedded PCs<br />
haben eine schnelle 256 GB SSD,<br />
die ausreichend Speicherplatz für<br />
gängige Anwendungen liefert. Dank<br />
eines x16-PCI-Express Steckplatzes<br />
ist es möglich, eine leistungsstarke<br />
Grafikkarte zu integrieren, wodurch<br />
sich der übliche industrielle Anwendungsbereich<br />
von Embedded PCs<br />
auch auf Sparten mit hohen visuellen<br />
Ansprüchen ausbauen lässt.<br />
Zur grafischen Ausgabe stehen<br />
eine DVI-, sowie eine DP-Schnittstelle<br />
zur Verfügung. Abgerundet<br />
wird die gute Konnektivität durch<br />
zwei Gigabit-LAN, sechs USB 3.0<br />
und zwei serielle Anschlüsse, von<br />
denen einer als RS232/RS422/<br />
RS4856 Port verwendet werden<br />
kann.<br />
Vielseitig einsetzbar<br />
Verbaut sind die einzelnen Komponenten<br />
in einem schlichten,<br />
schwarzen Gehäuse von gerade<br />
einmal 300 x 205 x 72 mm, das<br />
nicht nur die nötige Robustheit<br />
für industrielle Bereiche aufweist,<br />
sondern auch platzsparend per<br />
Wandmontage befestigt werden<br />
kann. Dank ihrer enormen Flexibilität<br />
und möglichen Einsatztemperaturen<br />
von 0 – 60 °C können der<br />
PicoSYS 4211, der PicoSYS 4615<br />
und der PicoSYS 4615A in unzähligen<br />
Bereichen eingesetzt werden.<br />
Und sollte die passende Konfiguration<br />
für Ihren Anwendungszweck<br />
noch nicht dabei sein, können die<br />
Systeme in der hauseigenen Fertigung<br />
der ICO Innovative Computer<br />
GmbH bereits in kleiner Stückzahl<br />
angepasst werden.<br />
• ICO Innovative Computer<br />
GmbH<br />
www.ico.de<br />
Größere Ansicht, besseres Erlebnis<br />
Axiomtek präsentiert den ITC210, einen modularen<br />
21,5-Zoll-Touch-Panel-PC mit Intel Smart<br />
Display Module (Intel SDM), der ein besseres<br />
Seh- und Arbeitserlebnis für den Smart Retail<br />
und die Leichtindustrie bietet. Der ITC210 ist<br />
mit einem 21,5-Zoll-Display (1920 x 1080) mit<br />
kapazitivem 10-Punkt-Touch, 250 nits Helligkeit<br />
und einem Seitenverhältnis von 16:9 ausgestattet.<br />
Der schmale Rahmen hält die Gesamt dicke<br />
unter 50 mm und die IPx4-Metallrahmenstruktur<br />
macht es in verschiedenen Anwendungen<br />
einsetzbar. Zu den Standard-Ports gehören<br />
ein Push-Push microSD-Slot, HDMI, USB 3.0-<br />
Ports und zwei USB 2.0-Ports. Das austauschbare<br />
Design erleichtert die Systemwartung für<br />
den Austausch vor Ort und für ein CPU-Karten-Upgrade.<br />
Es stehen zwei SDM-Module zur<br />
Auswahl, das SDM300S (Intel SDM-S) und<br />
das SDM500L(Intel SDM-L); beide sind mit<br />
verschiedenen CPUs, Systemspeichern und<br />
Onboard-Grafiken kompatibel. Der Kunde kann<br />
das Modul je nach Bedarf auswählen.<br />
Das SDM500-L basierte ITC210 wird von<br />
einem Quad-Core Intel i5-8365UE 1,6 GHz<br />
Prozessor oder einem Dual-Core Intel Celeron<br />
4305UE 2.0GHz Prozessor mit Intel UHD<br />
Graphics 620/610 angetrieben. Es verfügt über<br />
zwei 260-Pin DDR4-2400 SO-DIMM-Slots mit<br />
bis zu 32 GB Arbeitsspeicher pro Slot und<br />
ist anpassbar mit M.2 Key E, M.2 Key M und<br />
M.2 Key B Erweiterungsslots. Der ITC210 mit<br />
dem SDM500-L-Modul ist ideal bei beengten<br />
Platzverhältnissen. Mit dem Quad-Core-Prozessor<br />
bietet der ITC210 leistungsstarke Rechenleistung<br />
und eine saubere Arbeitsumgebung.<br />
Das SDM300S-basierte ITC210 wird durch<br />
den Quad-Core Intel Pentium Prozessor N4200<br />
oder den Dual-Core Celeron Prozessor N3350<br />
mit dem Intel UHD Graphics 505/500 Chipsatz<br />
betrieben. Dieses SDM-S-betriebene ITC210<br />
verfügt über einen 4 GB oder 8GB LPDDR4<br />
Speicher und 64 GB eMMC onboard. Beide<br />
Module verfügen über integrierte USB 3.0-,<br />
HDMI 2.0-, DisplayPort 1.2-, serielle TX/RXund<br />
I 2 C-Signale für die Konnektivität.<br />
• AXIOMTEK Deutschland GmbH<br />
www.axiomtek.de<br />
54 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
IPCs/Embedded Systeme<br />
Hoch performant und energiesparend<br />
Ultrakompakte Systeme mit Intel Atom x6000E-Prozessoren<br />
Aufgrund der hohen Nachfrage nach<br />
platzsparenden Bauweisen, Flexibilität<br />
und geringem Stromverbrauch stellt<br />
die PLUG-IN Electronic GmbH die kompakten,<br />
integrierbaren Lösungen mit Intel<br />
Atom x6000E-Prozessoren und UHD-<br />
Grafik vor. Die drei Systeme SPC-6000,<br />
PBC-1000 und EPBC-1000 von Vecow<br />
zeichnen sich nicht nur durch ein ultrakompaktes<br />
Design aus, sie bieten ebenfalls<br />
einen effizienten Energieverbrauch<br />
mit höchster Leistung und Flexibilität für<br />
die moderne Industrie.<br />
40 % schnellere Rechenleistung<br />
Diese brandneuen Rechner sind mit<br />
Prozessoren aus der Intel Atom x6000E-<br />
Serie, die speziell für IoT-Anwendungen<br />
entwickelt wurde, ausgerüstet. Die PCs<br />
ermöglichen eine bis<br />
zu 40 % schnellere<br />
Rechenleistung und<br />
eine zweifach verbesserte<br />
3D-Grafikleistung<br />
als die früheren<br />
Generationen<br />
und verfügen über<br />
verschiedenste I/Ound<br />
Speicheroptionen.<br />
Ausgestattet<br />
mit einem Display-<br />
Port, der 4K-Auflösung<br />
unterstützt, und<br />
M.2-Steckplätze für<br />
Erweiterungen sind<br />
diese Systeme eine<br />
ausgewogene Basis,<br />
die mit einer Vielzahl<br />
unterschiedlicher<br />
Anschlussmöglichkeiten<br />
wie GigE LAN,<br />
USB, COM und SIM<br />
ergänzt werden kann.<br />
Zusätzlich sind diese<br />
lüfterlosen Systeme<br />
für den Einsatz im<br />
erweiterten Temperaturbereich<br />
geeignet<br />
und verfügen über<br />
einen 12 V DC-Stromeingang.<br />
Mit zahlreichen<br />
Funktionalitäten<br />
ist der Einsatz<br />
sowohl in Edge-<br />
Anwendungen wie<br />
intelligente Steuerung,<br />
Energiemanagement,<br />
M2M, Infotainment in<br />
Fahrzeugen als auch in allen Fabrikautomation-<br />
und AIoT/Industrie 4.0-Anwendungen<br />
möglich.<br />
Kompakt und energieeffizient<br />
SPC-6000 und PBC-1000 sind Box-PCs<br />
mit energieeffizienten Innovationen in einem<br />
kompakten Design. Diese Systeme wurden<br />
für die Ausführung des VHub-One-<br />
Stop-AIoT-Solution-Service optimiert, der<br />
OpenVINO-basierte KI-Accelerator und<br />
fortschrittliche Edge-KI-Anwendungen<br />
unterstützt. Je nach Modell sind die Rechner<br />
mit unterschiedlichen I/Os erhältlich.<br />
Kompakt und zuverlässig<br />
Der 2,5“ Pico-ITX Embedded-Singleboard-Computer<br />
EPBC-1000 gewährleistet<br />
mit dem Intel Atom x6211-Prozessor einen<br />
niedrigen Stromverbrauch mit<br />
bis zu TDP 6 W. Aufgrund der<br />
vielseitigen Ausstattung bietet<br />
der EPBC-1000 höchste Zuverlässigkeit<br />
in verschiedensten<br />
Embedded-Anwendungsfällen<br />
und dank der geringen Maße von<br />
nur 100 mm x 72 mm (SFF) ist<br />
dieses Board in nahezu jedes<br />
System integrierbar.<br />
• PLUG-IN Electronic GmbH<br />
www.plug-in.de<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 55<br />
55
IPCs/Embedded Systeme<br />
Intelligent, effizient und robust<br />
Die neuen embedded IPC Modelle Tiger C-M1 und C-M2 mit Intel 11. Prozessor Generation<br />
Die DNA wurde dem Kraftpaket von der 11. Intel<br />
Prozessor Generation verliehen. So bringen die Tiger<br />
C-M1- und Tiger C-M2-Modelle neben den charakteristischen<br />
Merkmalen von Industrie-PCs, auch integrierte<br />
KI-Funktionen mit. Durch die Deep-Learning-<br />
KI-Engine mit Boost von Intel und Intel Deep Link<br />
werden neue Maßstäbe in der KI-Leistung gesetzt.<br />
So können mitunter umfassende KI-Funktionen nun<br />
auch ohne zusätzliche Grafikkarten gelöst werden.<br />
Für zum Beispiel Highspeed-Kamerasysteme stehen<br />
vier USB 3.1 Gen2 Schnittstellen, mit jeweils bis zu<br />
10 Gbit/s, zur Verfügung. Für Maus und Tastatur können<br />
dabei die anderen beiden USB-2.0-Schnittstellen<br />
verwendet werden.<br />
ipc-core GmbH & Co. KG<br />
info@ipc-core.de<br />
https://ipc-core.de<br />
Problemlos erweiterbar<br />
Eine weitere Besonderheit beim Tiger C-M2<br />
ist die Erweiterbarkeit mit bis zu zwei Extension-<br />
Modulen. Somit sind bis zu 12 GbE LAN-Schnittstellen<br />
möglich, davon bis zu 8 mit Power over<br />
Ethernet. Darüber lassen sich zum Beispiel ebenfalls<br />
Kameras anschließen, mit denen die Produktionsqualität<br />
von Erzeugnissen geprüft wird.<br />
Anwender, die vier Displays/Monitore an ein PC-<br />
System anschließen möchten, werden sich freuen.<br />
Bis dato war hierfür meist zusätzliche, teure Hardware<br />
nötig. Die Tiger C-M1- und C-M2-Modelle<br />
bieten standardmäßig vier Video-Schnittstellen<br />
(2x HDMI und 2x DisplayPort, je 4K Auflösung).<br />
Hierüber lässt sich diese Anforderung bequem,<br />
ohne zusätzliche Hardware lösen.<br />
Intel vPro technology<br />
IT-Administratoren werden die integrierte Intel<br />
vPro technology zu schätzen wissen. Diese gibt Schutz<br />
unterhalb der Betriebssystemebene und ermöglicht<br />
die sichere Fernverwaltbarkeit der Tiger-Modelle. Im<br />
Betrieb beweisen die Tiger C-M2 Modelle ihre Robustheit.<br />
Bei Minusgraden von bis zu -40 °C schützt das<br />
dicke Fell, bei Temperaturen bis 60 °C sorgt das ausgeklügelte<br />
passive Kühlkonzept für ausreichend Coolness.<br />
Betrieben werden die sparsamen Tiger Industrie-<br />
PCs mit 12 V bis 36 VDC. Durch das, im Lieferumfang<br />
enthaltene Wandmontage-Set finden die kompakten<br />
Tiger fast überall ihren Platz. Optional steht auch ein<br />
Hutschienenmontage-Set zur Verfügung. ◄<br />
Neue i.MX 8M-basierte Boxed-Lösung für Multimedia- und IIoT-Anwendungen<br />
SECO kündigt heute eine<br />
neue Boxed-Lösung auf Basis<br />
der NXP i.MX 8M-Familie von<br />
Anwendungsprozessoren an: den<br />
PAVO (ehemaliger Produktname<br />
SYS-C20-IPC). Dieser lüfterlose<br />
Boxed-PC nutzt die Multicore-Prozessoren<br />
der NXP i.MX 8M-Familie<br />
samt branchenführender Audio-,<br />
Sprach- und Videoverarbeitung<br />
und bietet damit eine Lösung, die<br />
sich hervorragend für Multimedia-<br />
und industrielle IoT-Anwendungen<br />
eignet.<br />
Das PAVO kann mit i.MX 8M Quad/<br />
QuadLite/Dual Prozessoren ausgestattet<br />
werden (4x oder 2x<br />
ARM Cortex- A53-Core). Die integrierte<br />
Vivante GC7000Lite GPU,<br />
die OpenGL ES 1.1/2.0 /3.0 /3.1,<br />
Open CL 1.2 und Vulkan unterstützt,<br />
gewährleistet eine Displayauflösung<br />
von bis zu 4Kp60. Eine dedizierte<br />
VPU ist bei mit Quad- und Dual-<br />
CPUs verfügbar und kodiert/dekodiert<br />
alle gängigen Videoformate.<br />
In Bezug auf den Arbeitsspeicher<br />
bietet diese Box-Lösung bis zu<br />
2 GB DDR3L On-Board-Speicher<br />
und ein optionales eMMC 5.0 mit<br />
bis zu 16 GB On-Board-Speicher.<br />
Das PAVO ist mit einer Vielzahl<br />
von Schnittstellen ausgestattet:<br />
optionales HDMI-Interface; Line<br />
Out + Mic In Combo TRRS-Audiobuchse;<br />
1x GbE und optional onboard<br />
WiFi+BT LE; USB 2.0/3.0<br />
Ports; 1x RS-232 Serial Port; optional<br />
2x 12-polige Klemmenleistenanschlüsse<br />
mit I/Os wie CAN,<br />
GPIO, SPI, I 2 C, und mehr. Android<br />
und Linux OS werden unterstützt.<br />
Darüber hinaus kann der PAVO mit<br />
einer optionalen VESA 100-Halterung<br />
oder einer optionalen DIN-<br />
Standard-Montageplatte ausgestattet<br />
werden.<br />
• SECO Northern Europe GmbH<br />
http://north.seco.com<br />
56 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
SBC/Boards/Module<br />
3,5 Zoll Embedded Board mit 11. Gen. Intel<br />
Celeron<br />
Mit dem Modell WAFER-JL hat<br />
compmall ein neues 3,5-Zoll-Embedded<br />
Board im Programm, das sich<br />
ideal für die Installation in Anlagen<br />
und Maschinen auf engem Raum<br />
einsetzen lässt, insbesondere zur<br />
Integration in Roboterarme und<br />
-greifer, autonome mobile Roboter<br />
und fahrerlose Transportfahrzeuge.<br />
Das Embedded Board ist mit einem<br />
Intel-Prozessor der 11. Generation<br />
bestückt, dem Celeron N5105 SoC.<br />
Der 4-Kern-Prozessor basiert auf<br />
der 10nm-Architektur und bietet<br />
bei extrem geringen 10 Watt TDP<br />
sehr gute Leistungswerte mit einer<br />
Basis-Taktfrequenz von 2 GHz bis<br />
2,9 GHz Burst-Frequenz. Um ein<br />
Überhitzen und damit das Drosseln<br />
der CPU zu verhindern, ist<br />
das lüfterlose Embedded Board in<br />
eine Kühlschale aus Aluminium eingelassen,<br />
um die Abwärme schnell<br />
an die Umgebung abzuführen. Auf<br />
die Kühlschale kann ein neu entwickelter<br />
und hocheffektiver Wärmeableitkörper<br />
geschraubt werden,<br />
der mit und ohne integrierten Lüfter<br />
erhältlich ist. Weitere Leistungsdaten<br />
sind der DDR4 Arbeitsspeicher<br />
mit 2933 MHz Taktfrequenz<br />
und der Bauform SO-DIMM mit<br />
einer Kapazität bis 16 GB und die<br />
integrierte Prozessorgrafik 11. Gen.<br />
Intel UHD.<br />
Das WAFER-JL<br />
steuert zwei unabhängige Displays<br />
mit 4K an, die mit DisplayPort<br />
und mit HDMI angebunden werden.<br />
Unterstützt wird das Verfahren HEVC<br />
10-bit Decoding/Encoding, das die<br />
Bildqualität erheblich verbessert.<br />
Drei 2,5-GB-Ethernet-Ports sorgen<br />
für hohen Datendurchsatz ins<br />
Netzwerk und verbinden das Embedded<br />
Board mit Intranet, Internet<br />
und industriellen Netzwerken oder<br />
mit IP-Kameras. Um externe Geräte<br />
und Sensoren anzuschließen, stehen<br />
verschiedene Schnittstellen<br />
zur Verfügung: USB 2.0, USB 3.2<br />
Gen2, RS-232, 12-bit-Digitale Ein-/<br />
Ausgänge und SMBus. Ein 6 Gb/s-<br />
SATA-Anschluss dient zur Anbindung<br />
des Datenspeichers.<br />
Das Embedded Board hat<br />
TPM 2.0-Funktionalität über<br />
Intel PTT, einer Intel-Firmware-<br />
Lösung, und unterstützt somit auch<br />
Windows 11.<br />
• compmall GmbH<br />
info@compmall.de<br />
www.compmall.de<br />
3,5” Embedded Board für energiesparende und leistungshungrige Anwendungen<br />
Das 3,5“ Embedded Board PD11TGS<br />
von ICP Deutschland ist mit der neuesten<br />
Tiger Lake Prozessorgeneration von<br />
Intel® ausgestattet. Die Tiger Lake UP<br />
Plattform verspricht energiesparend und<br />
reaktionsschnell zu sein und ist speziell<br />
für IoT Applikationen geschaffen worden.<br />
Kurze Latenzzeiten durch Intel® Time<br />
Coordinated Computing, eine verbesserte<br />
Grafikeinheit, KI Beschleunigungsfunktionalität<br />
durch Intel® Deep Learning<br />
Boost und, in Kombination von CPU<br />
und GPU, eine hervorragende Gesamtrechenleistung,<br />
sind nur ein paar Vorteile<br />
der 11-ten Intel® Generation. Das<br />
PD11TGS ist standardmäßig mit dem<br />
Intel Core i3-1115G4E 2-Kern Prozessor<br />
mit einer konfigurierbaren Thermal<br />
Design Power (TDP) von 12 bis 28 Watt ausgestattet.<br />
Der Basisprozessortakt variiert je<br />
nach TDP Einstellung zwischen 1,7 GHz und<br />
3,0 GHz und erreicht einen maximalen Turbotakt<br />
von 3,9 GHz. Optional kann auf Varianten<br />
wie den Intel® Celeron® 6305E mit 2 CPU-<br />
Kernen, den Intel® Core i5-1145G7E oder den<br />
Intel® Core i7-1185G7E mit vier CPU-Kernen<br />
zurückgegriffen werden. Ein DDR4 SO-DIMM<br />
Sockel ermöglicht allen Boards die Verwendung<br />
von bis zu 32 GB non-ECC Arbeitsspeicher mit<br />
einer maximalen Taktfrequenz von bis zu 3200<br />
MHz. Die integrierte Intel® HD Grafikeinheit<br />
der 11ten Generation bietet vierfache Display<br />
Unterstützung. Es stehen für den Anschluss<br />
von Displays zwei HDMI Ports mit einer Auflösung<br />
von bis zu 4096x2160 Pixeln, ein Display<br />
Port mit maximal 5120x3200 Pixeln und ein<br />
LVDS Anschluss mit einer Full HD 1920x1200<br />
Pixel Auflösung zur Verfügung. Optional kann<br />
der LVDS Anschluss durch einen eDP<br />
Anschluss mit 5120x3200 Pixel Auflösung<br />
ausgetauscht werden. Ferner verfügen<br />
alle PD11TGS über einen 2,5Gigabit<br />
Ethernet Port mit I225LM Netzwerk IC<br />
und einen Intel 1Gigabit Ethernet Port<br />
mit Intel I219-LM IC, vier USB<br />
3.1 (Generation 2), zwei USB 2.0,<br />
einen SATA-6G Anschluss, drei serielle<br />
RS-232, ein serielle RS-232/422/485<br />
sowie Audio MIC-In und LINE-Out<br />
Schnittstellen. Zudem stehen zur Erweiterung<br />
ein M.2 2242/2280/3042/3052<br />
B-Key und ein M.2 2230 Slot mit<br />
E-Key parat. Ein NANO-SIM Slot ermöglicht<br />
die Verwendung von optionalen<br />
5G Modulen. Das PD11TGS<br />
kann in einem Spannungsbereich<br />
von 8 bis 24 Volt DC und je nach gewählter<br />
TDP in einem Temperaturbereich von 0 bis<br />
60 °C betrieben werden. Auf Kundenwunsch<br />
liefert ICP das PD11TGS auch als Bundle<br />
mit industriellem Arbeitsspeicher und Speichermedium<br />
aus.<br />
• ICP Deutschland GmbH<br />
info@icp-deutschland.de<br />
www.icp-deutschland.de<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 57
SBC/Boards/Module<br />
Echtzeitdatenverarbeitung mit integriertem<br />
High-Speed-Ethernet<br />
Die neuen COM-HPC Server Type und COM Express Type 7 Module von Adlink verbessern die Echtzeitdatenverarbeitung<br />
mit integriertem High-Speed-Ethernet sowie industrietauglicher Zuverlässigkeit und Langlebigkeit.<br />
COM-HPC-sIDH Servertyp-Modul: Xeon D-2700-Serie mit bis zu 20<br />
Prozessorkernen, 30 MB Cache, 512 GB DDR4-Speicher und einer<br />
Leistungsaufnahme von 65 bis 118 Watt<br />
Adlink Technology Inc. stellt seine<br />
neuesten Intel Xeon D-basierten<br />
Computer-on-Modules (COMs)<br />
vor, die in zwei unterschiedlichen<br />
Formfaktoren erhältlich sind –<br />
COM-HPC Server Type als auch<br />
als COM Express Type 7. Durch<br />
Intel Xeon Prozessoren der D-2700-<br />
und D-1700-Serien (Codename: Ice<br />
Lake-D) angetrieben, verfügen diese<br />
ADLINK COMs über ein integriertes<br />
High-Speed Ethernet, bis zu 8x 10G<br />
oder mehr mit bis zu 32 PCIe Gen4-<br />
Lanes und modernste KI-Beschleunigung,<br />
bei gleichzeitig erweiterten<br />
Temperaturwerten für eingebettete<br />
und robuste Anwendungen.<br />
„Durch das integrierte High-<br />
Speed-Ethernet wird die Komplexität<br />
und der Zeitaufwand im Designund<br />
Entwicklungsprozess deutlich<br />
reduziert“, sagt Alex Wang, Senior<br />
Product Manager - Module Product<br />
Center, Adlink. „Dank ihrer industrietauglichen<br />
Zuverlässigkeit und des<br />
erweiterten Temperaturbereichs eignen<br />
sich diese Module besonders<br />
für geschäftskritische Edge-Anwendungen“,<br />
fügt er hinzu.<br />
ADLINK COM-HPC-sIDH<br />
ist ein COM-HPC-Servermodul<br />
der Größe D mit einem Intel<br />
Xeon D-2700 HCC-Prozessor mit bis<br />
zu 20 CPU-Kernen, 30 MB Cache,<br />
512 GB DDR4-Speicherkapazität,<br />
8x 10G oder 4x 25G Ethernet und<br />
einer Leistungsaufnahme von 65<br />
bis 118 Watt. ADLINK Express-<br />
ID7 hingegen ist ein COM Express<br />
Typ 7 Modul, das auf dem Intel<br />
Xeon D-1700 LCC Prozessor basiert<br />
und eine Leistungsaufnahme von<br />
bis zu 67 W TDP aufweist. Zudem<br />
bietet es bis zu 10 CPU-Kerne,<br />
128 GB DDR4 Speicherkapazität<br />
und 4x 10G Ethernet.<br />
Deep Learning Boost und<br />
KI-Inferenzverarbeitung<br />
Express-ID7 Typ 7 Modul: Xeon D-1700-Serie mit einer Leistungshüllkurve von<br />
bis zu 67 W TDP bei bis zu 10 CPU-Kernen und einem 128 GB DDR4-Speicher<br />
Ausgestattet mit Intel Deep Learning<br />
Boost (VNNI) und Intel AVX-512<br />
für die KI-Inferenzverarbeitung,<br />
ermöglichen Adlink COMs mit Intel<br />
Ice Lake-D maschinelles Lernen<br />
und Deep-Learning-Prozesse auf<br />
dem Gerät und transformieren industrielle<br />
Bildverarbeitung, die Verarbeitung<br />
natürlicher Sprache und<br />
intelligente Videoanalysen und übertreffen<br />
somit frühere Generationen.<br />
Diese neuen COMs verfügen darüber<br />
hinaus über Intel Time Coordinated<br />
Computing (Intel TCC) und<br />
bieten Unterstützung für Time Sensitive<br />
Networking (TSN), wodurch<br />
eine präzise Steuerung der CPU-<br />
Kerne und eine rechtzeitige Synchronisierung<br />
über vernetzte Geräte ermöglicht<br />
wird, während gleichzeitig<br />
eine deterministische Leistung mit<br />
geringer Latenz für die Ausführung<br />
von Echtzeit-Work loads gewährleistet<br />
wird.<br />
Module Management<br />
Controller<br />
COM-HPC-sIDH bietet zusätzlich<br />
einen Module Management Controller<br />
(MMC) mit einer IPMB-Schnittstelle<br />
und einer dedizierten PCIe-<br />
BMC-Lane. Zusammen mit dem<br />
Carrier BMC erhalten User komfortable<br />
Remote-Management-Funktionen<br />
wie Serial over LAN (SOL)<br />
und iKVM.<br />
Einsatzbereiche<br />
Die neuen Adlink COMs wurden<br />
für Edge- und robuste KI-Anwendungen<br />
entwickelt, so dass Systemintegratoren<br />
all ihre IoT-Innovationen<br />
realisieren können, angefangen<br />
bei Edge-Netzwerken, unbemannten<br />
Luftfahrzeugen, autonomem<br />
Fahren und Roboterchirurgie<br />
bis hin zu robusten HPC-Servern,<br />
5G-Basisstationen, automatischen<br />
Bohrungen, Schiffsmanagement<br />
und mehr.<br />
Starterkits<br />
Adlink stellt außerdem COM-HPCund<br />
COM-Express-Server-Starterkits<br />
bereit, die auf den COM-HPCsIDH-<br />
und COM-ID7-Modulen basieren.<br />
Die COM-HPC Server Base bietet<br />
Unterstützung für KI-Beschleuniger<br />
über Gen4 PCIe (2 x16), 10GbE<br />
optische/Kupfer-Ethernet-Erweiterung<br />
sowie lokales und ferngesteuertes<br />
IPMI/BMC-Management über<br />
VGA, COM und dediziertes Ethernet.<br />
• ADLINK Technology GmbH<br />
www.adlinktech.com<br />
58 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
SBC/Boards/Module<br />
Neues System on Module auf Basis der<br />
industrietauglichen AM64x-Prozessorserie<br />
Phytec stellt das neue phyCORE-<br />
AM64x System on Module (SoM)<br />
auf Basis der Sitara AM64x Prozessorfamilie<br />
vor. Das einbaufertige<br />
Kommunikationsmodul erweitert<br />
die PHYTEC phyCORE-Produktreihe<br />
um eine Lösung für industrielle<br />
Steuerungs- und Smart<br />
Manufacturing-Anwendungen.<br />
Das phyCORE-AM64x SoM ist eine<br />
robuste und zuverlässige Embedded-Lösung<br />
mit Secure-Boot-Unterstützung,<br />
industriellen Kommunikationsschnittstellen,<br />
Funktionsüberwachungsfunktionen<br />
und Power-<br />
Management.<br />
Einsatzbereiche<br />
Kontron erweitert sein umfangreiches Computer-on-Modules<br />
Portfolio um das neue COM<br />
Express Basic Typ 7 Modul COMe-bID7 mit<br />
Intel Xeon D-1700 Prozessoren (früherer Codename<br />
Ice Lake D). Darüber hinaus stellt Kontron<br />
einen neuen COM Express Typ 7 Evaluation<br />
Carrier vor. Das COMe-bID7 mit einer Skalierbarkeit<br />
von 4 bis 10 Cores auf einem kleinen<br />
Formfaktor und SKUs für den industriellen<br />
Temperaturbereich von -40 °C bis +85 °C<br />
sowie 24/7-Zuverlässigkeit über 10 Jahre ermöglicht<br />
robuste und platzsparende Implementierungen<br />
in rauen Umgebungen und<br />
unter extremen Bedingungen. Das Modul verfügt<br />
über bis zu 4x SO-DIMM Sockel für maximal<br />
128 GB Speicher. Als Speichermedium ist<br />
optional eine aufgelötete NVMe SSD onboard<br />
Das phyCORE-AM64x SoM wurde<br />
für den industriellen Einsatz z. B.<br />
in Motorsteuerungen, Remote-I/O,<br />
M2M-Kommunikation und Robotik<br />
entwickelt. Die Sitara AM64x-Prozessorarchitektur<br />
von Texas Instruments<br />
(TI) besteht aus bis zu sieben<br />
Cores, darunter bis zu zwei Cortex-<br />
A53-Applikationskerne für die Ausführung<br />
Ihrer generischen Anwendungssoftware<br />
mit Linux, bis zu vier<br />
Cortex-R5F-Kerne für kritische Echtzeitaufgaben<br />
und ein isolierter Cortex-M4F-Kern<br />
für funktionale Sicherheitsfunktionen.<br />
Schnittstellen<br />
Das phyCORE-AM64x SOM<br />
unterstützt die Verwendung von<br />
vier PRU-ICSSG Industrial Ethernet-Schnittstellen.<br />
Diese Schnittstellen<br />
können mit verschiedenen<br />
industriellen Kommunikationsprotokollen<br />
wie TSN, EtherCAT, PROFI-<br />
NET, ETHERNET/IP und anderen<br />
verwendet werden.<br />
Powermanagement<br />
Mit dem Powermanagement direkt<br />
auf dem SOM können Anwender<br />
wahlweise +5 V und sogar die<br />
+3,3 V / 2 A Ausgangsspannung<br />
auf dem SOM für die Schnittstellen<br />
nutzen, um Kosten und Designkomplexität<br />
zu sparen. Das 50 mm<br />
x 37 mm große SOM stellt nahezu<br />
alle Schnittstellen an industrietauglichen<br />
2x 140-poligen Steckverbindern<br />
zur Verfügung. Alle gängigen<br />
Kommunikationsprotokolle wie CAN,<br />
EtherCAT, UART, I 2 C sowie automatisierungsspezifische<br />
Schnittstellen<br />
wie ePWM, eCAP und eQEP können<br />
einfach integriert werden.<br />
Produkt-Entwicklung<br />
Die Demo und das Kit sind hervorragender<br />
Ausgangspunkte für<br />
die Produkt-Entwicklung im Bereich<br />
der Fabrikautomatisierung, sowie<br />
Anwendungen, in denen gängige<br />
Feldbusprotokolle verwendet werden.<br />
• PHYTEC Messtechnik GmbH<br />
www.phytec.de<br />
Performance der Serverklasse mit PCIe Gen4 und 10 Gbit Netzwerkkonnektivität<br />
mit bis zu 1 TByte Speicherkapazität verfügbar.<br />
16x PCIe Gen4 plus 16x PCIe Gen3 Lanes<br />
und 4x 10GBASE-KR Schnittstellen bieten eine<br />
ideale Unterstützung für hohe Datendurchsatzraten<br />
in anspruchsvollen I/O- und Netzwerkstrukturen.<br />
Das 10GBASE-KR-Design ermöglicht<br />
maximale Flexibilität durch die Definition<br />
der physikalischen Schnittstelle – KR für<br />
Backplane-Konnektivität, Kupfer (RJ45) oder<br />
Glasfaser (SFP+) – auf der Basiskarte. Ergänzt<br />
durch Echtzeitfähigkeiten wie niedrige Latenz<br />
und Determinismus mit Intel Time Coordinated<br />
Computing (TCC) und Time Sensitive Networking<br />
(TSN) eignet sich die Plattform hervorragend<br />
für den Einsatz im hochleistungsfähigen<br />
IoT Edge Computing. Der Kontron COMe Eval<br />
Carrier T7-Gen2 bietet ein komplettes Set an<br />
Standardschnittstellen und die freie Wahl der<br />
entsprechenden Ethernet-Schnittstellen über<br />
verschiedene Adapterkarten und optimiert so<br />
die Design-In und Evaluierungs-Tools für das<br />
COMe-bID7.<br />
• Kontron, www.kontron.de
SBC/Boards/Module<br />
Neue PCIe und Mini PCI Express CAN-Karten für<br />
Embedded Lösungen<br />
KVASER CAN-Karten in der Medizintechnik oder der Automatisierungstechnik<br />
garantieren einen<br />
reibungsfreien<br />
Betrieb. Die On-<br />
Board Datenpufferung<br />
sorgt für<br />
höchste Datensicherheit.<br />
Der<br />
Silent-Mode unterstützt<br />
Analyseaufgaben.<br />
Kostenfreie<br />
Software-Tools<br />
Hohe Datenübertragungsraten,<br />
Zuverlässigkeit, optimales Preisleistungsverhältnis,<br />
schnelle Lieferfähigkeit,<br />
lange Verfügbarkeit – die<br />
Wunschliste für CAN-Karten in Embedded<br />
Lösungen z. B. in der Medizintechnik<br />
oder der Automatisierungstechnik<br />
ist lang. Die schwedische<br />
Firma KVASER hat sich<br />
längst als einer der Marktführer<br />
für CAN- und CAN-FD-Schnittstellen<br />
und CAN-Datenlogger in den<br />
unterschiedlichsten Formaten etabliert<br />
und bietet CAN-Interfaces in<br />
diversen Formaten wie USB, PCI,<br />
PCIe, Mini PCI-Express, PC104<br />
und als Hutschienenmodule an.<br />
Ergänzt wird das Produktspektrum<br />
durch CAN-Datenlogger mit bis zu<br />
fünf CAN-Kanälen.<br />
Der Markt für Embedded Lösungen<br />
für CAN-Bus und CAN-FD-Bus<br />
wächst ständig, weil die Menge<br />
der zu verarbeitenden und übertragenden<br />
Daten rasant steigt und<br />
zudem die Daten immer schneller<br />
verarbeitet werden müssen. Dementsprechend<br />
wächst der Bedarf<br />
an schnellen Feldbus-Interface-<br />
Karten mit CAN-Bus. Vor allem die<br />
Einsteckkarten im PCIe- und PCI-<br />
Express-Karten-Format in Computer<br />
jeder Art gewinnt seit einiger<br />
Zeit wieder enorm an Bedeutung.<br />
KVASER produziert hierfür einund<br />
zweiachsige CAN-FD-kompatible<br />
PC-Einsteckkarten, die<br />
sich durch sehr gute Performance<br />
in der Datenübertragung mit sehr<br />
geringen Latenzzeiten auszeichnen.<br />
Zeitstempelgenauigkeiten<br />
von 1 µs sind erreichbar. Die CAN-<br />
PCIe- und CAN-PCI-Express-Karten<br />
von KVASER sind kompatibel zum<br />
ISO 11898-2 Standard und erreichen<br />
1 Mbit/sec im Standard-CANbzw.<br />
bis zu 8 Mbit/sec im CAN-FD-<br />
Modus. Galvanische Isolation, EMV-<br />
Störfestigkeit gemäß EN 61000-6-<br />
2:2005 und der industrielle Temperaturbereich<br />
von -40 °C bis +85 °C<br />
Zudem gibt es<br />
von K VASER<br />
diverse kostenfreie<br />
Software-Tools für die Inbetriebnahme<br />
und die Diagnose. Ferner<br />
werden die Treiber für Windows<br />
und auch für Linux angeboten. Auf<br />
der Webseite von KVASER werden<br />
zudem viele hilfreiche Schulungsunterlagen<br />
zu CAN zur Verfügung<br />
gestellt.<br />
Vertrieben werden die CAN-<br />
Interfaces und CAN-Datenlogger<br />
von KVASER in Deutschland von<br />
Actronic-Solutions GmbH mit Sitz<br />
in Adelsdorf.<br />
• Actronic-Solutions GmbH<br />
info@actronic-solutions.de<br />
www.actronic-solutions.de<br />
Server-Performance auf Modulplattformen<br />
Kontron kündigt Produkte mit der Intel Xeon D-1700 und Xeon D-2700 Prozessorfamilie an<br />
Kontron<br />
www.kontron.de<br />
Kontron kündigt neue Computer-on-Modules<br />
mit Intel Xeon<br />
D-2700 und Xeon D-1700 Prozessoren<br />
für das Internet der Dinge (IoT)<br />
an. Kontron erweitert mit der neuen<br />
Intel Xeon D-1700 Prozessorserie<br />
die aktuelle COM Express Basic<br />
Type 7 Produktfamilie und hat die<br />
Intel Xeon D-2700 Prozessorserie als<br />
erste Plattform für den neuen PICMG<br />
COM-HPC Server-Type Formfaktor<br />
ausgewählt, da sie die neuen Technologietrends<br />
der COM-HPC Serverspezifikation<br />
am besten bedient.<br />
Die Intel-Server-Plattform mit bis zu<br />
10 Cores für den Intel Xeon D-1700<br />
und maximal 20 Cores für den Xeon<br />
D-2700 Prozessor in Kombination<br />
mit einer großen Speicherkapazität<br />
und PCIe Gen4-Fähigkeit gewährleistet<br />
eine hervorragende Performance<br />
für anspruchsvolle Anwendungsanforderungen.<br />
Die hohe Netzwerkkonnektivität<br />
mit bis zu 100 GbE bietet<br />
ideale Unterstützung für höchste<br />
Datendurchsatzanforderungen in<br />
anspruchsvollen Netzwerkstrukturen.<br />
Ergänzt durch Echtzeit -<br />
fähigkeiten wie niedrige Latenz und<br />
Determinismus mit Intel Time Coordinated<br />
Computing (Intel TCC) und<br />
Time Sensitive Networking (TSN),<br />
die für ausgewählte SKUs verfügbar<br />
sind, ist die Plattform hervorragend<br />
für den Einsatz in industriellen<br />
Automatisierungsprozessen<br />
geeignet.<br />
Speziell für extreme<br />
Bedingungen<br />
Mit erweitertem Temperaturbereich<br />
und 24/7-Zuverlässigkeit über<br />
10 Jahre bei ausgewählten SKUs<br />
ermöglicht die Intel Server-Grade-<br />
Plattform robuste Implementierungen<br />
für raue Umgebungen und<br />
extreme Bedingungen.<br />
60 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Server Carrier Board zur einfachen und<br />
schnellen Entwicklung<br />
SBC/Boards/Module<br />
Avnet Embedded stellt COM-HPC Server Carrier Board zur Entwicklung von IoT, KI und Edge Anwendungen vor<br />
Avnet Embedded<br />
www.avnet.eu<br />
Zur einfachen und schnellen Entwicklung<br />
von High-end Anwendungen,<br />
die auf leistungsfähigen<br />
COM-HPC Server Modulen basieren,<br />
ist von Avnet Embedded das<br />
COM-HPC Server Carrier Board<br />
MSC HS-MB-EV verfügbar. Das<br />
Carrier Board erlaubt einen unmittelbaren<br />
Zugang zur neuen COM-<br />
HPC Server Technologie und unterstützt<br />
erste Laborevaluierungen,<br />
Rapid Prototyping und eine frühzeitige<br />
Applikationsentwicklung. Darüber<br />
hinaus können Entwickler das<br />
Server Carrier Board als Referenz<br />
Design zur Entwicklung ihrer eigenen<br />
COM-HPC Plattform einsetzen.<br />
Das COM-HPC Server Carrier<br />
Board MSC HS-MB-EV bietet ein<br />
COM-HPC Server Interface mit<br />
einer reichen Auswahl an I/Os einschließlich<br />
High-Speed PCIe, 25G /<br />
10G Ethernet Anschlüsse, USB und<br />
SATA, die zum Modulsockel geroutet<br />
sind. Die Abmessungen des Carriers<br />
betragen 305 x 244 mm (ATX<br />
Formfaktor). Die Betriebstemperatur<br />
liegt zwischen 0 und 60 °C.<br />
Extrem hohe<br />
Rechenleistung<br />
Auf dem flexiblen Server Carrier<br />
Board MSC HS-MB-EV lassen sich<br />
leistungsstarke COM-HPC Server<br />
Module der Größen D oder E platzieren.<br />
Avnet Embedded liefert<br />
die COM-HPC Server Modulfamilie<br />
MSC HSD-ILDL, die sich durch<br />
eine extrem hohe Rechenleistung<br />
bei hohem Datendurchsatz auszeichnet.<br />
Die skalierbaren Module<br />
integrieren den Intel Xeon D-1700<br />
Prozessor (Codename „Ice Lake D“)<br />
und sind speziell für Anwendungen<br />
ausgelegt, die eine große Anzahl an<br />
PCIe Lanes und Ethernet Schnittstellen<br />
sowie Platz für große Speicherarrays<br />
und Kühllösungen benötigen.<br />
Typische Einsatzgebiete<br />
der COM-HPC Server Module und<br />
des passenden Carrier Boards sind<br />
High-Performance IoT Industrieprodukte,<br />
KI/Deep Learning Lösungen<br />
und Edge Computing Anwendungen.<br />
Technische Spezifikationen:<br />
Das leistungsfähige COM-<br />
HPC Server Carrier Board<br />
MSC HS-MB-EV von Avnet Embedded<br />
bietet über einen PCIe x16<br />
Slot, je zwei PCIe x8 und x4 Slots<br />
sowie zwei M.2 Slots mit PCI x4<br />
zahlreiche Erweiterungsoptionen.<br />
Alle vorhandenen PCIe Slots unterstützen<br />
bis zu Gen 4.<br />
Zur Anbindung an das Netzwerk<br />
verfügt das Carrier Board<br />
über vier SFP28 Kartenkäfige für<br />
bis zu 25G Ethernet pro Port, zwei<br />
10GBASE-T Konnektoren und einen<br />
1000BASE-T / 2.5GBASE-T Konnektor.<br />
Speichermedien werden<br />
über zwei SATA Anschlüsse mit<br />
bis zu 6 Gbps integriert. Externe<br />
Geräte können über je 2x USB 3.2<br />
Gen 2 (10 Gbps) und USB 3.2 Gen 1<br />
(5 Gbps) angeschlossen werden.<br />
Zusätzlich stehen zwei UART-Ports,<br />
ein Konnektor mit zwölf GPIO Ports<br />
und Anschlüsse für ein optionales<br />
BMC Modul und I/O Break-out zur<br />
Verfügung. Ein PWM gesteuerter<br />
4-Pin-Anschluss für einen Lüfter<br />
ist ebenfalls vorhanden. ◄<br />
Das COM Express Basismodul<br />
Type 7, das den Xeon<br />
D-1700 Prozessor unterstützt,<br />
bietet Skalierbarkeit<br />
von 4 bis 10 Cores in<br />
einem robusten Formfaktor,<br />
32x PCIe Lanes und 4x<br />
10 Gbit LAN-Schnittstellen.<br />
Das Modul bietet Platz für<br />
bis zu 4x SO-DIMM-Sockel<br />
für max. 128 GB Speicher.<br />
Volle Skalierbarkeit<br />
Das COM-HPC Servermodul<br />
Size D (160 mm x<br />
160 mm) mit dem Xeon<br />
D-2700 Prozessor ermöglicht<br />
volle Skalierbarkeit von<br />
4 bis 20 Cores, 48x PCIe<br />
Lanes und 8x 10 Gbit / 4x<br />
25 Gbit LAN-Schnittstellen.<br />
Das leistungsstarke<br />
Design verfügt über 4x<br />
DIMM-Sockel für eine große<br />
Speicherkapazität.<br />
Anwendungen<br />
Die beiden Computeron-Module-Designs<br />
sind<br />
prädestiniert für embedded<br />
IoT/Industrie 4.0-Anwendungen,<br />
Test & Measurement,<br />
autonome Fahrzeuge<br />
& Robotik sowie zahlreiche<br />
potenzielle Anwendungen<br />
von AI-Workloads. Anwendungen<br />
am Netzwerk-Edge<br />
umfassen Use Cases wie<br />
Multi-Access Edge Computing<br />
(MEC) oder 5G<br />
RAN. ◄<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 61
Bildverarbeitung<br />
ToF-Systementwicklung – Teil 1: Systemüberblick<br />
Viele Machine-Vision-Anwendungen<br />
erfordern heute 3D-Tiefenbilder<br />
mit hoher Auflösung, um die<br />
Standard-2D-Bildgebung zu ersetzen<br />
oder zu ergänzen. Entsprechende<br />
Lösungen vertrauen darauf,<br />
dass die 3D-Kamera zuverlässige<br />
Tiefeninformationen liefert, um<br />
Sicherheit zu gewähr leisten. Insbesondere<br />
wenn Maschinen in unmittelbarer<br />
Nähe zu Menschen arbeiten,<br />
ist dies wichtig. Die Kameras<br />
müssen außerdem auch in schwierigen<br />
Umgebungen wie beispielsweise<br />
großen Räumen mit stark<br />
reflektierenden Oberflächen oder<br />
in Gegenwart anderer sich bewegender<br />
Objekte zuverlässige Tiefeninformationen<br />
liefern. In vielen Produkten<br />
kamen bisher Lösungen wie<br />
Entfernungsmesser mit geringer<br />
Auflösung zum Einsatz, um Tiefen-<br />
Autoren:<br />
Paul O’Sullivan (links),<br />
System engineer und<br />
Nicolas Le Dortz (rechts),<br />
system engineering manager<br />
in the Time of Flight (ToF)<br />
Technology Group<br />
www.analog.com<br />
informationen zur Erweiterung der<br />
2D-Bildgebung zu liefern.<br />
Dieser Ansatz bringt jedoch Einschränkungen<br />
mit sich. Für Anwendungen,<br />
die von 3D-Tiefeninformationen<br />
mit höherer Auflösung profitieren,<br />
sind Continuous-Wave-ToF-<br />
Kameras mit CMOS-Sensoren die<br />
leistungsstärksten Lösungen auf<br />
dem Markt. Systemeigenschaften,<br />
die CMOS-ToF-Systeme mit<br />
hoher Auflösung ermöglichen, sind<br />
in Tabelle 1 erläutert.<br />
Die Systemfunktionen in Tabelle 1<br />
lassen sich auch auf Anwendungsfälle<br />
im Consumer-Bereich übertragen,<br />
wie beispielsweise der<br />
Bokeh-Effekte bei der Aufnahme<br />
von Videos, Gesichtsauthentifizierung<br />
und Messanwendungen. Auch<br />
Anwendungsfälle im Automobilbereich,<br />
wie beispielsweise die Überwachung<br />
der Aufmerksamkeit des<br />
Fahrers und die automatische Einstellung<br />
einer Innenraumkonfiguration<br />
in der Fahrerkabine, sind möglich.<br />
Dieser Artikel gibt einen einfachen<br />
Überblick über das System und<br />
stellt dessen verschiedenen Komponenten<br />
vor.<br />
Continuous-Wave-ToF-<br />
Kamera mit CMOS-Sensoren<br />
Eine Tiefenkamera ist eine Kamera,<br />
die für jeden Bildpunkt die Entfernung<br />
zwischen der Kamera und<br />
der Szene ausgibt. Eine Technik<br />
zur Tiefenmessung besteht darin,<br />
die Zeit zu berechnen, die das Licht<br />
benötigt, um von einer Lichtquelle<br />
auf der Kamera zu einer reflektierenden<br />
Oberfläche und zurück zur<br />
Kamera zu gelangen. Diese Laufzeit<br />
wird als Time of Flight (ToF)<br />
bezeichnet. Eine ToF-Kamera enthält<br />
folgende Elemente (Bild 1):<br />
• Eine Lichtquelle (VCSEL oder<br />
kantenemittierende Laserdiode),<br />
die Licht im nahen Infrarotbereich<br />
emittiert. Die am häufigsten verwendeten<br />
Wellenlängen sind 850<br />
und 940 nm. Die Lichtquelle ist<br />
normalerweise eine diffuse Quelle<br />
(Flutlicht), die einen Lichtstrahl<br />
mit einer bestimmten Divergenz<br />
(auch bekannt als Beleuchtungsfeld<br />
oder FOI – Field Of Illumination)<br />
aussendet, um die Szene vor<br />
der Kamera zu beleuchten.<br />
• Einen Lasertreiber, der die Intensität<br />
des von der Lichtquelle emittierten<br />
Lichts moduliert.<br />
• Einen Sensor mit einem Pixel-Array,<br />
welches das reflektierte Licht aus<br />
der Szene sammelt und Werte für<br />
jeden Bildpunkt ausgibt.<br />
• Eine Linse, die das reflektierte Licht<br />
auf das Array fokussiert.<br />
• Einen Bandpassfilter, der mit dem<br />
Objektiv zusammen angeordnet ist<br />
und Licht außerhalb einer schmalen<br />
Bandbreite um die Wellenlänge der<br />
Lichtquelle herausfiltert.<br />
• Einen Verarbeitungsalgorithmus,<br />
der ausgegebene Rohbilder vom<br />
Sensor in Tiefenbilder oder Punktwolken<br />
umwandelt.<br />
Man kann mehrere Ansätze verwenden,<br />
um das Licht in einer ToF-<br />
Tabelle 1: Leistungsmerkmale von CW-ToF-Systemen<br />
Kamera zu modulieren. Ein einfacher<br />
Ansatz ist die Verwendung einer<br />
kontinuierlichen Wellenmodulation<br />
(CW), beispielsweise eine Rechteckwellenmodulation<br />
mit einer Einschaltdauer<br />
von 50 %. In der Praxis<br />
ist die Laserwellenform selten eine<br />
perfekte Rechteckwelle und kann<br />
eher einer Sinuswelle ähneln. Eine<br />
quadratische Laserwellenform ergibt<br />
ein besseres Signal/Rausch-Verhältnis<br />
für eine bestimmte optische<br />
Leistung, bringt jedoch auch Tiefen-<br />
Nichtlinearitätsfehler aufgrund von<br />
Hochfrequenz-Oberwellen mit sich.<br />
Eine CW-ToF-Kamera misst die<br />
Zeitdifferenz t d zwischen dem ausgesendeten<br />
Signal und dem Rücksignal,<br />
indem sie den Phasenoffset<br />
ϕ = 2 π f t d zwischen den<br />
Grundwellen dieser beiden Signale<br />
abschätzt. Die Tiefe kann aus dem<br />
Phasenversatz ϕ abgeschätzt werden<br />
mit der Gleichung<br />
Eine Takterzeugungsschaltung im<br />
Sensor steuert die komplementären<br />
Pixeltakte, die jeweils die Akkumulation<br />
von Photoladungen in zwei<br />
Ladungsspeicherelementen (Abgriff<br />
„A“ und Abgriff „B“) sowie das Lasermodulationssignal<br />
zum Lasertreiber<br />
steuern. Die Phase des reflektierten<br />
modulierten Lichts kann relativ zur<br />
Phase der Pixeltakte gemessen werden<br />
(siehe rechte Seite von Bild 1).<br />
Die Differenzladung zwischen Abgriff<br />
A und Abgriff B im Pixel ist proportional<br />
zur Intensität des reflektierten<br />
modulierten Lichts und zur Phase<br />
62 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Bildverarbeitung<br />
Bild 1: Überblick über eine CW-ToF-Bildgebung<br />
des reflektierten modulierten Lichts<br />
relativ zum Pixeltakt.<br />
Kohärente Detektion<br />
Mit Methoden der kohärenten<br />
Detektion wird eine Messung mit<br />
mehreren relativen Phasen zwischen<br />
Pixeltakt und Lasermodulationssignal<br />
durchgeführt. Die Messungen<br />
werden kombiniert, um die<br />
Phase der Grundwelle im reflektierten<br />
modulierten Lichtsignal zu<br />
bestimmen. Die Kenntnis dieser<br />
Phase ermöglicht die Berechnung<br />
der Zeit, die das Licht benötigt, um<br />
von der Lichtquelle zum beobachteten<br />
Objekt und zurück zum Sensorbildpunkt<br />
zu gelangen.<br />
Vorteile von hohen<br />
Modulationsfrequenzen<br />
In der Praxis gibt es Nichtidealitäten<br />
wie Photonenschussrauschen,<br />
Rauschen der Ausleseschaltung und<br />
Mehrweginterferenzen, die Fehler<br />
bei der Phasenmessung verursachen<br />
können. Eine hohe Modulationsfrequenz<br />
verringert die Auswirkungen<br />
dieser Fehler auf die Tiefenabschätzung.<br />
Dies ist leicht zu verstehen, wenn<br />
man ein einfaches Beispiel nimmt,<br />
bei dem es einen Phasenfehler<br />
ε ϕ gibt, das heißt die vom Sensor<br />
gemessene Phase ist .<br />
Der Tiefenfehler beträgt dann<br />
und daher ist der Tiefenfehler<br />
umgekehrt proportional zur Modulationsfrequenz<br />
f mod . Dies ist in Bild 2<br />
grafisch dargestellt.<br />
Die Formel erklärt, warum CW-<br />
ToF-Kameras mit hoher Modulationsfrequenz<br />
ein geringeres Tiefenrauschen<br />
und kleinere Tiefenfehler<br />
aufweisen als CW-Kameras mit<br />
niedrigerer Modulationsfrequenz.<br />
Mehrere<br />
Modulationsfrequenzen<br />
nutzen<br />
Ein Nachteil, den eine hohe Modulationsfrequenz<br />
mit sich bringt, ist<br />
ein schnelleres Phase Wrapping,<br />
das heißt der Bereich, der eindeutig<br />
gemessen werden kann, ist kürzer.<br />
Der übliche Weg, diese Einschränkung<br />
zu umgehen, sind mehrere<br />
Modulationsfrequenzen, bei denen<br />
ein Wrapping mit unterschiedlichen<br />
Raten erfolgt. Die niedrigste Modulationsfrequenz<br />
bietet einen großen<br />
Bereich ohne Unklarkeit, aber eine<br />
größere Tiefen unsicherheit, während<br />
höhere Modulationsfrequenzen<br />
zusammen verwendet werden, um<br />
die Tiefenunsicherheit zu verringern.<br />
Ein Beispiel für dieses Konzept mit<br />
drei verschiedenen Modulationsfrequenzen<br />
zeigt Bild 3.<br />
Die endgültige Tiefenabschätzung<br />
wird durch Gewichtung der<br />
unwrapped Phasenabschätzungen<br />
für die verschiedenen Modulationsfrequenzen<br />
berechnet, wobei die<br />
höheren Modulationsfrequenzen<br />
höhere Gewichte erhalten.<br />
Wenn die Gewichte für jede<br />
Frequenz optimal gewählt sind,<br />
ist das Tiefenrauschen umgekehrt<br />
proportional zum Effektivwert<br />
der gewählten Modulationsfrequenzen<br />
im System. Bei konstantem<br />
Gesamttiefenrauschen<br />
lässt sich durch Erhöhung der<br />
Modulationsfrequenzen die Integrationszeit<br />
oder die Beleuchtungsleistung<br />
verringern.<br />
Andere für die<br />
Leistungsdaten kritische<br />
Systemaspekte<br />
Bei der Entwicklung einer leistungsstarken<br />
ToF-Kamera sind zahlreiche<br />
Systemmerkmale zu berücksichtigen.<br />
Einige werden im Folgenden<br />
kurz behandelt.<br />
Bild 2: Einfluss des Phasenfehlers auf die Abstandsabschätzung<br />
Bild 3: Mehrfrequenz-Phase-Unwrapping<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 63
Bildverarbeitung<br />
Bild 4: Komponenten einer 3D-ToF-Kamera auf Systemebene<br />
Der Lasertreiber moduliert die<br />
Lichtquelle (zum Beispiel VCSEL) mit<br />
hoher Modulationsfrequenz. Um die<br />
Menge „nützlichen“ Signals am Pixel<br />
für eine bestimmte optische Leistung<br />
zu maximieren, muss die optische<br />
Wellenform schnelle Anstiegs- und<br />
Abfallzeiten mit sauberen Flanken<br />
aufweisen. Die richtige Kombination<br />
aus Laser, Lasertreiber und Leiterplattenlayout<br />
im Beleuchtungs-Subsystem<br />
ist entscheidend, um dies<br />
zu erreichen. Die optische Leistung<br />
muss auch auf eine sichere Art und<br />
Weise geliefert werden. Dazu müssen<br />
einige Sicherheitsmechanismen<br />
auf der Lasertreiber- und Systemebene<br />
eingebaut werden, um sicherzustellen,<br />
dass die Augensicherheitsgrenzen<br />
der Klasse 1 jederzeit eingehalten<br />
werden.<br />
Optisches Design<br />
Systemlevel-Komponente<br />
ToF Imager<br />
Beleuchtungsquelle<br />
Optik<br />
Powermanagement<br />
Algorithmus zur Tiefenverarbeitung<br />
Bei der Entwicklung eines ToF-<br />
Kamerasystems müssen viele<br />
Überlegungen zum optischen<br />
Design angestellt und Kompromisse<br />
gefunden werden. Erstens<br />
sollte das Beleuchtungsfeld der<br />
Lichtquelle für optimale Effizienz<br />
mit dem Sichtfeld des Objektivs<br />
übereinstimmen. Es ist auch wichtig,<br />
dass das Objektiv selbst eine<br />
große Blendenöffnung für eine<br />
bessere Ausbeute beim Lichtsammeln<br />
hat. Eine große Blendenöffnung<br />
kann andere Kompromisse in<br />
Bezug auf Vignettierung, geringe<br />
Schärfentiefe und Komplexität der<br />
Objektivkonstruktion erforderlich<br />
machen. Ein Linsendesign mit niedrigem<br />
Hauptstrahlwinkel kann auch<br />
dazu beitragen, die Bandbreite des<br />
Bandpassfilters zu verringern, was<br />
die Fremdlichtunterdrückung verbessert.<br />
Das optische Subsystem<br />
sollte ebenfalls für die gewünschte<br />
Betriebswellenlänge optimiert werden<br />
(zum Beispiel Antireflexionsbeschichtungen,<br />
Bandpassfilter design,<br />
Linsendesign). Es sind auch eine<br />
Reihe mechanischer Anforderungen<br />
zu erfüllen, um sicherzustellen,<br />
dass die optische Ausrichtung<br />
innerhalb der gewünschten Toleranzen<br />
für die Endanwendung liegt.<br />
Powermanagement<br />
Leistungsmerkmale<br />
Auch das Powermanagement ist<br />
von entscheidender Bedeutung. Die<br />
Lasermodulation und die Pixelmodulation<br />
erzeugen kurze Bursts mit<br />
hohen Spitzenströmen, was Einschränkungen<br />
für die Powermanagement-Lösung<br />
mit sich bringt. Es gibt<br />
einige Funktionen auf IC-Ebene, die<br />
helfen können, den Spitzenstromverbrauch<br />
des Imagers zu verringern.<br />
Auch gibt es Powermanagement-Techniken,<br />
die auf Systemebene<br />
angewendet werden können,<br />
um die Wahl der Stromquelle (zum<br />
Beispiel Batterie, USB) zu erleichtern.<br />
Die wichtigsten Versorgungsspannungen<br />
für einen ToF-Imager<br />
erfordern typischerweise einen Regler<br />
mit gutem Einschwingverhalten<br />
und geringem Rauschen.<br />
Algorithmus für die<br />
Tiefenverarbeitung<br />
Ein weiterer großer Teil der Systementwicklung<br />
ist der Algorithmus<br />
für die Tiefenverarbeitung.<br />
Der ToF-Bildsensor liefert Pixel-<br />
Rohdaten, aus denen die Phaseninformation<br />
extrahiert werden muss.<br />
Dazu sind verschiedene Schritte<br />
wie Rausch filterung und Phase<br />
Unwrapping erforderlich. Der Ausgang<br />
des Phase-Unwrapping-Blocks<br />
ist ein Maß für die Entfernung, die<br />
das Licht vom Laser zur Szene und<br />
zurück zum Bildpunkt zurückgelegt<br />
hat. Dies wird oft als „Reichweite“<br />
oder „radialer Abstand“ bezeichnet.<br />
Auflösung, Modulationseffizienz, Quanteneffizienz,<br />
Ausleserauschen,<br />
„Nützlicher“ optischer Leistungspegel am Pixel,<br />
Augensicherheitsmerkmale<br />
Hohe Effizienz beim Licht sammeln, minimales Streulicht,<br />
schmale Bandbreite<br />
Niedriges Rauschen, gutes Einschwingverhalten,<br />
hoher Wirkungsgrad, hohe Spitzenleistung<br />
Effiziente Roh- zu Tiefenverarbeitung, unterstützt verschiedene<br />
Ausgangstiefeninformationen, einfache Handhabung<br />
Der radiale Abstand wird normalerweise<br />
in eine Punktwolkeninformation<br />
umgewandelt, welche die<br />
Information für einen bestimmten<br />
Bildpunkt durch seine realen Koordinaten<br />
X,Y und Z darstellt. Oft verwenden<br />
Endanwendungen nur die<br />
„Z“-Bildkarte (Tiefenkarte) anstelle<br />
der vollständigen Punktwolke. Die<br />
Umwandlung der radialen Entfernung<br />
in eine Punktwolke erfordert<br />
die Kenntnis der Objektiv- und Verzeichnungsparameter.<br />
Die Parameter<br />
werden bei der geometrischen<br />
Kalibrierung des Kameramoduls<br />
abgeschätzt. Die Algorithmen zur<br />
Tiefenverarbeitung geben auch<br />
andere Informationen aus, wie beispielsweise<br />
aktive Helligkeitsbilder<br />
(Amplitude des reflektierten Lasersignals),<br />
passive IR-Bilder und Vertrauensstufen,<br />
die alle in den Endanwendungen<br />
verwendet werden können.<br />
Die Tiefenverarbeitung kann<br />
auf dem Kameramodul selbst oder<br />
in einem Host-Prozessor erfolgen.<br />
Eine Übersicht über die verschiedenen<br />
Komponenten auf Systemebene,<br />
die hier behandelt werden,<br />
gibt Bild 4. Diese Themen werden<br />
in zukünftigen Artikeln ausführlicher<br />
behandelt.<br />
Schlussbemerkung<br />
Viele Computer- und Machine-<br />
Vision-Anwendungen erfordern<br />
heute 3D-Tiefenbilder mit hoher Auflösung,<br />
um die Standard-2D-Bildgebung<br />
zu ersetzen oder zu ergänzen.<br />
CW-ToF-Kameras bieten die<br />
höchste Tiefenpräzision auf dem<br />
Markt für diese Art von Endanwendungen.<br />
Während es beim Bildsensor<br />
viele Faktoren gibt, welche die<br />
Leistung vorgeben (zum Beispiel<br />
Modulationsfrequenz, Demodulationskontrast,<br />
Quanteneffizienz und<br />
Ausleserauschen), gibt es auch viele<br />
Faktoren, die auf Systemebene zu<br />
berücksichtigen sind, um sicherzustellen,<br />
dass das höchste Leistungsniveau<br />
erreicht werden kann.<br />
Zu den wichtigen Überlegungen auf<br />
Systemebene gehören das Beleuchtungs-Subsystem,<br />
das optische<br />
Design, das Powermanagement<br />
und die Algorithmen zur Tiefenverarbeitung.<br />
Alle diese Elemente auf<br />
Systemebene sind zur Entwicklung<br />
eines hochpräzisen 3D-ToF-Kamerasystems<br />
entscheidend. Diese Themenbereiche<br />
auf Systemebene werden<br />
in weiteren Beiträgen ausführlicher<br />
behandelt. ◄<br />
64 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Bildverarbeitung<br />
Volle Kontrolle über die<br />
Qualitätssicherungsprozesse<br />
Inspekto präsentiert neues autonomes Bildverarbeitungssystem auf der<br />
Control und Automatica<br />
Control, Halle 3, Stand 3203<br />
Inspekto<br />
https://inspekto.com/de<br />
Inspekto lädt Hersteller auf den<br />
Messen zum Testen seines KIgesteuerten<br />
Bildverarbeitungssystems<br />
INSPEKTO S70 ein, das nun<br />
mit einem neuen Softwaresystem<br />
ausgestattet ist. Besucher können<br />
ihre eigenen Teile mitbringen, um sie<br />
während der Messen in einer Live-<br />
Demo zu inspizieren. INSPEKTO<br />
S70 ermöglicht Herstellern die volle<br />
Kontrolle über ihre Qualitätssicherungsprozesse,<br />
ohne dass sie maßgeschneiderte<br />
Projekte bei externen<br />
Experten in Auftrag geben müssen.<br />
Das Produkt ist ein Edge-Gerät, das<br />
sofort einsatzbereit ist und dank einer<br />
schnellen und benutzerfreundlichen<br />
Einrichtung den kostspieligen Integrations-<br />
und Schulungsprozess<br />
herkömmlicher Bildverarbeitungssysteme<br />
überflüssig macht.<br />
Vielseitiges System<br />
Die Live-Demonstrationen auf der<br />
Control und Automatica zeigen die<br />
Vielseitigkeit des Systems sowohl<br />
für große Produktionsanlagen als<br />
auch für kleine und mittelständische<br />
Unternehmen (KMUs). Auf den Messen<br />
wird INSPEKTO S70 in einer<br />
neuen Konfiguration vorgestellt -<br />
integriert in einen Cobot für maximale<br />
Flexibilität. Höchste Produktivität<br />
wird erreicht, da das System<br />
mehrere Teile in schnellem Tempo<br />
und in einem vollautomatischen Prozess<br />
prüfen kann.<br />
Das System ist in zahlreichen<br />
Anlagen weltweit im Einsatz. Es<br />
wurde in Deutschland von führenden<br />
Automobilherstellern eingeführt<br />
und hat sich dank seiner Vielseitigkeit<br />
und Anpassungsfähigkeit<br />
für eine breite Palette von Anwendungsfällen<br />
schnell in der Elektronik-,<br />
Kunststoff- und Metallindustrie<br />
verbreitet. Das System eignet sich<br />
zudem ideal für die Prüfung komplexer<br />
Teile und wird daher auch bei<br />
der Qualitätssicherung von Leiterplatten<br />
(PCBs) eingesetzt.<br />
Immer das bestmögliche<br />
Bild<br />
INSPEKTO S70 verwendet eine<br />
Kombination aus drei KI-Modulen.<br />
Dank der künstlichen Intelligenz dieser<br />
Module wird das elektro-optische<br />
System selbstständig so eingestellt,<br />
dass es automatisch fokussiert und<br />
das bestmögliche Bild des zu prüfenden<br />
Objekts aufnimmt. So können<br />
Hersteller auch anspruchsvolle<br />
Teile aus stark reflektierenden Materialien<br />
wie Metallen und glänzenden<br />
Kunststoffen zuverlässig inspizieren.<br />
INSPEKTO lädt Hersteller dazu<br />
ein, ihre eigenen Komponenten an<br />
den Messestand zu bringen, um sie<br />
mit INSPEKTO S70 prüfen zu lassen<br />
und eine persönliche Live-Demo<br />
für ihren spezifischen Anwendungsfall<br />
zu vereinbaren. Das Inspekto-<br />
Team steht Besuchern für Fragen<br />
zur Verfügung und zeigt, welche<br />
Vorteile das System in Produktionsprozessen<br />
bringt. Um eine persönliche<br />
Demo zu vereinbaren, kontaktieren<br />
Sie Inspekto bitte unter<br />
https://inspekto.com/de/contact-us. ◄<br />
Neue IP69k-Schutzgehäuse für<br />
Linienlaser im hygienischen Design<br />
Mit den extrem robusten Laser-<br />
Schutzgehäusen der Piranha-Baureihe<br />
komplettiert autoVimation<br />
sein neues Hygienic Mounting<br />
Kit, das nach eigenen Angaben<br />
als weltweit erstes hygienisches<br />
Montagesystem für Bildverarbeitungskomponenten<br />
eine durchgängig<br />
hygienekonforme Installation<br />
von Kameras, Beleuchtung<br />
und Lasern in Anwendungen<br />
der Lebensmittel- und Pharma-<br />
Industrie oder in Reinräumen ermöglicht.<br />
Die jetzt erhältlichen<br />
Piranha-Schutzgehäuse dienen<br />
der Integration von Linienlasern<br />
mit 19-20 mm Durchmesser.<br />
Durch die Schutzart IP69k,<br />
die Ausführung in V4A-Edelstahl<br />
und ihr spaltenfreies<br />
hygienisches Design eignen<br />
sie sich zur gründlichen Reinigung<br />
mit Dampfstrahlern,<br />
zudem zeichnet sich das<br />
Material durch hohe Korrosionsbeständigkeit<br />
gegen<br />
scharfe Desinfektionsmittel<br />
und andere aggressive<br />
Chemikalien aus. Für das Frontfenster<br />
mit 28 mm Durchmesser,<br />
das sich sehr einfach mittels eines<br />
Sprengrings fixieren bzw. austauschen<br />
lässt, stehen Varianten aus<br />
beidseitig antireflex-beschichtetem<br />
BK7, Saphir oder Acryl zur<br />
Wahl. Der tiefe Frontdeckel erlaubt<br />
die Platzierung von Lasern mit<br />
oder ohne Fokussierring direkt<br />
hinter der Frontscheibe, wobei<br />
sein Schraubverschluss jederzeit<br />
freien Zugang zum Fokussierring<br />
gestattet.<br />
• autoVimation GmbH<br />
www.autovimation.com<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 65
Bildverarbeitung<br />
Intelligente Bildverarbeitungsplattformen der<br />
nächsten Generation<br />
Extrem stromsparende und kompakte Embedded Vision Lösung mit PolarFire FPGAs und CoaXPress<br />
Transceivern<br />
CXP-Host- und Bausteinkarten<br />
Die letzten Jahre brachten einen<br />
explosionsartig wachsenden Bedarf<br />
an hochauflösenden, bandbreitenintensiven<br />
Bildverarbeitungstechnologien,<br />
die künstliche Intelligenz<br />
(KI) mit einem verstärkten Fokus auf<br />
Echtzeit-Analysen und Edge Computing<br />
vereinen. Edge Computing<br />
ist im Gegensatz zu zentralisiertem<br />
Cloud Computing ein dezentrales<br />
Berechnungskonzept, das<br />
durch Bereitstellung von Rechenressourcen<br />
nahe bei den Datenquellen<br />
Reaktionszeiten verbessert und<br />
Bandbreiten reduziert. Angesichts<br />
des ständig wachsenden Internets<br />
der Dinge (Internet of Things - IoT)<br />
nutzen immer mehr kommerzielle<br />
und industrielle Anwendungen ein<br />
Netzwerk aus sensorbasierten, digitalen<br />
und mechanischen Komponenten<br />
zur Überwachung und Steuerung<br />
von Aufgaben. Im Zentrum<br />
des IoT stehen drahtlose Embedded-Systeme,<br />
Echtzeit-Analysen<br />
und maschinelle Lernverfahren.<br />
Probleme und<br />
Anforderungen bei der<br />
Implementierung<br />
Prinzipiell bestehen diese Systeme<br />
aus zwei Elementen - einem<br />
Microchip<br />
www.microchip.com<br />
Rechensystem und einem Transportmechanismus.<br />
Die Herausforderungen<br />
bei der Entwicklung solcher<br />
Systeme sind eine effiziente,<br />
beschleunigte Leistung mit deterministischen<br />
Ergebnissen sowie eine<br />
flexible, fehlerfreie serielle Verbindung,<br />
die hohe Datenraten unterstützt<br />
und skalierbar ist. Allerdings<br />
sind Stromverbrauch und Größe<br />
die wichtigsten Designvorgaben für<br />
einen Edge-Computing-Baustein -<br />
manche dieser Bausteine könnten<br />
an abgelegenen Orten eingesetzt<br />
werden oder benötigen eine unterbrechungsfreie<br />
Stromversorgung für<br />
kritische Anwendungen; zugleich<br />
müssen sie strenge Formfaktor-<br />
Anforderungen erfüllen, wie z. B.<br />
bei Kfz-Vision-Systemen, militärischer<br />
Überwachung, medizinischen<br />
Geräten, hochpräzisen Industriewerkzeugen<br />
und mehr.<br />
Microchip bietet<br />
umfassende Lösung<br />
In Kenntnis des Bedarfs an intelligenten<br />
Bildverarbeitungssystemen<br />
und der damit verbundenen Herausforderungen<br />
hat Microchip eine<br />
kostenoptimierte Lösung mit niedrigstem<br />
Stromverbrauch und kleinstem<br />
Formfaktor für alle Anforderungen<br />
an unkomprimierte Multi-Gigabit-Videos<br />
und -Daten entwickelt. Die<br />
Lösung integriert die PolarFire Field-<br />
Programmable Gate Arrays (FPGAs)<br />
mit den CoaXPress 2.0-Transceivern<br />
und ermöglicht eine serielle Hochgeschwindigkeitsübertragung<br />
von<br />
Bilddaten von mehreren Kameras<br />
an den FPGA zur Bildsignalverarbeitung.<br />
Dazu bietet Microchip ein<br />
komplettes Referenzdesign an – das<br />
PolarFire CoaXPress 12G Design,<br />
das zur Verkürzung der Entwicklungszeit<br />
Evaluierungshardware,<br />
Intellectual Property und Benutzerdokumentation<br />
enthält.<br />
Beschreibung des<br />
Referenzdesigns<br />
Das PolarFire CoaXPress 12G<br />
Design nutzt zwei 4K-Kamerasensoren,<br />
die mit einem PolarFire<br />
MPF100T FPGA über das MIPI<br />
CSI-2 Protokoll verbunden sind. Der<br />
FPGA führt eine 8b/10b Kodierung<br />
durch und reorganisiert den eingehenden<br />
Datenstrom in Datenpakete<br />
gemäß dem CoaXPress Protokoll.<br />
Dieses Signal wird von einem integrierten<br />
EQC125X40 CoaXPress-<br />
Transceiver über ein 50 m langes<br />
Koaxialkabel an einen weiteren<br />
EQC125X40-Transceiver übertragen,<br />
der das erhaltene Signal<br />
aus dem abgeschwächten Hochgeschwindigkeits-Empfangssignal<br />
rekonstruiert. Dieses Board ist über<br />
einen FPGA Mezzanine Card (FMC)<br />
[BTC1] Anschluss mit einem Polar-<br />
Fire Video Kit, MPF300-VIDEO-KIT-<br />
NS, verbunden; dort führt ein Polar-<br />
Fire Baustein mit 300.000 Logikelementen<br />
(LE) die 8b/10b Dekodierung<br />
durch, gefolgt von einer<br />
beliebigen gewünschten Bildverarbeitung<br />
oder einem intelligenten<br />
algorithmischen Processing. Neben<br />
zahlreichen anderen Schnittstellen<br />
bietet das Board auch einen HDMI-<br />
Ausgang zur Anzeige des empfangenen<br />
Signals auf einem Bildschirm.<br />
So erhalten Entwickler eine End-to-<br />
End-Demonstration eines Embedded-Vision-Systems.<br />
Die gesamte Leistungsaufnahme<br />
des beschriebenen Designs beträgt<br />
Bildverarbeitung<br />
rischer, schneller, offener serieller<br />
Punkt-zu-Punkt-Kommunikationsstandard<br />
für leistungsstarke Bildverarbeitungs-,<br />
industrielle Inspektionsund<br />
Verkehrsüberwachungssysteme.<br />
Sie ist eine moderne Methode für<br />
den Anschluss von hochleistungsfähigen,<br />
hochauflösenden Kameras<br />
an Hochgeschwindigkeits-Erfassungskarten<br />
(„Frame Grabber“) über<br />
handelsübliche 75Ω-Koaxialkabel.<br />
CoaXPress 2.0 bietet gegenüber<br />
CoaXPress 1.1 eine deutlich höhere<br />
Geschwindigkeit und erweitert die<br />
Datenübertragungsrate auf bis zu<br />
12,5 Gbps bei Kabellängen von bis<br />
zu 40 m und auf bis zu 40 Megabit<br />
pro Sekunde (Mbps) bei bidirektionaler<br />
Kommunikation. Als einziger<br />
12,5 Gbit/s-Standard bietet<br />
er die gleichzeitige Übertragung<br />
von Video, Kamerasteuerung und<br />
Triggerung über ein einzelnes Koaxialkabel<br />
sowie eine Gleichstromversorgung<br />
von 13 W bei 24 VDC<br />
und eine Echtzeit-Überprüfung der<br />
Kabelqualität. ◄ CXP-Signalfluss-Blockdiagramm<br />
Neue interaktive Vision-Software-Version jetzt schneller und einfacher<br />
© Matrox Imaging<br />
Matrox Imaging hat die neueste Version 2109<br />
der interaktiven Vision-Software Design Assistant<br />
X vorgestellt. Sie ist in Deutschland und<br />
Österreich über die Rauscher GmbH erhältlich.<br />
Mit einer Vielzahl neuer Funktionen beschleunigt<br />
und vereinfacht die Version 2109 der interaktiven<br />
Vision-Software Design Assistant X<br />
von Matrox Imaging die Applikationsentwicklung.<br />
Die neue Version wurde vor allem für den<br />
Einsatz in 3D-Bildverarbeitungsanwendungen<br />
optimiert. Dazu enthält sie eine verbesserte<br />
3D-Darstellung und Meshing-Funktionen zur<br />
optimalen Visualisierung von 3D-Scandaten<br />
sowie neue Algorithmen zum Zuschneiden<br />
von Punktewolken und zur Berechnung des<br />
Volumens von Prüfobjekten.<br />
Weitere wichtige Neuerungen sind unter anderem<br />
die Möglichkeit der OPC UA-Kommunikation<br />
zur Interaktion mit Fertigungs systemen<br />
gemäß Industrie 4.0, die Einbindung von High<br />
Dynamic Range (HDR)-Aufnahmen zur Erzeugung<br />
von Bildern mit verbessertem Kontrast,<br />
die Nutzung von Diagrammen für die Bedienerschnittstelle<br />
zur grafischen Darstellung von<br />
Ergebnissen und Trends sowie die Überwachung<br />
der Laufzeitausführung und Berichterstellung<br />
für eine einfachere Fehlerbehebung<br />
und -optimierung in Projekten. Hinzugekommen<br />
sind zudem die Unterstützung der intelligenten<br />
Kameras der Iris GTX-Serie von Matrox<br />
sowie das Tool MIL CoPilot für das effektive<br />
Training von Deep-Learning-Klassifikatoren.<br />
Die interaktive Software Design Assistant<br />
von Matrox Imaging verbindet die Flexibilität<br />
von Bildverarbeitungsbibliotheken mit der Einfachheit<br />
von Vision-Sensoren. Sie ermöglicht<br />
die Programmerstellung für 2D- und 3D-Bildverarbeitungssysteme<br />
auf Basis von PC-Systemen<br />
oder intelligenten Kameras sowie für Timeof-Flight-,<br />
SWIR- oder Multi-Kameraprojekte.<br />
• RAUSCHER GmbH<br />
info@rauscher.de<br />
www.rauscher.de<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 67
Bildverarbeitung<br />
Hand-Eye-Kalibrierung und Absolutgenauigkeit<br />
für sicheres BinPicking und Pick-and-Place<br />
Die Bildverarbeitungssoftware EyeVision ermöglicht eine einfache und intuitive<br />
Hand-Eye-Kalibrierung für Roboter und Handhabungssysteme<br />
Die automatisierte Absolutgenauigkeit läutet eine neue<br />
Dimension des automatischen Greifens ein<br />
EVT Eye Vision Technology<br />
www.evt-web.com<br />
Die Bildverarbeitungssoftware<br />
EyeVision ermöglicht dem Anwender<br />
jetzt eine einfache und intuitive<br />
Hand-Eye-Kalibrierung für Roboter<br />
und Handhabungssysteme. Diese<br />
Kalibrierung sorgt dafür, dass das<br />
Koordinatensystem des Roboters<br />
mit dem Koordinatensystem der<br />
Anwendung synchronisiert wird und<br />
von da an die Anwendung, inklusive<br />
Robotersteuerung, nur noch in<br />
einem Koordinatensystem stattfindet.<br />
Dabei führt der erweiterte Befehlssatz<br />
mit wenigen Klicks eine Hand-<br />
Eye-Kalibrierung bei Systemen in<br />
2D und 3D durch. Eine universelle<br />
Roboterschnittstelle, die sich hinter<br />
dem RoboCom Befehl befindet,<br />
erlaubt die einfache Ansteuerung<br />
der meisten Roboter und<br />
Handlingssysteme. Die Kombination<br />
aus Steuerung, Bildaufnahme<br />
in 2D oder 3D und der automatischen<br />
Adaption führt dazu, dass<br />
die Hand-Eye-Kalibrierung für das<br />
Roboterauge schnell und präzise<br />
realisiert werden kann.<br />
Automatisierte<br />
Absolutgenauigkeit<br />
Mit der automatisierten Absolutgenauigkeit<br />
führt die EVT GmbH<br />
eine neue Dimension des automatischen<br />
Greifens ein. Ein vollautomatischer<br />
Ablauf, der auf der<br />
Hand-Eye-Kalibrierung basiert,<br />
sorgt dafür, dass das Spiel und die<br />
Toleranzen in den Achsen automatisch<br />
erkannt und dann von der Bildauswertung<br />
korrigiert werden und<br />
somit Genauigkeiten des Robotersystems<br />
entscheidend und über<br />
die Spezifikationen des Roboters<br />
hinaus verbessert.<br />
Automatische Berichtigung<br />
Die Korrektur funktioniert mit<br />
jedem Roboter und verbessert<br />
dessen Positionierung im Greifraum<br />
durch automatische Berichtigung<br />
der Achs-und-Spiel Toleranzen<br />
der einzelnen Gelenke. Mit<br />
dieser Korrektur kann jedes Handhabungssystem,<br />
egal ob Roboter<br />
oder Mehrachs manipulator, in der<br />
Genauigkeit innerhalb des kompletten<br />
Arbeitsraumes deutlich verbessert<br />
werden. ◄<br />
Kameraunterstützung erweitert<br />
auswählt und Bilder damit aufzeichnet.<br />
Eine vollständige Liste<br />
der unterstützen Kamerahersteller<br />
der EyeVision Software<br />
kann nach der Hardwareinstallation<br />
im Hardwarekonfigurator<br />
ausgewählt, oder auf der Eye<br />
Vision Technology Homepage<br />
unter https://eyevision-web.com/<br />
unterstuetzte-hardware/ nachgelesen<br />
werden.<br />
Die EyeVision Bildverarbeitungssoftware<br />
unterstützt nun,<br />
neben den über 70 weiteren<br />
Herstellern auch die Kameras<br />
von Daheng Imaging. Der Kunde<br />
kann, durch die Demoversion<br />
der Software, sämtliche unterstützen<br />
Kameras direkt testen,<br />
indem er die beliebige Kamera<br />
• EVT Eye Vision Technology<br />
www.evt-web.com<br />
68 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Software/Tools/Kits<br />
Server für industrielle Kommunikation mit<br />
höchster Performance<br />
ACCON-OPC-Server UA von Delta Logic<br />
Delta Logic hat mit ACCON-OPC-Server UA eine hochperformante Software für<br />
Anwendungen speziell in S7-Umgebungen entwickelt, in denen OPC UA als Standard für<br />
industrielle Kommunikation benötigt wird.<br />
© stock.adobe.com/Gorodenkoff, Delta Logic<br />
DELTA LOGIC<br />
Automatisierungstechnik GmbH<br />
www.deltalogic.de<br />
Mit ACCON-OPC-Server UA bietet<br />
Delta Logic Maschinenbauern und<br />
Anlagenbetreibern eine leistungsstarke<br />
Software für die Zwei-Wege-<br />
Kommunikation in einer Siemens-<br />
S7-Umgebung. Der Server unterstützt<br />
die Schnittstelle Open Platform<br />
Communications Unified Architecture<br />
(OPC UA), die sich in der<br />
Bei Vergleichstests mit Software der Mitbewerber zeigt ACCON-OPC-Server UA<br />
seine überragende Performance, etwa wie hier bei der Lesegeschwindigkeit.<br />
© Delta Logic<br />
Industrie 4.0 immer mehr<br />
als Standard durchsetzt.<br />
Damit ist die Neuheit von<br />
Delta Logic schon jetzt<br />
eine zukunftssichere Investition.<br />
ACCON-OPC-Server<br />
UA ist speziell für die<br />
Anforderungen in einer<br />
Siemens-S7-Umgebung<br />
entwickelt. Die Software<br />
ermöglicht die sichere<br />
Datenübertragung zwischen<br />
OPC-Server und<br />
-Client sowie S7-SPSen,<br />
und das in einer bisher<br />
unerreichten Geschwindigkeit.<br />
Dabei unterstützt<br />
ACCON-OPC-Server UA<br />
die aktuelle OPC UA-Spezifikation<br />
1.04 und ist von<br />
der OPC Foundation, die<br />
den Standard fortlaufend<br />
weiterentwickelt und verbreitet,<br />
bereits Ende 2021<br />
zertifiziert worden.<br />
Einsatzbereiche<br />
Die Software findet überall dort<br />
ihren Einsatz, wo beim Zugriff auf<br />
die Daten einer S7-Steuerung eine<br />
OPC UA-konforme Schnittstelle<br />
benötigt wird, beispielsweise zur<br />
Server-Client-Kommunikation bei<br />
der Betriebsdatenerfassung (BDE),<br />
im Manufacturing Execution System<br />
(MES) oder beim Enterprise-<br />
Resource-Planning (ERP).<br />
Vorteile und Funktionen von<br />
ACCON-OPC-Server UA<br />
Wie alle Produkte von Delta Logic<br />
überzeugt auch ACCON-OPC-Server<br />
UA durch große Anwenderfreundlichkeit,<br />
höchste Performance<br />
und nicht zuletzt besten Kundensupport.<br />
Die bedeutendsten Vorteile<br />
und Highlights in Kürze:<br />
• entwickelt für die Anwendung<br />
mit den Steuerungstypen Siemens<br />
S7-300, S7-400, S7-1200,<br />
S7-1500 sowie Siemens-kompatible<br />
SPSen<br />
• simultane Zwei-Wege-Kommunikation<br />
(Lesen und Schreiben)<br />
mit bis zu 255 SPSen<br />
• hochperformanter Datenzugriff<br />
auf Steuerungen<br />
• optimierte Datenbausteine (TIA<br />
Portal) werden unterstützt<br />
• Online-Symbolimport von S7-1200-<br />
und S7-1500-Steuerungen<br />
• zukunftssicher durch OPC UA; zertifiziert<br />
von der OPC Foundation<br />
• einfache Installation und damit<br />
schnelle Einsatzbereitschaft<br />
Zukunftssicher mit OPC UA<br />
Schneller Datenaustausch<br />
mit standardisierten<br />
Schnittstellen<br />
In automatisierten Anlagen der<br />
Industrie 4.0 und im Industrial Internet<br />
of Things (IIoT) spielt der schnelle<br />
Datenaustausch eine entscheidende<br />
Rolle. Um die Kommunikation zwischen<br />
den IT-Systemen aus übergeordneten<br />
Ebenen (wie etwa der<br />
Produktionsplanung) und der Operational<br />
Technology (OT) zu verbessern,<br />
setzen immer mehr Unternehmen<br />
auf standardisierte Schnittstellen.<br />
Der Vorteil: Maschinen, Geräte<br />
und Software können sich in einem<br />
Netzwerk auch dann untereinander<br />
verständigen, wenn sie verschiedene<br />
Hersteller haben.<br />
Ein solcher Standard ist OPC UA,<br />
der das bisherige OPC DA (für Data<br />
Access; auch OPC Classic genannt)<br />
mehr und mehr ablöst. Während<br />
OPC Classic zwingend eine Microsoft-Umgebung<br />
für Server und Client<br />
benötigt, verwendet OPC UA das<br />
plattformneutrale TCP/IP-Protokoll<br />
und löst somit die zwingende Bindung<br />
an die MS-Produktwelt auf.<br />
Damit können sich Anwender für<br />
andere Betriebssysteme als Windows<br />
bzw. Software anderer Hersteller<br />
entscheiden.<br />
Darüber hinaus ergeben sich mit<br />
OPC UA viele weitere Vorteile und<br />
neue Funktionen, die auch ACCON-<br />
OPC-Server UA ausschöpft. Mit<br />
ACCON-OPC-Server UA und seinen<br />
vielfältigen Einsatzmöglichkeiten<br />
in allen Branchen unterstreicht<br />
Delta Logic einmal mehr seine hohe<br />
Expertise im Bereich der industriellen<br />
Kommunikation. Die neue Software<br />
ist ab sofort erhältlich. ◄<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 69
Elektromechanik<br />
Robuster Industriesteckverbinder in neuer<br />
Kurzversion<br />
Schirmbare M16-Rundsteckverbinder – Schutzart IP67<br />
Unter rauen, beengten Bedingungen<br />
vorteilhaft: Für den Einsatz<br />
in besonders bauraumkritischen<br />
Applikationen eignet sich die Kurzversion<br />
der M16-Produktserie von<br />
binder. Die Rundsteckverbinder mit<br />
Schraubverriegelung, schirmbar und<br />
gesteckt nach IP67 geschützt, sind<br />
für störbehaftete, industrietypische<br />
Umgebungen prädestiniert.<br />
Franz Binder GmbH & Co.<br />
Elektrische Bauelemente KG<br />
www.binder-connector.de<br />
binder gibt die Markteinführung<br />
einer Kurzversion der Serie 423<br />
bekannt. Dabei handelt es sich um<br />
Rundsteckverbinder in der Bauform<br />
M16 von circa 47 mm Länge.<br />
Sie sind in den Polzahlen 2 bis 19<br />
erhältlich und genügen in gestecktem<br />
Zustand den Anforderungen<br />
der Schutzart IP67. Die Produkteinführung<br />
betrifft kurze, schirmbare<br />
Kabelstecker und -dosen, jeweils<br />
mit Kabelklemme, sowohl in Löt- als<br />
auch in Crimpversionen. Die Steckverbinder<br />
sind je nach Polzahl und<br />
Anschlussart für Anschlussquerschnitte<br />
von 0,14 mm 2 (AWG 26) bis<br />
1,0 mm 2 (AWG 18) ausgelegt. Die<br />
Bemessungswerte für Spannung<br />
und Strom sind mit 32 V bis 250 V<br />
beziehungsweise 3 A bis 7 A spezifiziert.<br />
Kabeldurchlässe von 4,1 mm<br />
bis 7,8 mm sorgen für Variabilität in<br />
der Anwendung.<br />
Für anspruchsvolle Mess-,<br />
Prüf- und Automatisierungsaufgaben<br />
entwickelt<br />
Zu den Zielapplikationen der<br />
Serie 423 in Kurzversion gehören<br />
vor allem Anwendungen der Mess-,<br />
Prüf- und Automatisierungstechnik,<br />
die beschränkten Einbauverhältnissen<br />
unterliegen. Vor allem<br />
Präzisionsmessinstrumente, die in<br />
beengter, störbehafteter Umgebung<br />
akkurate Messergebnisse liefern<br />
müssen, profitieren zum einen von<br />
der besonders kompakten Bauform<br />
der Steckverbinder. Zum anderen<br />
ist die Möglichkeit der elektromagnetischen<br />
Schirmung essenziell, um<br />
zu verhindern, dass Störsignale aus<br />
angrenzenden Elektronikbaugruppen<br />
die Erfassung beziehungsweise<br />
Übertragung am Messgerät beeinträchtigen<br />
können.<br />
Erklärtes Ziel der Produkt designer<br />
bei binder war es, die neuen<br />
M16-Varianten trotz der vorgegebenen<br />
Schutzart mit möglichst vielen<br />
Standardteilen zu realisieren.<br />
Um IP67 zu erreichen, erwies es<br />
sich dennoch als notwendig, ein<br />
zusätzliches Drehteil zu integrieren.<br />
„Durch engagierte und präzise<br />
Entwicklung ist es uns gelungen,<br />
die gleiche Qualität auf kleinerem<br />
Bauraum zu etablieren“, kommentiert<br />
Produktmanager Sascha Döbel<br />
die erfolgreiche Neuentwicklung.<br />
Vom Audio-Klassiker zu 5G<br />
und Industrial IoT<br />
Seit den ersten Anwendungen<br />
in der Audiotechnik vor mehr als<br />
50 Jahren hat sich die Bauform<br />
M16 in vielfältigen Anwendungen<br />
bewährt: vielseitig dank verschiedener<br />
Optionen für Anschlusstechnik,<br />
Konfektionierung und Montage;<br />
verwendet vor allem zur Anbindung<br />
von Sensorik und Feldgeräten in<br />
Innenapplikationen.<br />
Damals das erste überhaupt<br />
von binder produzierte Steckverbindersystem,<br />
hat der Hersteller<br />
die Baugröße M16 konsequent zu<br />
einer unverzichtbaren Komponente<br />
der Industrieautomation weiterentwickelt.<br />
Getrieben vom industrieweiten<br />
Bedarf an zuverlässigen,<br />
widerstandsfähigen und kosteneffizienten<br />
Verbindungslösungen<br />
mit niedrigen Kontaktwiderständen<br />
bei bis zu 24 Kontakten, hat diese<br />
Entwicklung zu Industrial-IoT-Produkten<br />
geführt, die heute Gigabit-<br />
Daten raten bewältigen und extremen<br />
Bedingungen im Außen einsatz<br />
stand halten können.<br />
Zu den innovationsträchtigen<br />
Anwendungsgebieten von binder<br />
M16-Steckverbindern gehört beispielsweise<br />
der 5G-Mobilfunk: Hier<br />
werden AISG-konforme (Antenna<br />
Interface Standards Group) Produkte<br />
der binder Serie 423 verwendet,<br />
um Geräte in den Antennenleitungen<br />
der Netzbetreiber (Antenna<br />
Line Devices, ALDs) anzuschließen.<br />
Unter anderem durch Kundenanfragen<br />
initiiert, bringt binder nun eine<br />
Kurzversion dieser Produktserie<br />
auf den Markt.<br />
10 Löt- und 5 Crimpprodukte<br />
als Stecker und Dose<br />
Die schirmbare Kurzversion der<br />
M16-Serie 423 ist, entsprechend<br />
den verschiedenen Polzahlen, in<br />
10 Löt- und 5 Crimpvarianten als<br />
Stecker und Dose erhältlich. Sie<br />
alle sind für mehr als 500 Steckzyklen<br />
ausgelegt.<br />
Die größtmöglichen Anschlussquerschnitte<br />
für Lötprodukte sind<br />
bei Polzahlen von 2 bis 8 mit<br />
0,75 mm 2 (AWG 18) bemessen;<br />
für 12- bis 19-polige Steckverbinder<br />
mit 0,25 mm 2 (AWG 24). Die<br />
Bemessungsspannungen betragen<br />
je nach Polzahl 32 V oder 150 V,<br />
die Bemessungsstoßspannungen<br />
500 V oder 1.500 V. Die Bemessungsströme<br />
bei 40 °C liegen zwischen<br />
3 A und 7 A. Sämtliche Lötprodukte<br />
sind mit Messingstiften<br />
sowie Bronzebuchsen ausgestattet<br />
und für einen Temperaturbereich<br />
von -30 °C bis +95 °C spezifiziert.<br />
Gehäuse und Verriegelung<br />
bestehen aus vernickeltem Messing.<br />
Anschlussquerschnitte<br />
Die Crimpprodukte der Serie<br />
sind für Anschlussquerschnitte von<br />
0,14 bis 1,0 mm 2 beziehungsweise<br />
AWG 26 bis AWG 18 (4- bis 6-Pol)<br />
sowie für 0,14 bis 0,75 mm 2 beziehungsweise<br />
AWG 26 bis AWG 20<br />
(7- bis 8-Pol) ausgelegt. Die Bemessungs-<br />
und Bemessungsstoßspannungen<br />
sind auch hier je nach Polzahl<br />
32 V oder 150 V beziehungsweise<br />
500 V oder 1.500 V; die<br />
Bemessungsströme sind 5 A oder<br />
6 A. Der Temperaturbereich für<br />
die Steckverbinder mit Crimpanschluss<br />
erstreckt sich von -40 °C<br />
bis +100 °C. Gehäuse und Verriegelung<br />
sind, wie bei den Lötversionen,<br />
aus vernickeltem Messing<br />
gefertigt. ◄<br />
70 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Elektromechanik<br />
D-SUB Schnellverschluss-System<br />
Conec SnapLock Hauben & Steckverbinder<br />
Conec bietet ein D-SUB Schnellverschluss<br />
System welches eine<br />
schnelle Ver- und Entriegelung ohne<br />
zusätzliches Werkzeug möglich<br />
macht und das durch ein hör- und<br />
spürbares „Klick“ eine Verriegelung<br />
auch an schlecht einsehbaren Geräteschnittstellen<br />
ermöglicht. Bestehende<br />
Systeme lassen sich schnell<br />
und einfach mit den Schnellverschlusshauben<br />
nachrüsten.<br />
CONEC Elektronische<br />
Bauelemente GmbH<br />
info@conec.de<br />
www.conec.com<br />
Schnelles und sicheres<br />
Verriegeln<br />
Das Conec SnapLock Verriegelungssystem<br />
besteht aus D-SUB<br />
Steckverbindern und D-SUB Hauben,<br />
die ein schnelles und sicheres<br />
Verriegeln ohne zusätzliche Verschraubung<br />
ermöglichen. Ein in die<br />
Haube integrierter Federclip verrastet<br />
mit einem am Gegenstecker montierten<br />
Rastbolzen und somit wird<br />
eine schnelle und sichere Verbindung<br />
hergestellt.<br />
Der Rastbolzen am Steckverbinder<br />
ist in zwei Varianten verfügbar:<br />
• Am Steckverbinder fest integriert,<br />
wie z. B. ein Standard-Gewindeeinsatz.<br />
Dies hat den Vorteil, dass<br />
die Rastbolzen nicht verloren<br />
gehen können und auch nicht in<br />
einem zweiten Arbeitsgang montiert<br />
werden müssen. Die Steckverbinder<br />
sind direkt nach der<br />
Bestückung auf die Leiter platte<br />
einsetzbar.<br />
• Als Kit zur nachträglichen<br />
Montage<br />
am Steckverbinder<br />
bei<br />
Hinterwandinstallationen<br />
oder<br />
zur Nachrüstung<br />
bestehender Systeme,<br />
zur Verwendung<br />
mit der<br />
Conec SnapLock<br />
Haube.<br />
Die Verrastung<br />
des Verriegelungsmechanismus wird<br />
durch ein hör- und spürbares Klicken<br />
signalisiert. Mit einer hohen Haltekraft<br />
wird eine sichere Ver riegelung<br />
der Steckverbindung für viele Anwendungsgebiete<br />
bereitgestellt.<br />
Baugrößen 1 bis 5 verfügbar<br />
Die Kunststoffhauben sind in den<br />
Baugrößen 1 bis 5 in metallisierter<br />
oder schwarzer Ausführung verfügbar.<br />
Das Material ist flammhemmend<br />
nach UL 94 V0. Neben den Hauben<br />
werden auch entsprechende<br />
D-SUB Steckverbinder (9 - 50-pol.)<br />
mit integriertem Rastbolzen angeboten.<br />
Hierbei wird der Rastbolzen<br />
mit dem Steckergehäuse verpresst<br />
und ist somit unverlierbar. Des Weiteren<br />
besteht die Möglichkeit einer<br />
Haube-zu-Haube-Verbindung. Diese<br />
wird mittels Verbindungsbolzen-Kit<br />
umgesetzt. Über ein Kunststoffplättchen<br />
kann die Verbindung einseitig<br />
gegen Lösen (über eine Verriegelungsplatte<br />
pro Seite) gesichert<br />
werden.<br />
Eine weitere Ergänzung ist<br />
das Nachrüst-Kit für vorhandene<br />
D-SUB Systeme mit Gewindeeinsatz<br />
UNC 4-40. Das Kit besteht<br />
aus zwei Rastbolzen mit Unterlegscheiben.<br />
Vorteile<br />
• Schnelle und einfache Ver- und<br />
Entriegelung<br />
• Sichere Verriegelung / hohe<br />
Haltekraft<br />
• Schneller montierbar als Standard<br />
Schraubverriegelung<br />
• Schock- und vibrationsfest<br />
• Ausführung in KU schwarz und<br />
KU metallisiert<br />
• Gerade und seitliche Kabeleingänge<br />
• Haube zu Haube-Verbindung mittels<br />
Verriegelungs-Kit<br />
• Steckverbinder mit integriertem<br />
Bolzen<br />
• Integrierter Bolzen unverlierbar<br />
• Bestehende Systeme nachrüstbar<br />
mittels Einschraubbolzen-Kit<br />
Applikationen<br />
• Antriebstechnik<br />
• Automatisierungstechnik<br />
• Gehäuse- Geräteanschluss<br />
• Kommunikationstechnik<br />
• Maschinenbau<br />
• Prozessautomation und Steuerungstechnik<br />
• Transporttechnik ◄<br />
Erweiterung des Kunststoff-Rundstecker-Portfolios<br />
Das platzsparende Produktdesign<br />
des ODU MEDI-SNAP ermöglicht<br />
dank kleiner Bauformen,<br />
hoher Poldichte und geringem<br />
Gewicht eine hohe Vielfalt auf<br />
kleinstem Bauraum. Mit der neuen<br />
Größe 3,5 sind sogar bis zu maximal<br />
41 Signalkontakte möglich.<br />
Der neue Stecker ist aber auch<br />
für eine ganze Reihe von hybriden<br />
Anforderungen bestens geeignet.<br />
Ob eine Lösung für Strom mit<br />
Signalen sowie Fluiden, LWL oder<br />
Koax gesucht wird, der ODU MEDI-<br />
SNAP in Größe 3,5 bietet durch<br />
sein modulares Design zahlreiche<br />
individuelle Gestaltungsmöglichkeiten.<br />
Die Einsatzmöglichkeiten<br />
für diesen Kunststoffsteckverbinder<br />
sind vielfältig. Sowohl im<br />
Bereich der Medizin, als auch der<br />
Industrieelektronik oder der Messund<br />
Prüftechnik findet der ODU<br />
MEDI-SNAP in der Größe 3,5<br />
seine Anwendung.<br />
Im industriellen Bereich sind<br />
Einsätze bei Prüfgeräte, LED-<br />
Geräten, Automotiv-Testsystemen,<br />
Unterhaltungssysteme oder<br />
bei unterbrechungsfreier Stromversorgungen<br />
nur einige der möglichen<br />
Anwendungen<br />
• ODU GmbH & Co. KG<br />
https://odu-connectors.com/de<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 71
Elektromechanik<br />
Leistungselektronik effizient kühlen<br />
Leistungselektronik<br />
effizient kühlen mit<br />
den Hochleistungskühlkörpern<br />
Serien<br />
SuperFins und den<br />
SuperPlate-Flüssigkeitskühlkörpern<br />
von CTX<br />
Kompakt und effizient:<br />
SuperPower-Hochleistungskühlkörper<br />
Eine günstige Alternative zu<br />
Flüssig keitskühlkörpern bietet CTX<br />
mit den hocheffizienten SuperPower-Hochleistungskühlkörpern.<br />
Sie<br />
erreichen fast die gleiche Kühlleistung<br />
bei deutlich niedrigeren Kosten.<br />
Die SuperPower-Kühlkörper verfügen<br />
über dieselben technischen Eigenschaften<br />
wie herkömmliche Kühlkörper<br />
aus Aluminium-Stranggussprofilen,<br />
sind jedoch um bis zu 40 %<br />
leichter und kompakter. CTX Thermal<br />
Solutions bietet ein breites Produktspektrum<br />
an SuperPower-Kühlkörpern<br />
für die Leistungselektronik.<br />
PCIM, Halle 9, Stand 222<br />
CTX Thermal Solutions GmbH<br />
info@ctx.eu<br />
www.ctx.eu<br />
Leistungsstarke Kühllösungen<br />
für die industriellen Elektronikanwendungen<br />
stehen im Fokus des<br />
Messeauftritts von CTX Thermal<br />
Solutions auf der PCIM Europe in<br />
Nürnberg. Der Full-Line-Anbieter<br />
von Kühllösungen für elektronische<br />
Bauteile präsentiert dort vom 10. bis<br />
12. Mai <strong>2022</strong> sein breites Portfolio<br />
an Hochleistungs- und Flüssigkeitskühlkörpern.<br />
Schwerpunkt sind<br />
dieses Mal die Rippenkühlkörper<br />
vom Typ SuperFins und SuperPower<br />
sowie SuperPlate-Flüssigkeitskühlkörper.<br />
Maximale Effizienz<br />
Flüssigkeitskühlkörper kühlen<br />
unmittelbar am Hotspot des elektronischen<br />
Bauteils, das auf die<br />
flüssigkeitsdurchströmte Kühlkörperplatte<br />
montiert wird. Sie<br />
benötigen daher nicht nur eine<br />
deutlich geringere Übertragungsfläche<br />
als herkömmliche Systeme,<br />
sondern sind auch um 15<br />
bis 25 % effizienter als diese.<br />
CTX bietet Flüssigkeitskühlkörper<br />
in zahlreichen Varianten an.<br />
Neben SuperPlate-Kühlkörpern<br />
mit eingelegten Kupfer- oder<br />
Edelstahlrohren in einer Aluminum-<br />
oder Kupferplatte zählen<br />
auch Flüssig keitskühlkörper mit<br />
integrierten Bohrungen und in<br />
gebrazter Technologie (hochtemperaturverlötetes<br />
Aluminium)<br />
zur Produktpalette.<br />
Bei starker<br />
Wärmeentwicklung:<br />
SuperFins-<br />
Hochleistungskühlkörper<br />
Rippenkühlkörper vom Typ Super-<br />
Fins mit Kupfer- oder Aluminiumbodenplatten<br />
und eingepressten<br />
Rippen sind besonders leistungsstark<br />
und kompakt. Verglichen<br />
mit den SuperPower-Kühlkörpern<br />
lässt sich die Oberflächentemperatur<br />
um bis zu weitere 20 % reduzieren.<br />
Vor allem in Applikationen,<br />
bei denen eine starke Wärmeentwicklung<br />
auftritt, wie in der Rundfunktechnik,<br />
bei der Stromübertragung<br />
oder UPS-Systemen kommen<br />
SuperFins zum Einsatz. ◄<br />
Patentiertes Einpress-Steckersystem<br />
Provertha hat für Anwendungen in der industriellen<br />
Automation, allen voran für Drehgebergehäuse,<br />
die starken Vibrationen ausgesetzt<br />
sind, einen neuen manipulationssicheren Stecker<br />
in der Bauform M12 auf den Markt gebracht,<br />
der dank eines patentierten Einpressbereichs<br />
die bisherigen Nachteile von Einschraubsteckern<br />
beseitigt.<br />
Die speziell geschlitzte Kontur des Einpressbereichs<br />
ermöglicht bei den Presspassungen<br />
deutliche größere Fertigungstoleranzen und<br />
einen flexibleren Einpressbereich im Gehäuse.<br />
Die Kunden können bei ihren eigenen Produkten<br />
den 90°-Kabelabgang so konfigurieren, dass in<br />
der Endmontage von Drehgebern oder Aktoren<br />
die Gehäuse bzw. die Steckverbindungen nicht<br />
weiter angepasst werden müssen.<br />
Der neue Provertha Stecker ermöglicht eine<br />
vibrationssichere Verbindung, die den Schraubverbindungen<br />
speziell bei großer Vibration<br />
deutlich überlegen ist. Er ist mit dem Kundengehäuse,<br />
beispielsweise bei Drehgebern, fest<br />
verbunden und vom Endkunden nicht manipulierbar,<br />
da hier – anders als bei Schraubverbindungen<br />
– keine Schlüsselfläche vorhanden<br />
ist. Die Steckverbindung ist äußerst zugfest<br />
und gewährleistet sehr hohe Haltekräfte im<br />
Kundengehäuse in einer kompakten Bauform.<br />
Über die letzten drei Jahrzehnte hat sich das<br />
M12-Steckverbindersystem als zuverlässige,<br />
robuste Verbindungslösung für Feldbus-, Sensor-<br />
und Ethernet-Verbindungen etabliert. Die<br />
meisten am Markt bestehenden Flanschstecker<br />
haben ein Gewinde zur Standard-Befestigung.<br />
Es ist aber nahezu unmöglich, die Position der<br />
Kodierung und damit den Kabelabgang bei<br />
90°-Kabelsteckern flexibel festzulegen. Dazu<br />
waren bisher groß bauende Spezialversionen<br />
mit einem Kontermuttersystem erforderlich.<br />
• PROVERTHA Cables & Solutions GmbH<br />
www.provertha.com<br />
72 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Elektromechanik<br />
Neue Deckelplatten mit Befestigungslaschen<br />
Fischer Elektronik GmbH & Co.<br />
info@fischerelektronik.de<br />
www.fischerelektronik.de<br />
Aufgrund des breiten Einsatzspektrums<br />
von Elektronikgehäusen,<br />
müssen diese sowohl die designtechnischen<br />
als auch die funktionellen<br />
Anforderungen erfüllen.<br />
Hierzu erweitert Fischer Elektronik<br />
die bereits bestehenden Gehäuseserien<br />
AKG, GD und TUF, um weitere<br />
Ausführungen mit Deckelplatten<br />
und gleichzeitig integrierten<br />
Befestigungslaschen. Die genannten<br />
Gehäuseserien dienen zur Aufnahme<br />
von Standard Europakarten<br />
und ungenormten Leiterplatten.<br />
Die Befestigungslaschen der<br />
neuen Deckelplatten beinhalten<br />
spezielle Aussparungen für Befestigungsschrauben<br />
und geben somit<br />
dem Anwender die Möglichkeit, die<br />
Gehäuse der Serien AKG, GD und<br />
TUF für eine Tisch-, Wand- oder<br />
Deckenmontage sowie in einem<br />
Umfeld mit Vibrationsstörungen<br />
einsetzen zu können. Die Befestigungslaschen<br />
sind an der langen<br />
Seite der Deckelplatten integriert<br />
und ermöglichen eine waagerechte<br />
Montage der Gehäuse.<br />
Für einen senkrechten Gehäuseaufbau,<br />
können die Laschen allerdings<br />
auch an der schmalen Seite<br />
angebracht werden.<br />
Die neuen Deckelplatten mit<br />
integrierten Befestigungslaschen<br />
haben die gleichen Lochabstände<br />
der Befestigungspunkte, wie bisherige<br />
Standardvarianten aus dem<br />
Hause Fischer Elektronik, wodurch<br />
die Deckelplatten nicht nur für Neuentwicklungen,<br />
sondern auch für<br />
bereits vorhandene kundenspezifisch<br />
bearbeitete Gehäuseaufbauten<br />
als Ersatz- bzw. optionale<br />
Deckelplatten verwendet werden<br />
können. Entsprechend den Standard<br />
Gehäuse oberflächen der Serien<br />
AKG, GD und TUF sind die Deckelplatten<br />
mit Befestigungslaschen in<br />
naturfarbig- und schwarz eloxierten<br />
Oberfläche erhältlich.<br />
Neben den Standardausführungen<br />
der Befestigungslaschen kann die<br />
Breite der Lasche, die Größe der<br />
Aussparungen für die Schrauben<br />
sowie deren Position nach Kundenangaben<br />
realisiert werden. Weitere<br />
kundenspezifische Bearbeitungen,<br />
Beschriftungen sowie andere Oberflächenausführungen<br />
werden auf<br />
Anfrage angeboten. ◄<br />
Neuer Sabotagekontakt als<br />
preisgünstige Alternative<br />
knitter-switch bringt in seinem<br />
Bereich „Gummischaltmatten“ ein<br />
neues innovatives Produkt auf den<br />
Markt: einen Sabotagekontakt. Das<br />
Bauteil aus Silikongummi ist eine<br />
zuverlässige und preisgünstige<br />
Alternative als Manipulationsschutz<br />
bei vielen Geräten wie Alarmanlagen,<br />
Smartmetern oder z. B.<br />
Mautboxen. Das Funktionsprinzip<br />
ist zuverlässig: zwei (oder mehr)<br />
Kontaktflächen auf der Geräteplatine<br />
werden von einer Karbonpille<br />
überbrückt. Die Karbonpille<br />
befindet sich am Ende eines Silikongummi-Stößels,<br />
welcher am<br />
zu überwachenden Gehäuseteil<br />
befestigt ist. Der Silikongummi-<br />
Stößel erzeugt somit den Kontaktdruck,<br />
solange das Gehäuse<br />
nicht beschädigt oder gar manipuliert<br />
wird. Wird das betreffende<br />
Gehäuseteil entfernt, löst sich die<br />
Karbonpille von der Platine, somit<br />
wechselt der Schaltzustand von<br />
„geschlossen“ nach „offen“. Das<br />
Prinzip entspricht somit einem<br />
Schließer. Der neue Sabotagekontakt<br />
von knitter-switch ist dabei<br />
also einfach aufgebaut und kann<br />
kundenspezifisch angepasst werden.<br />
Dabei sollte der Hub mindestens<br />
1 mm betragen, als Kontaktwiderstand<br />
sind einige 100 mOhm<br />
möglich.<br />
• knitter-switch<br />
www.knitter-switch.com<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 73
Stromversorgung<br />
Unterbrechungsfreie Stromversorgung<br />
24 V Nonstop Power – DC-USV mit integrierter LiFePO 4 -Hochleistungsbatterie<br />
schlossene Last wird unterbrechungsfrei<br />
aus dem Energiespeicher<br />
heraus versorgt. Im Backup-<br />
Betrieb stellt die UPSI-2412DP3 eine<br />
konstant geregelte DC-Ausgangsspannung<br />
zur Verfügung.<br />
Batterie-Startfunktion<br />
Für mobile Anwendungen besteht<br />
bei der UPSI-2412DP3 die Möglichkeit,<br />
die versorgte Applikation direkt<br />
aus der integrierten und leistungsstarken<br />
LiFePO 4 -Batterie heraus zu<br />
starten, ohne dass eine netzseitige<br />
Spannungsversorgung vorhanden<br />
oder angeschlossen ist. Der maximale<br />
Laststrom für den Batteriestart<br />
beträgt 7 A.<br />
Plug&Play für schnelle und<br />
einfache Installation<br />
Stromausfall? Spannungseinbruch?<br />
Flicker? Die intelligente DC-<br />
Notstromversorgung UPSI-2412DP3<br />
von Bicker Elektronik schützt sicherheitsrelevante<br />
24 VDC-Applikation<br />
zuverlässig vor Systemausfall<br />
und Datenverlust. Für die Pufferung<br />
der 24 VDC-Versorgungsspannung<br />
setzt Bicker Elektronik<br />
auf die besonders sichere und langlebige<br />
LiFePO 4 -Batterietechnologie.<br />
Die kompakte DC-USV im robusten<br />
DIN-Rail-Gehäuse ist ideal geeignet<br />
für den langjährigen Einsatz in<br />
Schaltschrankanwendungen und<br />
dezentralen Lösungen zur Absicherung<br />
von Embedded-IPCs, Steuerungen,<br />
Motoren, Sensorik, Mess-,<br />
Regel- und Sicherheitstechnik, u.v.m.<br />
Sicher, langlebig und<br />
leistungsstark<br />
Der integrierte LiFePO 4 -Batteriepack<br />
überzeugt in sicherheitsrelevanten<br />
Anwendungen mit einer<br />
besonders stabilen Batteriechemie,<br />
einer langen Lebensdauer<br />
von mindestens 10 Jahren und bis<br />
zu 5000 Vollzyklen. Der Einsatz<br />
von Lithium-Eisenphosphat-Zellen<br />
macht ein thermisches Durchgehen<br />
(Thermal Runaway) nahezu unmöglich.<br />
Das speziell entwickelte Batterie-Management-System<br />
(BMS)<br />
mit Cell-Balancing sorgt für eine<br />
ausgewogene und gleichmäßige<br />
Ladung aller Zellen, so dass die<br />
volle Kapazität des Batteriepacks<br />
dauerhaft nutzbar bleibt. So gewährleistet<br />
die UPSI-2412DP3 höchste<br />
Zuverlässigkeit und Sicherheit für<br />
anspruchsvolle Applikation u.a. in<br />
den Bereichen Industrie 4.0, Automation,<br />
Robotik, Medizin- und Labortechnik,<br />
erneuerbare Energien, Prozesstechnik,<br />
Infrastruktur, Safety,<br />
Vision und Inspektion.<br />
Gesamtbetriebskosten<br />
(TCO) im Vergleich zu<br />
Blei-Säure-Batterien<br />
Im Gegensatz zu den vermeintlich<br />
günstigeren Blei-Säure-Batterien<br />
weisen hochwertige Lithium-<br />
Eisenphosphat-Zellen eine ca.<br />
15 - 20x längere Lebensdauer und<br />
Zyklenfestigkeit auf. Zudem kann<br />
beim LiFePO 4 -Batteriepack die volle<br />
Nennkapazität zu 100 % dauerhaft<br />
entnommen werden. Blei-Säure-<br />
Batterien haben zudem hinsichtlich<br />
Entladetiefe und Zyklenzahl<br />
deutliche Einschränkungen in der<br />
Anwendung. Bei Berechnung der<br />
TCO (Total Cost of Ownership) über<br />
den gesamten Einsatzzeitraum von<br />
mindestens 10 Jahren ergibt sich ein<br />
deutlicher Kostenvorteil gegenüber<br />
Blei-Säure-Batterien, zumal auch<br />
der Aufwand für Wartung und Batterietausch<br />
bei LiFePO 4 in diesem<br />
Zeitraum entfällt.<br />
Intelligente<br />
Eingangsstromerkennung<br />
Die implementierte PowerSharing-<br />
Funktion der UPSI-2412DP3 sorgt<br />
eingangsseitig dafür, dass die vorgeschaltete<br />
AC/DC-Stromversorgung<br />
nicht überdimensioniert werden<br />
muss, sondern die Eingangsleistung<br />
konstant gehalten und entsprechend<br />
angepasst auf Last und<br />
LiFePO 4 -Batterie-Lader verteilt<br />
wird. Das heißt, bei geringer Last<br />
am Ausgang fließt mehr Energie<br />
in den Lader und umgekehrt. Der<br />
maximale Ladestrom beträgt 4,5 A.<br />
24 VDC-Notstromversorgung<br />
mit geregelter<br />
Ausgangsspannung<br />
Die UPSI-2412DP3 leitet im Normalbetrieb<br />
die Eingangsspannung<br />
direkt an den Ausgang weiter, lädt<br />
parallel den integrierten LiFePO 4 -Batteriepack<br />
und überwacht alle relevanten<br />
Parameter, Ströme und Spannungen.<br />
Bei Spannungseinbrüchen<br />
oder Stromausfall trennt ein MOS-<br />
FET innerhalb weniger Mikrosekunden<br />
den Eingang ab und die ange-<br />
Die UPSI-2412DP3 verfügt über<br />
eine integrierte USB-Schnittstelle<br />
zur Anbindung an ein IPC-System<br />
und wird vom Betriebssystem direkt<br />
als USV erkannt – ohne zusätzliche<br />
Treiber- oder Softwareinstallation.<br />
Erweiterte Funktionalität<br />
und Echtzeit-Monitoring<br />
Zur Einstellung und Parametrisierung<br />
des DC-USV-Systems sowie<br />
dem Echtzeit-Monitoring steht die<br />
kostenlose Software ‚UPS Gen2<br />
Configuration‘ zum Download bereit.<br />
Die USV- und Batteriezustandsanzeigen<br />
umfassen alle relevanten<br />
Spannungen, Ströme sowie Batterietemperatur,<br />
Ladezustand (SOC),<br />
Laufzeiten und Zyklen. Zu den voreinstellbaren<br />
Parametern zählen u. a.<br />
Load-Sensor (mA), Shutdown-Verzögerung,<br />
maximale Backup-Zeit,<br />
Mindestladekapazität vor Systemstart,<br />
Timer-Funktion und Restart-<br />
Delay. Mit den eingestellten Werten<br />
ist anschließend der autarke<br />
Betrieb möglich.<br />
Timerfunktion<br />
für kontrollierten<br />
System-Shutdown<br />
Mit dem neuen Parameter „Shut<br />
Down OS in“ kann zusätzlich die<br />
Zeit bis zum Herunterfahren und<br />
Ausschalten des Computersystems<br />
bei Stromausfall eingestellt werden.<br />
Somit lässt sich neben den eigenen<br />
Betriebssystemeinstellungen über<br />
74 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Stromversorgung<br />
Kosteneffiziente 5 W Board Mount AC/DCs<br />
Die RECOM-Serien RAC05E-K<br />
und RAC05E-KT sind hocheffiziente<br />
Module, die im Vergleich mehr<br />
Leistung bei gleichem Platzbedarf<br />
bieten. Während die RECOM-<br />
Serie RAC05E-K mit bestehenden<br />
3-W-Bauteilen kompatibel ist,<br />
eignet sich die Serie RAC05E-KT<br />
optimal, um EI30-Transformatoren<br />
mit zusätzlicher Gleichrichtung<br />
und Glättungsschaltung durch ein<br />
einziges hocheffizientes Modul<br />
zu ersetzen. Beide Serien erreichen<br />
5 W auf der gleichen Grundfläche<br />
wie andere 3-W-Bauteile<br />
auf dem Markt. Der Eingangsbereich<br />
beträgt jeweils 90 - 264 VAC<br />
(130 - 370 VDC). Die Serie ist mit<br />
Ausgängen von 4, 5, 12, 15 und<br />
24 V erhältlich. Diese sind halbreguliert,<br />
bleiben aber innerhalb von<br />
±5 % bei Netz-, Last- und Temperaturschwankungen<br />
von -25 °C bis<br />
+55 °C (+75 °C bei Derating). Einsatzgebiete<br />
sind die Industrie- und<br />
Gebäudeautomation, ITE, Büro-,<br />
Haushalt-, IoT-, Test- und Messanwendungen,<br />
bei denen ein halbgeregelter<br />
Ausgang ausreicht. Die<br />
RECOM-Bauelemente RAC05E-K<br />
und RAC05E-KT sind unter www.<br />
rutronik24.com erhältlich.<br />
Die Leistungsaufnahme bei Nulllast<br />
liegt bei weniger als 100 mW.<br />
Der Wirkungsgrad bei geringer<br />
Last ist jedoch so hoch, dass eine<br />
erhebliche Stand-by-Leistung aufgenommen<br />
werden kann. Dabei<br />
werden keine ErP-Grenzwerte<br />
(ErP = energy-related products)<br />
überschritten.<br />
Die Produktreihe RAC05E-KT<br />
erfüllt die EMV-Grenzwerte nach<br />
EN 55014 und EN 55032 (Klasse B)<br />
ohne externe Komponenten, während<br />
für das RAC05E-K lediglich ein<br />
einfacher externer Filter erforderlich<br />
ist. Zudem verfügen die Bauelemente<br />
über einen umfassenden<br />
Schutz gegen Kurzschluss, Ausgangsüberspannung,<br />
Überstrom<br />
und Übertemperatur mit automatischer<br />
Wiederherstellung. Beide<br />
Serien verfügen über die Sicherheitszertifizierungen<br />
UL/IEC/EN<br />
62368-1 und IEC/EN 60335-1 mit<br />
verstärkter 3-kVAC-Isolierung.<br />
Die Zuverlässigkeit der Bauteile<br />
ist hoch, wobei die Serie -K eine<br />
durchschnittliche Betriebsdauer von<br />
mehr als 1,6 Mio. Stunden und die<br />
Serie -KT von mehr als 2,2 Mio.<br />
Stunden (je bei 25 °C) erreicht.<br />
• Rutronik Elektronische<br />
Bauelemente GmbH<br />
www.rutronik.com<br />
den Ladezustand des Energiespeichers<br />
(„Shut Down OS at SOC“) nun<br />
auch eine konkrete Zeitvorgabe für<br />
das kontrollierte Abschalten im USV-<br />
Backup-Betrieb definieren.<br />
Mindestlast-Erkennung<br />
In der Software ‚UPSGen2 Configuration‘<br />
kann über den Lastsensor<br />
der minimale Ausgangsstrom zur DC-<br />
Last im USV-Batteriebetrieb eingestellt<br />
und überwacht werden. Unterschreitet<br />
die Last am Ausgang der<br />
UPSI-2412DP3 diesen Grenzwert,<br />
wird die integrierte LiFePO 4 -Batterie<br />
nach 10 Sekunden automatisch<br />
von der Lade- und Steuereinheit<br />
getrennt, so dass keine unnötige<br />
und schleichende Entladung<br />
stattfinden kann. Zudem kann die<br />
UPSI-2412DP3 mit Hilfe der Mindestlast-Erkennung<br />
auch definiert<br />
abgeschaltet werden.<br />
Potenzialfreier Relais-<br />
Schaltkontakt für PowerFail<br />
Die Funktionalität und das Verhalten<br />
des 2-poligen Relais-Anschlusses<br />
bei einem Netzausfall kann per<br />
Software ‚UPSGen2 Configuration‘<br />
definiert werden: ‚Normally Open‘,<br />
‚Normally Closed‘ oder ‚Shutdown<br />
Pulse‘. Bei Schließen des Relais<br />
beträgt der Widerstand zwischen<br />
den beiden Pins ~ 0 Ohm, ansonsten<br />
sind die Kontakte ‚Open Load‘.<br />
Shutdown und<br />
Reboot-Funktion<br />
Bei einem ‘PowerFail‘ signalisiert<br />
die UPSI-2412DP3 über das integrierte<br />
Interface den Ausfall der<br />
Versorgungsspannung, so dass<br />
ein kontrollierter Shutdown des<br />
Computersystems eingeleitet und<br />
wertvolle Daten gesichert werden.<br />
Die integrierte Reboot-Funktion leitet<br />
nach wiederkehrender Versorgungsspannung<br />
selbstständig den<br />
Neustart des versorgten Industrie-<br />
PCs ein, ohne dass eine aufwendige<br />
Vorort-Intervention notwendig<br />
wäre, z. B. bei vollkommen autarken<br />
Computersystemen an unzugänglichen<br />
Standorten.<br />
Qualität, Sicherheit und<br />
Zuverlässigkeit<br />
Die Firma Bicker Elektronik<br />
gewährleistet mit eigener Entwicklung<br />
und Batteriefertigung, Made in Germany,<br />
höchste Qualität und Sicherheit<br />
für alle DC-USV-Produkte und<br />
Energiespeicher. Systementwickler<br />
profitieren zudem von der persönlichen<br />
Design-In-Beratung und<br />
dem erstklassigen Service & Support<br />
durch die Stromversorgungsspezialisten<br />
von Bicker Elektronik.<br />
Auf Wunsch realisieren die Entwicklungsingenieure<br />
kundenspezifische<br />
Sonder- und Speziallösungen und<br />
bieten zudem umfangreiche Laborund<br />
Mess-Dienstleistungen für komplette<br />
Kundensysteme an.<br />
Alle Produktvorteile auf<br />
einen Blick<br />
• Leistungsstarke 24 V DC-USV<br />
(DIN-Rail-Version)<br />
• Integrierte LiFePO4-Hochleistungsbatterie<br />
• Bis zu 5.000 Vollzyklen<br />
• Kapazität 64 Wh<br />
• Intelligente Eingangsstromerkennung<br />
• Geregelte Ausgangsspannung<br />
im Batterie-Betrieb<br />
• Mindestlasterkennung<br />
• Power-Fail Timer-Funktion<br />
• Relaiskontakt für Power-Fail<br />
• Shutdown & Reboot-Funktion für<br />
IPC-Systeme<br />
• Ladezustandsanzeige<br />
• Batterie-Startfunktion<br />
• Herunterfahren durch externes<br />
Signal<br />
• USB & RS232 Interface<br />
• Plug & Play – Wird vom Betriebssystem<br />
sofort als USV erkannt<br />
• Erweiterte Funktionalität mit<br />
‘UPSGen2 Configuration‘ Software<br />
inklusive<br />
Direktlink zur UPSI-2412DP3:<br />
www.bicker.de/upsi-2412dp3<br />
• Bicker Elektronik GmbH<br />
info@bicker.de<br />
www.bicker.de<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 75
Stromversorgung<br />
Industrielle 180 W AC/DC-Stromversorgung mit<br />
hoher Leistungsdichte<br />
Angst+Pfister Sensors and Power AG stellt die neuen 180 W AC/DC Stromversorgungen der TAD180-Serie des<br />
Herstellers P-DUKE vor.<br />
• Sicherheitszulassungen: IEC/<br />
EN/UL 62368-1<br />
• Leitungsgebundene Emissionen:<br />
EN 55032 Class B<br />
• Abgestrahlte Emissionen: EN<br />
55032 Klasse A<br />
Einsatzbereiche<br />
Die flachen AC/DC Stromversorgungen<br />
TAD180 sind ideal für platzbeschränkte<br />
Industrie-, Telekommunikations-<br />
und IT-Anwendungen,<br />
z. B. Stromverteilertafeln, motorgebundene<br />
Geräte, Roboterarme und<br />
EV-Ladestationen. Die Produktgarantie<br />
beträgt 3 Jahre.<br />
Angst+Pfister Sensors and Power<br />
AG<br />
http://sensorsandpower.angstpfister.com<br />
Die neue TAD180-Serie liefert<br />
mit forcierter Luftkühlung bis 180 W<br />
bzw. 150 W Leistung bei natürlicher<br />
Konvektionskühlung. Zusätzlich ist<br />
für 5 Sekunden eine Spitzenausgangsleistung<br />
bis 220 W verfügbar.<br />
Die Serie ist mit einer verstärkten<br />
Isolierung von 3000 Vac und der<br />
Überspannungskategorie OVC III<br />
(bis max. 2000 m Betriebshöhe)<br />
ausgestattet, wodurch sich diese<br />
Stromversorgungen für viele industrielle<br />
Anwendungen eignen,<br />
insbesondere in der Schwerindustrie.<br />
Diese Serie ist in kompakten<br />
2 × 3 Zoll Open-Frame-Versionen<br />
oder in optionalen Gehäuseversionen<br />
und DIN-Rail (Tragschienen-)Versionen<br />
mit einem universellen<br />
Eingangsbereich von 85 bis<br />
264 Vac oder 120 bis 370 Vdc erhältlich.<br />
Sie liefert 12, 15, 18, 24, 28,<br />
36, 48 und 53 Vdc Einzelausgangsspannung.<br />
Die Ausgangsspannung<br />
kann mit dem integrierten Potentiometer<br />
leicht um bis zu ±8 % reguliert<br />
werden. Die Serie verfügt über<br />
folgende Schutzfunktionen: Überspannungsschutz<br />
(Latch-Modus),<br />
Überstromschutz (Hiccup-Modus<br />
und automatische Wiederherstellung),<br />
Kurzschlussschutz (kontinuierlich<br />
und automatische Wiederherstellung)<br />
und Übertemperaturschutz<br />
(wird durch einen internen<br />
Thermistor erfasst; Hiccup-<br />
Modus und automatische Wiederherstellung).<br />
Die Serie TAD180 ist<br />
mit langlebigen Elektrolytkondensatoren,<br />
einem Wirkungsgrad bis<br />
94 %, einer Leistungsfaktorkorrektur<br />
von 0,95, einer Leerlauf-Leistungsaufnahme<br />
von weniger als 150 mW<br />
und IEC-Schutzarten der Klasse I<br />
und II ausgerüstet. Die Stromversorgungen<br />
können in einer Höhe<br />
bis 5000 m und dank ihrer hochwertigen<br />
Technologie bei einer Betriebstemperatur<br />
von -40 °C bis +85 °C<br />
betrieben werden. Die Schaltnetzgeräte<br />
TAD180 sind nach den folgenden<br />
Normen zertifiziert:<br />
Merkmale im Überblick:<br />
• Optionale Überspannungskategorie<br />
OVC III (bis max. 2000 m<br />
Betriebshöhe)<br />
• Forcierte Kühlung 180 W und<br />
220 W Spitzenausgangsleistung<br />
• Kompakte Grösse in 2 × 3 Zoll<br />
Format (Open Frame)<br />
• Weiter Betriebstemperaturbereich<br />
-40 °C bis +85 °C<br />
• Verstärkte Isolierung 3000 Vac<br />
• IEC/EN/UL 62368-1<br />
• Betriebshöhe 5000 Meter ◄<br />
Freianzeige_Anlassspende_103 x 88_Layout 1 23.05.16 16:07 Seite 1<br />
Was feiern Sie in diesem Jahr?<br />
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Ob Geburtstag, Taufe oder<br />
Jubiläum – Nutzen Sie diesen<br />
Tag der Freude, um Gutes zu<br />
tun und wünschen Sie sich<br />
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Eine Spende für<br />
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E-Mail: info@bund.net oder<br />
Tel. 0 30/275 86-565<br />
76 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Bauelemente<br />
Chipwiderstände mit hoher Leistungsdichte für<br />
hohe Dauer- und Momentanlast<br />
und der Temperaturanstieg verringert.<br />
So erreichen die HPDC-Widerstände<br />
eine hohe Leistungsdichte<br />
mit einer Nennleistung von 2,4 W<br />
in der Baugröße 1206 bzw. 3,5 W in<br />
der Baugröße 2512. Die kurzfristige<br />
Überlastleistung bis fünf Sekunden<br />
konnte mit 4,7 W (1206) bzw. 7,7 W<br />
(2512) ebenfalls verbessert werden,<br />
wodurch sich der HPDC ideal<br />
als Ableitwiderstand in aktiven Kondensatoren<br />
eignet. Darüber hinaus<br />
können diese Hochleistungswiderstände<br />
in temperaturgesteuerten<br />
Heizanwendungen eingesetzt werden,<br />
bei denen die zugeführte Leistung<br />
nur durch die maximale Elementtemperatur<br />
von 155 °C und die<br />
maximale Anschlusstemperatur von<br />
110 °C begrenzt ist.<br />
pk components GmbH<br />
www.pk-components.de<br />
Die Spezialwiderstände der Serie<br />
HPDC (High Power Density Chip)<br />
sind für Powermanagement-, Aktuatorantriebs-<br />
und Heizanwendungen<br />
optimiert, die von der verbesserten<br />
Wärmeableitung vom Element zum<br />
Anschluss profitieren. Derartige Komponenten<br />
mit hoher Leistungsdichte<br />
ermöglichen die Einsparung von Leiterplattenfläche<br />
und erhöhen die<br />
Zuverlässigkeit, da sie den Temperaturanstieg<br />
im Hotspot der Komponenten<br />
begrenzen. Die neuen Chipwiderstände<br />
der HPDC-Serie von TT<br />
haben ein keramisches Trägersubstrat<br />
aus Aluminiumnitrid (AlN), das eine<br />
etwa sechsmal höhere Wärmeleitfähigkeit<br />
als Aluminiumoxid – das herkömmliche<br />
Substratmaterial für Chipwiderstände<br />
– aufweist. Die HPDC-<br />
Chipwiderstände verfügen außerdem<br />
über groß flächige Anschlüsse<br />
für besseren thermischen Kontakt<br />
mit der Leiterplatte. Dadurch wird<br />
die im Widerstandselement generierte<br />
Wärme effektiv abgeleitet<br />
Hauptmerkmale<br />
• Bauformen 1206 und 2512<br />
• Widerstandswerte: 3 bis 3 kOhm<br />
(bis E96)<br />
• Nennspannung (LEV): 200 V<br />
• Toleranz 1 % und 5 %<br />
• TCR: ±150ppm<br />
• Betriebstemperatur: -55 bis 155 °C<br />
Anwendungsgebiet<br />
• Antriebe<br />
• Leistungsanwendungen<br />
• Heizanwendungen<br />
Axiale Button Hochstrom-Gleichrichterdiode für Industrie- und Automotive-Anwendungen<br />
EIC Semiconductor Ltd., ein<br />
führender Hersteller von Diodenund<br />
Schutzkomponenten und<br />
Vertriebs partner der TRS-STAR<br />
GmbH, stellt seine neue axialmontierbare<br />
Button-Gleichrichterdiode<br />
QMR500AL für den Einsatz<br />
in Industrie- und Automobilanwendungen<br />
vor.<br />
Die Diode hat eine Durchbruchspannung<br />
von 400 V und eine<br />
Stromtragfähigkeit von 50 A bei<br />
einer Gehäusetemperatur von<br />
+150 °C. Die hohe Stoßstromfestigkeit<br />
erlaubt sehr hohe Spitzenströme<br />
wie sie beispielsweise<br />
bei Einschaltvorgängen in Schaltkreise<br />
mit hohem kapazitivem<br />
Anteil auftreten können. Der niedrige<br />
Spannungsabfall in Durchlassrichtung<br />
erzeugt nur geringe stationäre<br />
Verluste und sorgt für einen<br />
guten Wirkungsgrad. Das axiale<br />
Knopfgehäuse mit dem hochwertigen<br />
Dioden-Chip hat im Vergleich<br />
mit herkömmlichen Gleichrichterdioden<br />
eine höhere Leistungsdichte<br />
und bietet mehr Designflexibilität.<br />
Zusätzlich erhöht das hermetisch<br />
abgeschlossene Gehäuse den<br />
Schutz in rauen Umgebungen und<br />
verbessert die Langzeitzuverlässigkeit<br />
der Anwendung.<br />
Die QMR500AL Diode ist ideal<br />
geeignet für ein breites Spektrum<br />
an Gleichrichteraufgaben wie z. B.<br />
Verpolungsschutz-Schaltungen<br />
in batteriebetriebenen Automobil-<br />
oder Industrieanwendungen,<br />
bei denen der Markt passende<br />
Lösungen mit wenigen Schaltungskomponenten,<br />
geringer Komplexität<br />
aber sehr hoher Zuverlässigkeit<br />
bei geringen Kosten verlangt.<br />
• TRS-STAR GmbH<br />
info@trs-star.com<br />
www.trs-star.com<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 77
Automatisierung<br />
Automatisierungs-Tools der dritten Generation<br />
Die formalen Grenzen klassischer Data-Warehouses sprengen<br />
Autor:<br />
Thomas Heuer,<br />
Sales Director DACH<br />
WhereScape<br />
www.wherescape.com<br />
Lange Zeit nutzten Unternehmen<br />
für ihre datenbasierten, strategischen<br />
Entscheidungen ausschließlich<br />
Daten, die in Data-Warehouse-<br />
Architekturen lagerten. In den letzten<br />
Jahren hat jedoch eine neue Architektur-Generation<br />
die Bühne betreten.<br />
Datenspeicher wie Data Lakes,<br />
Data Hubs oder Data Lakehouses<br />
speichern und nutzen die Daten in<br />
völlig anderer Weise. Konventionelle<br />
Methoden der Automatisierung,<br />
wie sie in Data-Warehouses<br />
durchgeführt werden, greifen hier<br />
nicht. Dazu bedarf es eines neuen<br />
Typus von Code-Generator. Dieser<br />
sollte über die Automatisierung<br />
etablierter Data-Warehouse-<br />
Plattformen hinausgehen können<br />
und auch Datenarchitekturen digitalisieren<br />
und automatisieren, die<br />
nicht auf Basis traditioneller Prinzipien<br />
erstellt wurden.<br />
Plattform als komplexe<br />
digitale Architektur<br />
Die meisten modernen Data-Warehouses<br />
verwenden heutzutage für<br />
ihre Automatisierung Code-Generatoren,<br />
die die gesamte Plattform<br />
als komplexe digitale Architektur<br />
erzeugen, einschließlich der Staging-Bereiche,<br />
Enterprise Data Warehouses,<br />
physischen Data Marts,<br />
ETL-Lösungen, die Daten von einer<br />
Datenbank in eine andere kopieren<br />
oder Metadaten. Die Speicherung,<br />
Pflege und Erweiterung der unternehmensweiten<br />
Daten lässt sich so<br />
mit wenigen Klicks umsetzen, was<br />
ansonsten einen Großteil der Entwicklungszeit<br />
in Anspruch nehmen<br />
würde. Die Automatisierungs-Werkzeuge<br />
speichern alle Metadaten-Spezifikationen<br />
einmal ab und verwenden<br />
sie erneut, wenn sie beispielsweise<br />
Data-Warehouse- oder Data-<br />
Mart-Tabellen und die ETL-Logik<br />
zum Kopieren der Daten erzeugen.<br />
Nicht jede Aufgabe<br />
eignet sich für eine<br />
Automatisierung<br />
Allerdings lässt sich nicht jede<br />
Aufgabe auf Basis von Code-<br />
Generatoren sinnvoll automatisieren.<br />
Geeignet sind vor allem repetitive<br />
Prozesse mit vielen kleinteiligen<br />
Arbeitsschritten, die sich<br />
als „Wenn-Dann-Logik“ algorithmisch<br />
darstellen lassen. Sie sollten<br />
genaue Vorgaben enthalten, welche<br />
Schritte auszuführen sind, was<br />
bei Sonderfällen zu tun ist und wie<br />
Anwender reagieren müssen, falls<br />
etwas nicht läuft wie geplant. Kurz:<br />
Automatisierbare Aufgaben und<br />
Prozesse müssen leicht zu standardisieren<br />
sein.<br />
78 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Automatisierung<br />
Daten aus Datenspeichern wie Data<br />
Hubs, Data Lakes oder Data Lakehouses,<br />
die Daten in einer wesentlich<br />
umfangreicheren und flexibleren<br />
Form nutzen als Data-Warehouses.<br />
So kommt es beispielsweise<br />
vor, dass eine neue Datenarchitektur<br />
Daten in einen Data Hub<br />
kopiert und von dort in ein Data Warehouse<br />
migriert. Andere moderne<br />
Datenarchitekturen könnten einen<br />
Data Lake enthalten, der Daten von<br />
einem Data Warehouse, transaktionalen<br />
Datenbanken und weiteren<br />
externen Datenquellen speichert.<br />
„Out-of-the-box-<br />
Architekturen“<br />
Ein Enterprise Data Warehouse<br />
arbeitet beispielsweise standardmäßig<br />
mit Data Vault-Modellierungen<br />
und nutzt dafür physische<br />
Data Mart-Sternschemata. Ein geeignetes<br />
Automatisierungs-Tool sollte<br />
imstande sein, beide Modelle aus<br />
einem einzigen zentralen Datenmodell<br />
zu generieren, einschließlich<br />
des ETL-Codes, der nötig ist,<br />
um die Daten aus dem Warehouse<br />
in die Data Marts zu kopieren. Weitere<br />
repetitive Aufgaben, die sich für<br />
eine Automatisierung eignen sind<br />
beispielsweise Änderungen bei der<br />
Länge eines Feldes, das Ersetzen<br />
eines SQL-Datenbankservers durch<br />
einen anderen oder das Ändern einer<br />
Datenstruktur von einem Schneeflockenmuster<br />
in ein Sternschema.<br />
Generation Eins: Erzeugen<br />
einzelner Data Warehouse-<br />
Komponenten<br />
Die Erstellung von Daten-Plattformen<br />
erfolgt, wie schon erwähnt,<br />
auf Basis von Code-Generatoren, die<br />
Spezifikationen von einer höheren<br />
Ebene in die Programmiersprache<br />
der gewählten Zielplattform übersetzen<br />
und so die Digitalisierung<br />
von Prozessen ermöglichen. Bereits<br />
die erste Generator-Generation hat<br />
mächtige Werkzeuge wie beispielsweise<br />
ETL-, BI- oder Datenmodellierungs-Tools<br />
hervorgebracht. So<br />
besteht die Aufgabe von ETL-Tools<br />
vorwiegend darin, Spezifikationen<br />
von einer höheren Ebene auf eine<br />
niedrigere Code-Ebene zu transformieren,<br />
um die eigentlich ETL-<br />
Aufgaben auszuführen. Auch viele<br />
BI-Tools übernehmen die Rolle von<br />
Code-Generatoren. Erstellen sie<br />
doch SQL-Abfragen, die je nach<br />
Anforderung Daten aus einer Datenbank<br />
selektieren, eintragen, aktualisieren<br />
oder löschen können. Data-<br />
Science-Werkzeuge ermöglichen<br />
Datenwissenschaftlern wiederum<br />
die Arbeit auf einer hohen konzeptionellen<br />
Ebene, deren Resultate sie<br />
anschließend in Code umsetzen.<br />
Die erste Generation von<br />
Code-Generatoren<br />
eignet sich hervorragend, um Entwicklungs-<br />
und Wartungsprozesse<br />
eines Data-Warehouse zu beschleunigen<br />
und zu vereinfachen. Ihr Nachteil:<br />
Die Generatoren übersetzen jeweils<br />
nur eine einzelne Komponente der<br />
Datenarchitektur in Code. Um eine<br />
gesamte Data-Warehouse-Architektur<br />
zu erstellen, ist demzufolge der<br />
Einsatz einer Vielzahl von Code-<br />
Generatoren notwendig. Da sie alle<br />
ähnliche Spezifikationen erfordern,<br />
ist es möglich sie mehrfach zu definieren<br />
oder einfach zu duplizieren.<br />
Die Herausforderung für das Daten-<br />
Team besteht nun darin, das Sammelsurium<br />
an Spezifikationen kontinuierlich<br />
aktuell zu halten und dafür<br />
zu sorgen, dass die Generatoren perfekt<br />
zusammenarbeiten. Bei einer<br />
Änderung müssen natürlich auch<br />
alle Duplikate angepasst werden.<br />
Generation Zwei: Erzeugen<br />
der gesamten Data<br />
Warehouse-Architektur<br />
Aufgrund der ähnlichen Spezifikation<br />
lassen sich die Regeln mit denen<br />
ein Code-Generator eine einzelne<br />
Plattformkomponente erzeugt auch<br />
auf die Erstellung ganzer Datenarchitekturen<br />
übertragen. Daher<br />
war es nur eine Frage der Zeit, bis<br />
auch Code-Generatoren entwickelt<br />
wurden, die eine Data-Ware-<br />
House-Plattform als Ganzes erzeugen<br />
konnten. Diese zweite Generator-Generation<br />
hat sich mittlerweile<br />
als Data-Warehouse-Automatisierungs-Tool<br />
im Markt etabliert und<br />
sorgt seit Jahren dafür, dass die<br />
Prozesse in den Data-Warehouses<br />
schneller und effizienter werden.<br />
Generation Drei: Erzeugen<br />
einer Vielzahl von<br />
Architekturen<br />
Der nächste logische Entwicklungsschritt<br />
wären Automatisierungstools,<br />
die in der Lage sind<br />
alle Datenarchitekturen - nicht<br />
bloß Data-Warehouses - zu automatisieren.<br />
Die dritte Generation<br />
von Code-Generatoren könnte im<br />
Zeitalter von Big Data die Entscheidungsprozesse<br />
von Unternehmen<br />
strategisch auf einer sehr viel breiteren<br />
Datenbasis unterstützen, als<br />
es bisher der Fall ist. Denn Unternehmen<br />
und Organisationen arbeiten<br />
heutzutage zunehmend auch mit<br />
Um eine große Bandbreite von<br />
Datenarchitekturen unterstützen<br />
zu können, bedarf es Code-Generatoren,<br />
für die neue, nennen wir<br />
sie „Out-of-the-box-Architekturen“,<br />
kein Hindernis darstellen. Die dritte<br />
Generator-Generation, wie sie es<br />
Where Scape bietet, wird die formalen<br />
Grenzen klassischer Data-<br />
Warehouses sprengen und eine<br />
Vielzahl an Architekturen erzeugen<br />
und automatisieren können – selbst<br />
zukünftige und solche, die bislang<br />
noch unbekannt sind. Sie wird weit<br />
über das hinausgehen, was wir heute<br />
als Data-Warehouse-Automatisierung-Software<br />
kennen. Die dritte<br />
Generator-Generation sollte man<br />
deshalb besser auch als Daten-<br />
Architektur-Automatisierungs-Tool<br />
bezeichnen. Das drückt es präziser<br />
aus. ◄<br />
Über WhereScape<br />
WhereScape ist einer der<br />
Marktführer im Bereich der<br />
Automatisierung von Data Warehouses<br />
und hilft IT-Unternehmen<br />
aller Größenordnungen<br />
die Automatisierung zu nutzen,<br />
um Dateninfrastrukturen<br />
schneller zu entwerfen, zu entwickeln,<br />
zu implementieren und<br />
zu betreiben.<br />
Die Automatisierung ermöglicht<br />
es, manuelle Codierung<br />
und andere sich wiederholende,<br />
zeitintensive Aspekte<br />
von Dateninfrastrukturprojekten<br />
zu eliminieren und Data Warehouses,<br />
Data Vaults, Data Lakes<br />
und Data Marts in Tagen oder<br />
Wochen statt in Monaten oder<br />
Jahren bereitzustellen.<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 79
Qualitätssicherung<br />
Qualitätssicherung von Kunststoffteilen<br />
mit hybridem Roboter-Visionsystem<br />
und Geschwindigkeit gerecht werden.<br />
Überspritzungen, Weißbruch<br />
oder andere Ungenauigkeiten und<br />
unerwünschte Oberflächenveränderungen<br />
müssen daher immer<br />
zuverlässig erkannt werden.<br />
Manuelle Kontrolle noch<br />
üblich<br />
Trotzdem werden in der Qualitätssicherung<br />
moderner Fertigungsbetriebe<br />
auch heute noch oft Mitarbeiter<br />
eingesetzt, die jedes Teil manuell<br />
in alle Richtungen drehen und dabei<br />
mit dem menschlichen Auge verschiedene<br />
optisch sichtbare Kriterien<br />
überprüfen. Gerade bei Kunststoffteilen,<br />
die zu einem fertigen Produkt<br />
zusammengesetzt werden, muss<br />
diese Prüfung jedoch genau, verlässlich<br />
und konsistent sein. Dies ist<br />
bei einer manuellen Inspektion nicht<br />
immer gewähr leistet, da Mitarbeiter<br />
je nach Tagesform und Stimmungslage,<br />
durch Müdigkeit und nachlassende<br />
Konzentration aufgrund der<br />
monotonen Tätigkeit bei vergleichbarer<br />
Qualität unterschiedliche und<br />
auch subjektiv beeinflusste Bewertungen<br />
abgeben können. Dies führt<br />
zu inkonsistenten Prüfergebnissen.<br />
Typische Fehler bei Kunststoffteilen<br />
sind zum Beispiel nicht eingerastete<br />
Kunststoffzungen, plastische Verformungen<br />
und Überspritzungen,<br />
fehlende oder beschädigte Metall-<br />
Inlays, -Clips oder andere Befestigungselemente,<br />
fehlerhaft bedruckte<br />
oder angebrachte Etiketten, fehlende<br />
Gummibauteile oder Kratzer<br />
auf der Oberfläche.<br />
Der auch als INLINE-Lösung angebotene KITOV Core verfügt über eine<br />
ProfiNet-Schnittstelle. Zudem lassen sich auch weitere Robotik-Systeme<br />
integrieren. Damit entspricht die Technologie auch den Anforderungen der<br />
Systemintegratoren<br />
Autor:<br />
Olaf Römer,<br />
GeschäftsführerATEcare Service<br />
GmbH & Co. KG<br />
info@ATEcare.com<br />
www.ATEcare.de<br />
Eine hohe Produktqualität und<br />
-genauigkeit ist auch bei der Herstellung<br />
von Kunststoffteilen ein<br />
Muss. Doch gerade in der Serienfertigung<br />
ist es äußerst herausfordernd,<br />
Produktionsfehler und qualitative<br />
Unzulänglichkeiten konsistent<br />
und reproduzierbar aufzu spüren,<br />
wenn die Taktrate hoch ist. Ein<br />
hybrides 2D-/3D-Roboter-Visionsystem<br />
ermöglicht eine 100%-Kontrolle<br />
aller Teile und nimmt den Mitarbeitern<br />
ermüdende und eintönige<br />
Tätigkeiten ab.<br />
Viele Unternehmen aus der<br />
Kunststoffindustrie fertigen hochwertige<br />
und komplexe Produkte für<br />
Automotive, Medizintechnik, Luftfahrt<br />
oder Maschinenbau mit sehr<br />
hohen Taktraten. Um dabei eine<br />
gleichbleibende hohe Qualität zu<br />
gewährleisten, müssen die Fertigungsprozesse<br />
hohen Ansprüchen<br />
in Bezug auf Genauigkeit<br />
Der KITOV Core ist mit einem Gehäuse ausgestattet, das sich mit einer frei<br />
wählbaren Sechs-Achsen-Robotik ausrüsten lässt. Zudem ist es möglich, den<br />
KITOV Core optional mit einer separaten siebten Achsen-Robotik in Form<br />
eines Drehtellers auszustatten<br />
80 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Qualitätssicherung<br />
Überspritzung, die mittels KITOV Core erkannt wurde<br />
100%-Kontrolle<br />
Die manuelle Qualitätskontrolle ist<br />
aufwendig und fehleranfällig und es<br />
kann leicht etwas übersehen werden.<br />
Weil ein fehlerhaftes Bauteil oftmals<br />
zur Ablehnung des gesamten<br />
Produktes durch den Auftrag geber<br />
führt, muss eine 100%-Kontrolle<br />
gewährleistet werden. Diese lässt<br />
sich mit einer manuellen Inspektion<br />
jedoch nur bedingt erreichen. Eine<br />
vollautomatische, reproduzierbare<br />
und intelligente Inspektionsmethode<br />
kann hingegen Abhilfe schaffen.<br />
Das roboterbasierte hybride Visionsystem<br />
kombiniert 2D-, 3D- und<br />
Deep-Learning-Technologien und<br />
erledigt damit bisher als zu komplex<br />
geltende automatisierte Prüfaufgaben<br />
schnell, präzise und zuverlässig.<br />
Um eine effektive Inspektion<br />
zu gewähr leisten, kombiniert<br />
die Technologie eine ausgeklügelte<br />
Kamera- und Beleuchtungstechnik<br />
mit der Flexibilität eines Roboters.<br />
Mit einem Drehtisch kann das Gerät<br />
außerdem bestimmte Prüfmerkmale<br />
zur Kamera drehen und somit die<br />
Taktzeit zusätzlich verringern.<br />
Schnelle Erstellung des<br />
Inspektionsplans<br />
Normalerweise würde die Erstellung<br />
eines Inspektionsplanes für<br />
ein roboterbasiertes Bildverarbeitungssystem<br />
umfangreiche Spezialkenntnisse<br />
in Robotik, Bildverarbeitung<br />
und Programmierung erfordern.<br />
Bis zur Fertigstellung eines<br />
solchen Planes würden nicht nur<br />
Tage, sondern sogar Wochen vergehen,<br />
abhängig von der Anzahl der<br />
zu inspizierenden Prüfmerkmale.<br />
Darüber würde die nachträgliche<br />
Änderung des Prüfplans den Einsatz<br />
von Roboterexperten und Bildverarbeitungsspezialisten<br />
beim Kunden<br />
erfordern, die nicht jedes Unternehmen<br />
extra dafür einstellen kann<br />
oder möchte. Die Inspektionstechnologie<br />
erlaubt es Produzenten von<br />
Kunststoffteilen, einen Inspektionsplan<br />
zur automatischen optischen<br />
Inspektion ihrer Produkte in wenigen<br />
Stunden zu erstellen. Eventuell notwendige<br />
Änderungen oder Anpassungen<br />
des Inspektionsplanes können<br />
innerhalb kürzester Zeit durchgeführt<br />
werden.<br />
Bildverarbeitungssystem<br />
schafft Sicherheit<br />
Die Ergebnisse des Bildverarbeitungssystems<br />
helfen den Unternehmen<br />
auch, Ungenauigkeiten in den<br />
Prüfergebnissen der manuellen<br />
Inspektion zu vermeiden. Schließlich<br />
haben manuelle Inspektoren nicht<br />
immer für jeden Fehler die gleiche<br />
Definition. Des Weiteren können Fehler<br />
und Qualitäts probleme in vorgelagerten<br />
Fertigungsprozessen und<br />
Montageschritten identifiziert werden,<br />
so dass diese schon frühzeitig<br />
eliminiert und die Ausschussmengen<br />
reduziert werden können.<br />
Damit amortisiert sich das Gesamtsystem<br />
innerhalb weniger Monate.<br />
Visuelles Inspektionssystem<br />
Bei der Technologie handelt es<br />
sich nicht um ein weiteres robotergeführtes<br />
3D-Messsystem, sondern<br />
vielmehr um ein reines, visuelles<br />
Inspektionssystem, das es in der<br />
heutigen Industriefertigung in dieser<br />
flexiblen Form noch nicht gibt.<br />
Die automatisierte visuelle Inspektion<br />
kann alle Parameter erkennen<br />
und vermessen, die über die Software<br />
ausgewählt bzw. angelernt wird.<br />
D. h., die Inspektion lässt sich auf<br />
jedes Produkt individuell zuschneiden.<br />
Es ist mit einer frei wählbaren<br />
Sechs-Achsen-Robotik ausgerüstet.<br />
Zudem lässt es sich optional auch<br />
mit einer separaten siebten Achsen-<br />
Robotik in Form eines Drehtellers<br />
ausstatten. Ein zu kontrollierendes<br />
Produkt kann mittels mobiler als<br />
auch stationärer Robotik herangefahren<br />
werden. Die Technologie, die<br />
zudem als INLINE-Lösung angeboten<br />
wird, verfügt über eine ProfiNet-Schnittstelle.<br />
Weil sie zudem<br />
die Integration weiterer Robotik-Systeme<br />
erlaubt, entspricht die Technologie<br />
auch den Anforderungen<br />
der Systemintegratoren.<br />
Ständiges Weiterlernen<br />
Sowohl Baugruppen oder fertige<br />
Endprodukte können vor dem Einbau<br />
oder der Kundenübergabe kontrolliert<br />
werden. Das System unterstützt<br />
den Anlernvorgang mit vielen<br />
Weißbruch, der mittels KITOV Core erkannt wurde<br />
automatischen Funktionen und lernt<br />
auch mithilfe von „Deep Learning“<br />
ständig hinzu, so dass die Prüfroutinen<br />
automatisch stetig optimiert<br />
werden. Auf diese Weise wird die<br />
Pseudofehlerrate sukzessive auf<br />
ein vernachlässigbares Minimum<br />
reduziert. Alle Prüfergebnisse werden<br />
durchgängig dokumentiert und<br />
abgespeichert, so dass das System<br />
eine nachvollziehbare, einheitliche<br />
und personenunabhängige<br />
Qualitätskontrolle ( Traceability)<br />
ermöglicht.<br />
Training mittels KI<br />
Deeplinks: https://atecare.de/inspektion/#p170<br />
Hervorzuheben ist, dass mittels KI<br />
ein System wie das hybride 2D-/3D-<br />
Roboter-Visionsystem trainiert werden<br />
kann, Fehler zu klassifizieren<br />
und daraus eine Entscheidung<br />
abzuleiten. Der Anwender kann dieses<br />
Softwaresystem trainieren, um<br />
den Unterschied zwischen einem<br />
guten und einem schlechten Prüfling<br />
zu lernen. Die Software analysiert<br />
dann die Bilder und unterscheidet<br />
in einem Soll-Ist-Vergleich die<br />
Beziehungen zwischen den Merkmalen,<br />
um daraus abzuleiten, ob der<br />
Prüfling gut oder schlecht ist. Aus<br />
diesen Merkmalen leitet es dann<br />
auch zukünftige Gut-Schlecht-Entscheidungen<br />
ab. Ein solches Deep-<br />
Learning-Verhalten kann zum Beispiel<br />
tausende von Bildern einer<br />
Schraube erfassen und weiß nicht<br />
nur, wo sie sich befindet, sondern<br />
ob sie auch den Ansprüchen der<br />
Qualitätsvorgaben genügt. Damit<br />
weiß das System nicht nur, wonach<br />
es suchen soll, sondern kann auch<br />
entscheiden, ob sich das Ergebnis<br />
in den vorgegebenen Toleranzen<br />
bewegt. ◄<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 81
Qualitätssicherung<br />
Runter von der Insel!<br />
Wie man digitale Assistenten in das Unternehmens-System einbindet<br />
Handlungs- und Montageanweisung;<br />
aber ohne deren Nachteile.<br />
Mit sprachunabhängigen Bildern<br />
helfen sie, Teile eindeutig zu identifizieren.<br />
Video-Sequenzen erläutern<br />
anspruchsvolle Fertigungsschritte<br />
und führen barrierefrei durch<br />
den Fertigungsprozess. Integrierte<br />
Kameras überprüfen die Arbeitsschritte<br />
und vermeiden so, dass<br />
überhaupt Ausschuss produziert<br />
wird. Dies alles funktioniert in der<br />
Praxis – meist nur auf Insel-Arbeitsplätzen,<br />
häufig dem Warenein- oder<br />
Ausgang. Was fehlt, ist die nahtlose<br />
Integration in die komplexen Abläufe<br />
der Fertigung.<br />
Typische Bildschirmanzeige aus SOFA. Links die Stückliste. In der Mitte das Standbild des Anleitungsvideos, rechts<br />
das aktuelle Kamerabild. Das noch fehlende Zahnrad ist im Standbild gelb markiert. Der grüne Balken unter dem<br />
Kamerabild zeigt den Fortschritt des gesamten Montageprozesses an. © Peter Scholz Software & Engineering GmbH<br />
Gerade für den Mittelstand mit<br />
seinen vielfältigen Produkten sind<br />
moderne Assistenzsysteme eine<br />
optimale Lösung, um Werker zu<br />
entlasten, die Qualität zu steigern<br />
und den Durchsatz zu erhöhen.<br />
Entsprechend sagte unlängst eine<br />
Fraunhofer-Studie diesen Systemen<br />
eine großartige Zukunft voraus – und<br />
da waren sich Entscheider wie Werker<br />
unterschiedlicher Brachen auffallend<br />
einig. Allerdings auch, was<br />
das größte Manko anbelangt: Die<br />
fehlende Einbindung in die Systemumgebung<br />
des Unternehmens.<br />
Denn erst dann werden manuelle<br />
Verwaltungsvorgänge überflüssig<br />
– und das wahre Potenzial der<br />
Assistenten kann genutzt werden.<br />
„Mittelständische Unternehmen<br />
mit ihrer „high-mix, low-volume“ Produktion<br />
kommen gar nicht darum<br />
Autor:<br />
Peter Scholz<br />
Software & Engineering<br />
www.scholzsue.de<br />
EFCO Electronics GmbH<br />
www.efcotec.de<br />
herum, in „intelligente“ Arbeitsplätze<br />
zu investieren“, ist sich Peter Scholz<br />
vom gleichnamigen Unternehmen<br />
sicher. „Das ist die am einfachsten<br />
umzusetzende und am schnellsten<br />
wirkende Maßnahme gegen den<br />
Fachkräftemangel.“<br />
Assistenzsystemen als<br />
Lösungsansatz<br />
Fehlende Mitarbeiter sind – weit<br />
vor steigenden Materialpreisen und<br />
den Problemen der Lieferkette – der<br />
Hauptgrund, warum Aufträge nicht<br />
schneller abgearbeitet werden können.<br />
Vielen Unternehmen fehlen<br />
schlicht die Möglichkeiten, selbst<br />
„einfache“ Montageaufgaben kurzfristig<br />
zu übernehmen, geschweige<br />
denn, komplexe Prozesse permanent<br />
überwachen zu können. In dieser<br />
Situation versuchen viele Unternehmen,<br />
die Lücke mit Kräften zu<br />
schließen, die „on the job“ angelernt<br />
werden. Doch nicht wenige haben<br />
bereits erkannt: Der stetige Schulungsaufwand<br />
ist wenig wirtschaftlich,<br />
weil er die verbliebenen Fachkräfte<br />
von ihren eigentlichen produktiven<br />
Aufgaben abzieht. Damit<br />
bleibt als einzig nachhaltiger Ausweg:<br />
Arbeitsplätze, welche die Werker<br />
aktiv anleiten und unterstützen,<br />
auf Fehler aufmerksam machen und<br />
ihnen so Gelegenheit geben, sich<br />
stetig zu verbessern. Damit ist Lean-<br />
Management ganz pragmatisch auf<br />
dem mittelständischen Hallenboden<br />
angekommen.<br />
Was zudem häufig übersehen<br />
wird, und in klassischen Amortisationsrechnungen<br />
von Assistenzsystemen<br />
in aller Regel viel zu<br />
wenig berücksichtigt wird: Die Mitarbeiter<br />
merken sofort den Nutzen,<br />
freuen sich über die Entlastung und<br />
spüren deutlich weniger Stress. Sie<br />
müssen sich nicht an jedes Detail<br />
eines jeden Produkts erinnern – das<br />
nimmt ordentlich Druck raus und<br />
steigert die Zufriedenheit; Ausfallzeiten<br />
befinden sich schon bald im<br />
Sinkflug. Die Werker haben weniger<br />
Angst, neue Aufgaben zu übernehmen.<br />
Unternehmen können ihre Mitarbeiter<br />
flexibler einzusetzen – und<br />
die Kunden profitieren von gesteigerter<br />
Qualität, die stark in Richtung<br />
„Null-Fehler-Produktion“ geht.<br />
Wie Assistenzsysteme<br />
unterstützen<br />
Moderne Assistenzsysteme sind<br />
„digitale Zwillinge“ der altbekannten<br />
Assistenzsysteme von der<br />
Insel holen<br />
Assistenzsysteme sind eben<br />
keine Stand-alone-Maschinen, die<br />
bestimmte Arbeitsschritte selbständig<br />
ausführen. Ihr volles Potenzial<br />
entfalten sie erst, wenn sie mit anderen<br />
Systemen interagieren. Dazu<br />
ein einfaches Beispiel:<br />
Ein Fertigungsprozess verlangt,<br />
dass unterschiedliche Schrauben<br />
mit definierten Drehmomenten anzuziehen<br />
sind. Ein Drehmomentschrauber<br />
muss in die Arbeitsabläufe integriert<br />
werden. Dazu sind folgende<br />
Interaktionen auf der Ebene der<br />
Maschinenkommunikation erforderlich:<br />
• Freigabe des Schraubers an den<br />
entsprechenden Arbeitsschritten<br />
im Montageablauf<br />
• prozessgesteuerte Einstellung des<br />
entsprechenden Drehmoments<br />
zum jeweiligen Schraubvorgang<br />
• Verarbeiten der Rückmeldung der<br />
Schrauber-Steuerung z. B. über das<br />
Erreichen/Nichterreichen der vorgegebenen<br />
Drehmomente<br />
• Protokollieren des gesamten Fertigungsvorgangs,<br />
einschließlich der<br />
Rückmeldungen der beteiligten<br />
Maschinensteuerungen, wie z. B.<br />
des Schraubers,<br />
• Erkennen von Werkzeugverschleiß<br />
(z. B. durch Abnutzung) – Anstoßen<br />
der Maschinenpflege / Wartung<br />
durch den Werker<br />
Digitalisierung richtig<br />
anwenden<br />
Das Erfolgsmodell des Mittelstands<br />
im produzierenden Gewerbe<br />
82 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Qualitätssicherung<br />
Die Bildschirmanzeige von SOFA ist ebenfalls parametrierbar und kann an unterschiedliche Anforderungen und<br />
Betriebssysteme angepasst werden. © Peter Scholz Software & Engineering GmbH<br />
beruht auf einer sehr hohen Flexibilität<br />
in den einzelnen Prozessschritten<br />
der manuellen Tätigkeiten, einer<br />
großen Teilevielfalt oder Varianz<br />
bei oftmals kurzen Produktlebenszyklen.<br />
In aller Regel lässt sich dort<br />
nur wenig automatisieren.<br />
Vergleichsweise große Einsparpotenziale<br />
hingegen liegen in den<br />
nicht-wertschöpfenden Prozessen,<br />
also in allen Vorbereitungs-, Rüstund<br />
Verwaltungsvorgängen. Für<br />
geregelte Abläufe in der Fertigung<br />
sind sie zwingend erforderlich. Der<br />
Kunde allerdings will diese Tätigkeiten<br />
eigentlich nicht bezahlen –<br />
und den Werker halten sie von der<br />
produktiven Arbeit ab.<br />
Typische Beispiele sind der Teilenachschub,<br />
die Materialverwaltung<br />
mit Bestandsführung und Rückmeldung,<br />
das Ausbuchen von Komponenten,<br />
die Fertigmeldung von<br />
bearbeiteten Werkstücken, Zeitmeldung,<br />
Material- und Aufgaben-<br />
Disposition und so weiter. Manche<br />
Unternehmen sind froh, wenn die<br />
produktive Arbeitszeit ihrer Werker<br />
60 % erreicht.<br />
Nur, wie bekommt man diesen<br />
Wert nach oben? Wie wird man<br />
die Prozesse los, die zwar keine<br />
Wertschöpfung beinhalten, aber<br />
doch erforderlich sind, damit das<br />
ERP-System den Überblick behält?<br />
Welten verbinden<br />
Auf Maschinen- und Anlagenebene<br />
steuern SPS- und MES-<br />
Systeme die automatisierten Prozesse.<br />
Programmiert und betrieben<br />
werden diese Steuerungen in aller<br />
Regel von Technikern und Meistern.<br />
Die Unternehmensverwaltung übernimmt<br />
ein ERP-System, welches ein<br />
IT-Administrator betreut. Zwischen<br />
der SPS-Welt und der IT-Welt liegen<br />
tiefe Gräben fehlenden gegenseitigen<br />
Verständnisses – und da sind<br />
unterschiedliche Kommunikationsstrukturen<br />
über IOs oder TCP/IP<br />
nur eines der kleineren Probleme.<br />
Unterschiedlichste Systeme<br />
zusammenführen<br />
Was der Digitalisierung im Mittelstand<br />
tatsächlich entgegensteht, ist<br />
also ein „Übersetzer“, ein bidirektionaler<br />
Stecker zwischen diesen<br />
beiden Welten. Zu dieser Erkenntnis<br />
gelangte Peter Scholz bereits<br />
vor mehreren Jahren – und nahm<br />
in seinem Unternehmen die Entwicklung<br />
von „SOFA – Software für<br />
Assistenzsysteme“ in Angriff. Programmiert<br />
in C#, wurde SOFA von<br />
Anfang an als offene Kommunikationsplattform<br />
entwickelt, um darauf<br />
unterschiedlichste Systeme zusammenführen<br />
zu können. Denn die<br />
Applikation auf Kundenseite definiert,<br />
was eingesetzt wird, und wer<br />
mit wem kommunizieren muss, um<br />
das Optimum zu erreichen.<br />
Grundsätzlich ist SOFA darauf<br />
ausgelegt, die digitale Kommunikation<br />
zwischen der SPS-Welt und<br />
der ERP-Welt zu vereinfachen und<br />
zu standardisieren, um dadurch einfach<br />
einen Teil der nicht-wertschöpfenden<br />
Prozesse zu übernehmen und<br />
damit zu automatisieren. Über die<br />
Zeit sind die Funktionen von SOFA<br />
ziemlich umfangreich und mächtig<br />
geworden, seien es Master-Slave-<br />
Ansätze bei Mehrsystem-Anwendungen,<br />
Schnittstellen zu Kameras<br />
oder zu Pick-by-Light-Systemen.<br />
Kommunikation mit<br />
ERP-Systemen<br />
Die Logik von SOFA geht davon<br />
aus, dass allein im ERP-System alle<br />
relevanten Informationen zusammenfließen<br />
und auch dort vorhanden<br />
sein müssen. Parallelwelten,<br />
ob als Excel-Listen oder in anderen<br />
Programmen, gilt es grundsätzlich<br />
zu verhindern. Entsprechend muss<br />
SOFA in der Lage sein, bidirektional<br />
mit praktisch jedem ERP-System zu<br />
kommunizieren. Um ständige Software-Anpassungen<br />
auf der Seite<br />
von SOFA ebenso zu vermeiden,<br />
wie Programmieraufwand auf der<br />
ERP-Seite, erfolgt die Kommunikation<br />
auf vergleichsweise niederer<br />
Ebene über einfache CSV-Dateien<br />
im Intranet – oder eleganter über<br />
APIs, soweit diese vorhanden sind.<br />
Die Kommunikation ist im Grund<br />
denkbar einfach: Der ERP-Administrator<br />
exportiert eine Liste in eine<br />
Datei; SOFA liest diese Datei ein.<br />
Erledigte Aufgaben schreibt SOFA<br />
in eine andere Datei, welche das<br />
ERP dann zurück liest.<br />
Programmierer wissen: Über den<br />
einfachen Austausch von Variablen<br />
lassen sich komplexe Aufgaben<br />
gestalten. So plant beispielsweise<br />
das ERP die Reihenfolge der Montageaufträge<br />
für die einzelnen Stationen<br />
und schreibt dazu die Namen<br />
der entsprechenden Stücklisten,<br />
Montage- und Prüfanweisungen<br />
etc. in eine Datei. SOFA liest diese<br />
und sorgt dafür, dass die entsprechenden<br />
Aufträge, Informationen,<br />
Montageabläufe, Videosequenzen<br />
etc. beim Werker am Arbeitsplatz<br />
in digitaler Form ankommen. Der<br />
Die Eagle-Eyes-IPC-Familie von EFCO basiert auf der gleichen Hardware-<br />
Plattform; Images sind austauschbar. Die größeren Modelle verfügen über<br />
mehr Schnittstellen und Möglichkeiten für Erweiterungen. Dazu gehören<br />
auch gekühlte Steckplätze für z. B. Hochleistungs-Grafikkarten, damit deren<br />
Abwärme nicht den Prozessor des Industrierechners „kocht“.<br />
© EFCO Electronics GmbH<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 83
Qualitätssicherung<br />
Auch die neuen Multi-Touch-Panel-IPCs von EFCO haben 16 digitale IOs<br />
an Bord und können so unmittelbar Aufgaben von Kleinsteuerungen<br />
übernehmen. Das Unternehmen Peter Scholz nutzt diese besondere<br />
Hardware-Ausstattung in praktisch jedem Projekt. © EFCO Electronics GmbH<br />
Werker weiß, welche Baugruppen<br />
er wie montieren soll; Pick-by-Light<br />
unterstützt ihn dabei, die richtigen<br />
Bauteile zu identifizieren.<br />
Fertig montierte Baugruppen<br />
werden von einer Kamera oder<br />
auch einer komplexen Teststation<br />
geprüft, die Ergebnisse dokumentiert.<br />
Die Baugruppe mit allen ihren<br />
Daten wird an den Folgeprozess<br />
übergeben. Am Ende des Auftrags<br />
oder auch am Ende der Schicht<br />
schreibt SOFA dem ERP-System<br />
zurück, wie viele IO- bzw. NIO-Teile<br />
erzeugt wurden. Das ERP-System<br />
gleicht die Materialbestände ab, löst<br />
Bestellvorschläge aus, organisiert<br />
die weitere Bearbeitung der Baugruppe,<br />
oder löst den Versand aus.<br />
An den grundlegenden Prozessen<br />
hat sich nichts geändert – nur<br />
hat niemand Papiere und Laufzettel<br />
ausgedruckt, Excel-Listen angelegt,<br />
Teile gezählt oder Zettel ausgefüllt.<br />
„In nicht wenigen Fällen“, berichtet<br />
Peter Scholz aus der Praxis, „werden<br />
selbst mächtige ERP-Systeme<br />
nur als Buchführungs- und Inventur-<br />
Programm eingesetzt. Das ist sehr<br />
schade. Diese Systeme können oft<br />
viel mehr, als die Unternehmen tatsächlich<br />
benötigen – aber gearbeitet<br />
wird trotzdem immer noch mit<br />
EXCEL-Tools.“<br />
Digitalisierung der<br />
Materialwirtschaft<br />
Mag die Kommunikationsschnittstelle<br />
zwischen SOFA und ERP auf<br />
den ersten Blick simpel erscheinen<br />
– damit gelingt es problemlos, hinter<br />
den Fertigungsauftrag ein vollwertiges<br />
Kanban-System zu setzen.<br />
Mit jeder entnommenen Komponente<br />
wird der Materialbestand<br />
heruntergezählt. Beim Erreichen von<br />
Mindestmengen läuft der (automatisierte)<br />
Teilenachschub an. Bestellvorschläge<br />
werden ausgelöst oder<br />
Fertigungsaufträge für Vorprodukte<br />
angelegt. Angenehmer Nebeneffekt:<br />
Das System verfügt über alle Informationen<br />
und Daten. Damit ist in der<br />
Praxis eine Rückverfolgbarkeit bis<br />
auf die Ebene der einzelnen Komponenten<br />
ohne großen Zusatzaufwand<br />
möglich.<br />
Ein System pflegen – viele<br />
Systeme aktuell halten<br />
Ein Master-Slave-Ansatz in SOFA<br />
sorgt bei Mehrplatz-Systemen dafür,<br />
dass die Fertigungsunterlagen überall<br />
identisch sind. Was am Master<br />
eingelernt – oder auch optimiert und<br />
verändert wird, steht allen anderen<br />
Stationen zeitgleich zur Verfügung.<br />
So lässt sich die Anzahl der parallelen<br />
Arbeitsplätze schrittweise steigern<br />
– und mit ihnen der Durchsatz.<br />
Auch das Aufteilen von Prozessen<br />
ist ohne großen Aufwand möglich,<br />
um den Durchsatz zu optimieren.<br />
Ein Beispiel dazu: Ursprünglich<br />
wird an sechs gleichen Arbeitsplätzen<br />
erst Prozess A, dann Prozess<br />
B ausgeführt. B dauert aber<br />
erheblich länger, als A. Eine Optimierung<br />
führt dazu, dass an zwei<br />
Arbeitsplätzen nun nur Prozess A<br />
und an vier Arbeitsplätzen der Prozess<br />
B ausgeführt wird. Der Durchsatz<br />
steigt um 10 %.<br />
SOFA kommt aus der<br />
industriellen Welt<br />
Die Entwickler von SOFA kommen<br />
aus der Welt der industriellen<br />
Automation. Daher berücksichtigt<br />
SOFA beispielsweise die Verkettung<br />
von Prozessen und fügt einzelne<br />
Dateien zu einem sinnvollen<br />
Gesamtbild zusammen. Ein Beispiel<br />
dazu:<br />
• An der ersten Station führt ein<br />
Werker manuelle Montagearbeiten<br />
aus. Diese Tätigkeit wird von einer<br />
Kamera überwacht und die korrekte<br />
Montage überprüft.<br />
• Ist das Teil in Ordnung, übergibt<br />
es der Werker an eine Fertigungszelle,<br />
welche die nächsten Schritte<br />
übernimmt. Zwei weitere Kameras<br />
überwachen, dass alle Arbeiten<br />
korrekt ablaufen. Anhand dieser<br />
Kameradaten entscheidet das<br />
System, ob das gefertigte Teil IO<br />
oder NIO ist. NIO-Teile werden<br />
ausgeschleust.<br />
• IO-Teile transportiert ein automatischer<br />
Handler in eine Test- und<br />
Programmierstation.<br />
• Ist auch dort das finale Ergebnis<br />
IO, wird die gefertigte Baugruppe<br />
von einer robotergestützten Kamera<br />
zu Dokumentationszwecken von<br />
mehreren Seiten fotografiert und<br />
als Fertigteil dem ERP-System<br />
gemeldet.<br />
• Im Dateisystem werden alle relevanten<br />
Bilder und Daten – z. B.<br />
auch die Seriennummern der verbauten<br />
Einzelteile – zusammengeführt<br />
und als ein Datensatz zum<br />
gefertigten Produkt abgespeichert.<br />
Digitalisierung braucht<br />
Schnittstellen<br />
SOFA ist daher mit allem ausgestattet,<br />
was die Digitalisierung in<br />
den meist mittelständischen Produktionsbetrieben<br />
erfordert. Angefangen<br />
bei TCP/IP-Protokollen für<br />
die Kommunikation mit Kameras<br />
oder Leit- bzw. Produktionssteuerungssystemen,<br />
über OPC-UA zur<br />
Ansteuerung von Maschinen, weiter<br />
über Routinen zur Bildverarbeitung,<br />
bis hin zu Datenbankanwendungen<br />
für die Rückverfolgbarkeit<br />
(Traceability) und entsprechender<br />
Protokollierung der Arbeitsschritte.<br />
SOFA erfordert eine<br />
skalierbare IPC-Hardware<br />
Gleichberechtigt neben diese Flexibilität<br />
von SOFA tritt die passende<br />
Hardware in Form eines langzeitverfügbaren,<br />
modular skalierbaren<br />
Industrierechners. Dieser muss<br />
für den Dauereinsatz rund um die<br />
Uhr ausgelegt und mit allem ausgestattet<br />
sein, was Unternehmen<br />
im industriellen Umfeld an Schnittstellen<br />
brauchen. Und das sind –<br />
neben GbE oder USB-3.0 – vor<br />
allem „alte“ serielle Schnittstellen<br />
wie RS-485 oder RS-232. Weitere<br />
Aspekte sind weitgehende Wartungsfreiheit,<br />
der Aufbau ohne drehende<br />
Teile und ohne Lüfter sowie<br />
ein robustes Design.<br />
Hardware anpassen<br />
Entscheidend für die Einsatzbereiche<br />
von SOFA aber ist, dass der<br />
IPC-Partner in der Lage ist, auch<br />
wenige Rechner entsprechend der<br />
Applikation genau an die Anforderungen<br />
anzupassen. Sei es bezüglich<br />
Prozessorleistung, externer<br />
Schnittstellen, drahtloser Konnektivität<br />
oder Mobilfunk-Anbindung.<br />
Dabei ist es von großem Vorteil,<br />
wenn unterschiedliche Industrie-<br />
Rechner auf der gleichen Plattform<br />
aufsetzen und damit intern weitgehend<br />
identisch funktionieren – bis<br />
hin zu einem über Gerätegrenzen<br />
hinweg austauschbaren Image für<br />
die einfache Konfiguration.<br />
Mit EFCO hat Scholz den passenden<br />
Partner gefunden, dessen<br />
skalierbare IPCs sich den Lösungen<br />
flexibel anpassen. Findet die Bildverarbeitung<br />
für einen einzelnen<br />
Arbeitsplatz direkt in der smarten<br />
Kamera statt, reicht ein sparsam<br />
ausgestatteter Rechner mit Gigabit-<br />
Ethernet und PoE (Stromversorgung<br />
der Kameras über das Netzwerkkabel<br />
aus dem IPC). In vielen Anwendungen<br />
müssen hingegen Bilder<br />
von mehreren Kameras ausgewertet<br />
werden. Das erfordert einen leistungsstarken<br />
Industrierechner, der<br />
die enormen Datenraten prozesssicher<br />
stemmen kann. ◄<br />
Weitere Informationen: https://www.scholzsue.de/visionsysteme-ready-to-use/arbeitsplatz-assistenzsysteme/software-fuer-assistenz-systeme/<br />
84 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Aktuelles<br />
Mit Künstlicher Intelligenz in eine neue Ära der<br />
Automation<br />
Wer intelligent agieren will,<br />
muss sehen<br />
Auch wenn die digitale Vernetzung<br />
oftmals noch nicht durchgängig<br />
gegeben ist, steht der Realisierung<br />
von KI-Insellösungen heute nichts<br />
mehr im Wege. Einer der Wegbereiter<br />
für intelligente Produktionsprozesse<br />
ist die industrielle Bildverarbeitung.<br />
Ein Ausflug ins Weltall zeigt, wie<br />
weit fortgeschritten die Bildgebung<br />
bereits ist. So werden ab 2023 zehn<br />
Satelliten, ausgerüstet mit multispektralen<br />
Bildgebungssystemen<br />
Zurück zur Erde, genauer gesagt<br />
in die Ausstellungshallen der automatica.<br />
Hier werden Aussteller wie<br />
unter anderem Asentics, Basler,<br />
Cognex, MVTec, IDS, ISRA Vision,<br />
Sick oder Stemmer Imaging wegweisende<br />
Kameras, und Sensoren<br />
oder Software mit integrierter KI zeigen.<br />
Die Bildgebung ist auch entscheidend<br />
für KI-basierte Robotikanwendungen.<br />
Visionsysteme bilden<br />
seit vielen Jahren die Voraussetzung<br />
für Autonomie und Flexibilität<br />
von Robotern. Sollen Roboter<br />
intelligent agieren, wird eine hochleistungsfähige<br />
Bildverarbeitung<br />
• Künstliche Intelligenz und Maschinelles<br />
Lernen sind Teil der industriellen<br />
Produktion<br />
• KI-basierte Automatisierungslösungen<br />
ein Zukunftsthema<br />
• automatica bietet gesamte<br />
Bandbreite für die Branche<br />
Künstliche Intelligenz (KI) und<br />
Maschinelles Lernen sind seit Jahren<br />
in der industriellen Produktion<br />
angekommen. Zumindest theoretisch.<br />
Mit welcher Vehemenz KI<br />
jetzt in der Praxis Einzug hält, wird<br />
sich auf der automatica zeigen, die<br />
vom 21. bis 24. Juni <strong>2022</strong> in München<br />
stattfindet.<br />
Dass KI-basierte Automatisierungslösungen<br />
das große Thema<br />
der kommenden Jahre sein werden,<br />
ist unstrittig. Die Frage ist,<br />
wie schnell es jetzt gelingt, das<br />
Messe München GmbH<br />
Messegelände<br />
messe-muenchen.de<br />
immense Potenzial dieser Technologie<br />
für produzierende Unternehmen<br />
nutzbar zu machen. Eine Umfrage<br />
von Longitude Research und Siemens<br />
kommt hier zu einem klaren<br />
Ergebnis: Demnach erwartet mehr<br />
als die Hälfte der Wirtschaftsführer,<br />
dass Industrieanlagen, Maschinen<br />
und kritische Infrastrukturen schon<br />
in den nächsten fünf Jahren von KI<br />
gesteuert werden.<br />
Grundvoraussetzung dafür ist aber<br />
die durchgängige digitale Vernetzung<br />
aller am Produktionsprozess<br />
beteiligten Komponenten. Ist diese<br />
Hürde genommen und der autonome<br />
Datenaustausch aller involvierten<br />
Systeme sichergestellt, ist<br />
die Basis für eine intelligente Produktion<br />
geschaffen. „In ein paar Jahren<br />
wird die digitale Vernetzung flächendeckend<br />
umgesetzt sein. Alle<br />
Komponenten können dann Daten<br />
untereinander austauschen, sich<br />
selbst optimieren und intelligent<br />
agieren“, so Patrick Schwarzkopf,<br />
Geschäftsführer VDMA-Fachverband<br />
Robotik.<br />
von ABB, die Erde umkreisen und<br />
das Ökosystem unseres Planeten<br />
erfassen. Das System liefert erstklassige<br />
Bilder mit einer Auflösung<br />
bis auf fünf Meter genau. Ein auf<br />
KI basierendes Analysesystem<br />
des Satellitenbetreibers bewertet<br />
Veränderungen auf unserem Globus<br />
– natürlicher Art oder verursacht<br />
durch menschlichen Eingriff<br />
– nahezu in Echtzeit.<br />
eine der Grundvoraussetzungen<br />
dafür sein.<br />
Rechenleistung als Basis<br />
für KI<br />
Welche weiteren Eigenschaften<br />
Roboter für die Einbindung in intelligente<br />
Produktionsumgebungen mitbringen<br />
müssen, bringt Dr. Werner<br />
Kraus, Abteilungsleiter Roboter- und<br />
Assistenzsysteme bei Fraunhofer<br />
IPA, auf den Punkt:<br />
„Bild- oder Kraftdaten sind die<br />
Basis für KI-gestützte Roboterfunktionen.<br />
Die meisten Roboter arbeiten<br />
jedoch heute von Werk aus<br />
blind. Die Integration von Kameras<br />
und Kraftsensoren muss zukünftig<br />
zum Leistungsumfang eines Standardroboters<br />
für die Smart Factory<br />
gehören. Um wirklich autonom agieren<br />
zu können, ist auch die virtuelle<br />
Trainingsumgebung entscheidend.<br />
Industrieroboter benötigen einen<br />
digitalen Zwilling, um Trainings-<br />
PC & Industrie 5/<strong>2022</strong> 85
Aktuelles<br />
daten in der Simulation zu erzeugen,<br />
sodass der reale Roboter direkt<br />
produktiv ist.“<br />
Hochleistungsfähige<br />
Gehirne für Roboter<br />
Für die Aufgabe, Standardroboter<br />
ohne großen Aufwand für KI-<br />
Anwendungen zu qualifizieren, entwickeln<br />
junge aufstrebende Unternehmen<br />
zukunftsweisende Lösungen,<br />
darunter Micropsi Industries<br />
und Robominds. Diese Unternehmen<br />
haben es sich auf die Fahne<br />
geschrieben, Roboter intelligent zu<br />
machen. Dazu Christian Fenk, CSO<br />
von Robominds: „Wir sind der Meinung,<br />
jeder Roboter hat ein Gehirn<br />
verdient. Auf der automatica zeigen<br />
wir, wie sich Roboter mit hochperformanten<br />
Steuerungen und Bildverarbeitungssystemen<br />
für KI-Anwendungen<br />
aufrüsten und so ‚getuned‘<br />
besonders einfach bedienen lassen.<br />
Wir verfolgen das ambitionierte Ziel,<br />
als Pionier echter Künstlicher Intelligenz<br />
ein neues Zeitalter der Robotik<br />
einzuleiten.“<br />
Thema Greifen: Intelligenz<br />
integriert<br />
Wie sehr Intelligenz bereits in<br />
Standardkomponenten angekommen<br />
ist, beweisen unter anderem<br />
die Hersteller von Greifsystemen,<br />
darunter Aussteller wie Festo,<br />
IPR, Onrobot, Schunk und Zimmer<br />
Group. Mit Hightech- Greifern – vollgepackt<br />
mit jeder Menge Sensorik<br />
samt integrierter Software – lassen<br />
sich Applikationen wie der ‚Griff in<br />
die Kiste‘ mit vergleichsweise geringem<br />
Aufwand prozesssicher realisieren.<br />
Auch die spannende Kombination<br />
Cobots und intelligente Greifsysteme<br />
können die Fachbesucher<br />
der automatica in unterschiedlichen<br />
Demoapplikationen unter die Lupe<br />
nehmen.<br />
Alles in allem läuten die Megatrends<br />
digitale Vernetzung und Künstliche<br />
Intelligenz eine neue Ära der<br />
Automation ein. Sie erlauben die<br />
Realisierung von hoch- flexiblen<br />
Intralogistik- und Produktionskonzepten,<br />
die bis dato nicht darstellbar<br />
waren. Bei der derzeitigen Innovationsdynamik<br />
wird die diesjährige<br />
Leitmesse zur wahrscheinlich wichtigsten<br />
automatica aller Zeiten mit<br />
einem Ausstellerspektrum, das von<br />
Startups bis zu Branchengrößen ein<br />
breiteres Spektrum als jemals zuvor<br />
umfasst. ◄<br />
Nachhaltig in die Zukunft der Elektronik<br />
Unter dem Motto „Driving sustainable<br />
progress” bringt die electronica<br />
<strong>2022</strong> vom 15. bis 18. November<br />
wieder die internationale Elektronikbranche<br />
auf dem Münchner<br />
Messegelände zusammen. Auf<br />
der Weltleitmesse zeigen Aussteller<br />
vom Start-up bis zum Weltkonzern<br />
mit ihren Produkten und<br />
Lösungen, welche Rolle die Elektronik<br />
als Wegbereiter nachhaltiger<br />
Technologien für gesellschaftliche<br />
Zukunftsthemen spielt. Ein umfassendes<br />
Rahmenprogramm mit Konferenzen<br />
und Foren bietet Raum<br />
für fachlichen und persönlichen<br />
Austausch.<br />
Nachdem die electronica 2020 als<br />
rein virtuelle Veranstaltung stattgefunden<br />
hat, verzeichnet die electronica<br />
<strong>2022</strong> wieder ein hohes Ausstellerinteresse<br />
und wird 13 Hallen<br />
auf dem Münchner Messegelände<br />
füllen. Eine weitere Halle belegt die<br />
SEMICON Europa als co-located<br />
Event. „Aussteller, Top-Entscheider<br />
und Vordenker aus der Elektronikbranche<br />
wollen sich endlich wieder<br />
live über Innovationen und Trends<br />
austauschen und blicken zuversichtlich<br />
in den Herbst“, sagt Dr.<br />
Reinhard Pfeiffer, stellvertretender<br />
Vorsitzender der Geschäftsführung<br />
der Messe München. „Für sie ist<br />
die electronica der weltweit wichtigste<br />
und in diesem Jahr einzige<br />
Branchentreff, der lückenlos das<br />
komplette Spektrum der Elektronik<br />
abdeckt.“ Für einen sicheren<br />
Messebesuch setzen die Veranstalter<br />
auf ein detailliertes Schutzund<br />
Hygienekonzept, das sich unter<br />
anderem bereits bei der productronica<br />
im Herbst 2021 bewährt hat.<br />
Branchentreff der<br />
internationalen<br />
Marktplayer<br />
Bis dato werden alle wichtigen<br />
Distributoren und Hersteller aus<br />
der Branche auf der electronica<br />
<strong>2022</strong> vertreten sein, beispielsweise<br />
Arrow, Avnet, Bosch, Harting,<br />
Infineon, NXP Semiconductor,<br />
Phoenix Contact, Rohde und<br />
Schwarz, Samsung, Schweizer<br />
Electronic, STMicroelectronics,<br />
TDK Electronics und Würth. Auch<br />
der Anteil der Aussteller aus dem<br />
Ausland ist gewohnt hoch, bisher<br />
haben Firmen aus über 40 Ländern<br />
angemeldet. Philip Harting,<br />
Vorsitzender der HARTING Technologiegruppe<br />
und neuer Fachbeiratsvorsitzender<br />
der electronica:<br />
„Die Branche freut sich sehr auf<br />
die electronica <strong>2022</strong>, ihre wichtigste<br />
Business- Plattform und ein<br />
erstklassiges Networking-Event.<br />
Endlich bekommen wir wieder die<br />
Gelegenheit, einem internationalen<br />
Fachpublikum unsere innovativen<br />
und nachhaltigen Lösungen<br />
zu präsentieren und uns persönlich<br />
über Trends auszutauschen,<br />
die die Branche bewegen.“<br />
Die Elektro- und Digitalindustrie<br />
hat sich nach einem Umsatzrückgang<br />
im Pandemie-Jahr 2020 wirtschaftlich<br />
erholt und blickt optimistisch<br />
in die Zukunft.<br />
„Die Relevanz der Elektro- und<br />
Digitalindustrie nimmt stetig zu,<br />
da die beiden großen Megatrends<br />
Elektrifizierung und Digitalisierung<br />
unmittelbar mit unserer Branche<br />
verbunden sind. Dies wird der<br />
ZVEI auf der electronica <strong>2022</strong><br />
zeigen“, erklärt Michael Dehnert,<br />
ZVEI-Fachverbandsgeschäftsführer<br />
und Bereichsleiter Electronic<br />
Components and Systems. Das<br />
Geschäftsklima in der deutschen<br />
Elektro- und Digitalindustrie bewegt<br />
sich dementsprechend weiter aufwärts,<br />
trotz andauernder Materialknappheit.<br />
Die Branche verzeichnete<br />
im Jahr 2021 Erlöse in Höhe<br />
von rund 200 Milliarden Euro, was<br />
ein Plus von 9,8 Prozent gegenüber<br />
dem Vorjahr bedeutet. Diese<br />
Zahlen sind umso beachtlicher, weil<br />
auch das zurückliegende Jahr von<br />
der COVID-19-Pandemie weiterhin<br />
mitbestimmt wurde.<br />
electronica<br />
Rahmenprogramm:<br />
Einblick – Durchblick –<br />
Ausblick<br />
Was die Branche bewegt, zeigt<br />
auch das hochkarätige Begleitprogramm<br />
der electronica <strong>2022</strong>, das<br />
den Wissenstransfer und fachlichen<br />
Austausch in den Mittelpunkt stellt.<br />
Im Rahmen der electronica Conferences<br />
diskutieren Experten aktuelle<br />
Trends und Entwicklungen<br />
aus den Bereichen Automotive,<br />
Embedded Platforms und Wireless<br />
Systems and Applications.<br />
Der CEO Roundtable wird aktuelle<br />
Entwicklungen in der Branche<br />
beleuchten. Die electronica<br />
Foren beschäftigen sich in praxisnahen<br />
Vorträgen mit Themen<br />
wie Automotive, Cyber Security,<br />
Connectivity, Embedded Systems,<br />
IIoT, Printed Electronics, PCB and<br />
Components und Sensorik. Neu<br />
ist das World Ethical Forum, in<br />
dem Vordenker der Elektronikindustrie<br />
gesellschaftsrelevante Fragestellungen<br />
der Branche erörtern.<br />
Die Start-up-Plattform electronica<br />
Fast Forward in Zusammenarbeit<br />
mit Elektor gibt ausgewählten jungen<br />
Unternehmen die Chance,<br />
sich im Rahmen eines Gemeinschaftsstandes<br />
zu präsentieren<br />
sowie den Fast Forward Award<br />
zu gewinnen. Und die Plattform<br />
electronica Careers will sowohl<br />
auf digitalem Weg als auch mit<br />
On-site-Recruiting Nachwuchstalente<br />
und Aussteller zusammenbringen,<br />
um dem anhaltenden<br />
Fachkräftemangel in ◄<br />
86 PC & Industrie 5/<strong>2022</strong>
Aktuelles<br />
SENSOR+TEST <strong>2022</strong> - Auf gutem Weg und<br />
endlich wieder live in Nürnberg<br />
Die Vorbereitungen für die<br />
SENSOR+TEST vom 10. bis 12.<br />
Mai <strong>2022</strong> laufen auf Hochtouren.<br />
Es sind keine 100 Tage mehr bis<br />
zur Eröffnung, und anlässlich der<br />
Jahrespressekonferenz des AMA<br />
Verbands für Sensorik und Messtechnik<br />
e.V. in Nürnberg konnte Veranstalter<br />
Holger Bödeker – trotz<br />
noch immer anhaltender Corona-<br />
Einschränkungen – bereits einen<br />
insgesamt positiven Ausblick auf<br />
die diesjährige Ausgabe der international<br />
führenden Fachmesse<br />
für Sensorik, Mess- und Prüftechnik<br />
geben.<br />
Willkommen zum Innovationsdialog!<br />
– heißt es wieder vom 10.<br />
bis 12. Mai <strong>2022</strong> auf dem Nürnberger<br />
Messegelände. Dann bildet die<br />
SENSOR+TEST die gesamte messtechnische<br />
Systemkompetenz für<br />
Mess-, Prüf- und Überwachungsaufgaben<br />
in allen Branchen ab –<br />
vom Sensor bis zur Auswertung.<br />
„Wir werden im Mai unsere Aussteller<br />
und Besucher nach drei<br />
Jahren Zwangspause endlich wieder<br />
in den Messehallen begrüßen<br />
können,“ freut sich Holger Bödeker,<br />
Geschäftsführer der AMA Service<br />
GmbH. „Nach aktuellem Stand<br />
erwarten wir in diesem Jahr mehr<br />
als 300 Aussteller in den Hallen 1<br />
und 2 des Nürnberger Messegeländes.<br />
Damit kommen wir selbstverständlich<br />
nicht an die Zahlen<br />
der Messe 2019 und vor Corona<br />
heran, vor dem Hintergrund weltweiter<br />
Unsicherheiten und wirtschaftlicher<br />
Probleme ist das jedoch ein<br />
respektabler Stand und zeigt, dass<br />
die SENSOR+TEST auch nach der<br />
Pandemie nichts an Attraktivität verloren<br />
hat. Denn gerade für unsere<br />
kleinen und mittelständischen Unternehmen<br />
ist die Rückkehr zur Präsenzmesse<br />
in diesem Jahr wichtiger<br />
denn je, um die Kontakte zu<br />
aktiven und potenziellen Kunden zu<br />
stärken und auszubauen.“<br />
Volles Rahmenprogramm<br />
erwartet<br />
Das umfangreiche Rahmenprogramm,<br />
das die SENSOR+TEST<br />
bereits seit vielen Jahren auszeichnet,<br />
wird auch <strong>2022</strong> wieder durch ein<br />
hochkarätiges Vortragsforum begleitet.<br />
Dazu Holger Bödeker: „Die Qualität<br />
ist durch die fachliche Prüfung<br />
der Einreichungen weiter sehr hoch,<br />
wovon vor allem die Besucher der<br />
Messe profitieren.“ So dürfen sich<br />
Interessierte bereits jetzt auf ein<br />
hochattraktives Programm freuen.<br />
Abgerundet wird das Ganze vom<br />
Career-Center, in dem Ingenieure<br />
sowie Studenten der technischen<br />
Fachrichtungen Tipps zu Bewerbung<br />
und Karriere von Personalprofis<br />
erhalten.<br />
Sonderthema „Sensorik und<br />
Messtechnik für die Digitale<br />
Welt“<br />
Die digitale Welt gibt uns vielfältige<br />
Möglichkeiten, die Vorgänge<br />
der realen Welt besser analysieren<br />
und verstehen zu können. Damit die<br />
digitalen Systeme jedoch präzise<br />
Ergebnisse hervorbringen können,<br />
benötigen sie möglichst umfassende<br />
und exakte Informationen über die<br />
realen Bedingungen. Sensoren und<br />
Messsysteme stellen diese Verbindung<br />
zwischen der digitalen und<br />
der realen, analogen Welt sicher<br />
und sind damit die Schlüsseltechnologien<br />
für das Funktionieren digitaler<br />
Prozesse jeder Art. Das Sonderthema<br />
der SENSOR+TEST <strong>2022</strong><br />
bietet Anbietern und Nutzern Raum<br />
zum Innovationsdialog über neue<br />
Konzepte, Produkte und Lösungen<br />
für wichtige Anwendungsbereiche:<br />
Von menschlichen Vitaldaten über<br />
Messgrößen unserer Umwelt bis<br />
hin zu der immensen Vielfalt an<br />
Daten aus industriellen und technischen<br />
Prozessen. Unternehmen<br />
und Institute mit spezieller Expertise<br />
in der Digitalisierung können<br />
sich mit einem kostengünstigen<br />
Komplettpaket auf dem hervorgehobenen<br />
Sonderforum „Sensorik<br />
und Messtechnik für die Digitale<br />
Welt“ präsentieren.<br />
Gemeinschaftsstände stark besetzt<br />
Rege Nachfrage herrscht auch<br />
nach der staatlich geförderten<br />
Beteiligung am Gemeinschaftstand<br />
„Innovation Made in Germany“ für<br />
junge innovative Unternehmen, die<br />
hier ihre Neuentwicklungen zeigen.<br />
Dieser wird <strong>2022</strong> zum fünfzehnten<br />
Mal durch das Bundeswirtschaftsministerium<br />
gefördert und ist bereits<br />
komplett belegt.<br />
Weitere Gemeinschaftsstände werden<br />
von Forschungsgemeinschaften<br />
wie z.B. Bayern Innovativ, der<br />
Fraunhofer-Gesellschaft oder der<br />
Strategischen Partnerschaft Sensorik<br />
organisiert.<br />
Zwei etablierte Kongresse<br />
Sensoren und Sensorsysteme für<br />
das Internet der Dinge stehen u.a.<br />
auch im Fokus der 21. ITG/GMA-<br />
Fachtagung Sensoren und Messsysteme,<br />
die turnusgemäß am 10.<br />
und 11. Mai <strong>2022</strong> von der Informationstechnischen<br />
Gesellschaft im<br />
VDE (ITG) in Zusammenarbeit mit<br />
der VDI/VDE-Gesellschaft Messund<br />
Automatisierungstechnik (GMA)<br />
veranstaltet wird. Gleichermaßen<br />
soll die Tagung auch über neue<br />
Entwicklungen auf dem Gebiet der<br />
Messsysteme, deren Analyse und<br />
Beschreibung sowie der systembezogenen<br />
(Multi-)Sensorik berichten.<br />
Die ettc<strong>2022</strong> European Test and<br />
Telemetry Conference (10.-12. Mai<br />
<strong>2022</strong>) in Halle 2 ist die wichtigste<br />
internationale Plattform für Telemetrie,<br />
Telecontrol, Test-Instrumentierung<br />
und Datenverarbeitung. Sie findet<br />
bereits zum fünften Mal parallel<br />
zur SENSOR+TEST statt. Besucher<br />
und Teilnehmer werden erleben,<br />
welche wichtige Rolle Telemetrie-Technologien<br />
für Anwendungen<br />
z.B. in der Luft- und Raumfahrt,<br />
Automotive-Industrie und Biomedizin<br />
in aktuellen industriellen Entwicklungen<br />
wie IoT, Big Data, Wireless<br />
oder UAV (Drohnen) spielen.<br />
Ausstellen und besuchen<br />
Unternehmen, die noch ausstellen<br />
möchten, sollten sich in jedem<br />
Fall beeilen. Sämtliche Informationen<br />
zu den vielfältigen Möglichkeiten<br />
einer Messeteilnahme sowie<br />
die Möglichkeiten zur Förderung der<br />
Teilnahme für KMUs finden interessierte<br />
Unternehmen auf der Webseite<br />
der SENSOR+TEST. Besucher<br />
können sich dort schon jetzt online<br />
ihr Messeticket sichern. www.sensor-test.com<br />
Auch <strong>2022</strong> mit starkem<br />
digitalen Angebot<br />
Die SENSOR+TEST setzt ihre<br />
digitale Innovations-Kommunikation<br />
auch <strong>2022</strong> kontinuierlich fort.<br />
So finden Interessierte bereits im<br />
Vorfeld der Veranstaltung auf der<br />
Website eine ganze Reihe von Neuheiten<br />
und Themen, die sie auf der<br />
Messe live erleben können. Abgerundet<br />
wird dies durch regelmäßige<br />
Newsletter, die auf die von Ausstellern<br />
angebotenen Technologien aufmerksam<br />
machen sowie über die<br />
Social-Media-Kanäle, in denen fortlaufend<br />
und aktuell berichtet wird<br />
– vor, während und nach der Veranstaltung.<br />
• AMA Service GmbH<br />
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