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5-2024

Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik

von beamnet Mehr von diesem Publisher

30.03.2024 Aufrufe

Mai 5/2024 Jg. 28 CAQ aus Sicht eines Werkers MPDV Mikrolab GmbH, S.6 SCHWERPUNKT QUALITÄTSSICHERUNG ab Seite 8

Mai 5/2024 Jg. 28

CAQ aus Sicht eines Werkers

MPDV Mikrolab GmbH, S.6

SCHWERPUNKT

QUALITÄTSSICHERUNG

ab Seite 8

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Editorial

Dipl.-Kfm. (FH) Alexander Siefert

Geschäftsführer

Perschmann Calibration GmbH

www.perschmann-calibration.de

Digitalisierung in der Qualitätssicherung –

auch eine ethische Aufgabe

Für viele Menschen ist der Begriff der Digitalisierung, obwohl in aller Munde und allgegenwärtig,

in seiner Bedeutung noch sehr abstrakt und schwer greifbar. Das Schlüsselwort der digitalen

Transformation kennzeichnet dabei Veränderungen in den Geschäftsmodellen, in den Prozessen,

bei den Produkten und den Services, und bedingt damit auch grundlegend die Strategie

eines Unternehmens. Das betrifft in großem Umfang alle Bereiche unserer Kollegen.

Das Qualitätsmanagement eines Unternehmens trägt im Normalfall über Qualitätsziele zur

Ausrichtung und zum Erfolg bei. Es ist bekanntermaßen stark standardisiert, genormt und festgelegt.

Gerade auf dieser Grundlage lässt sich eine digitale Transformation, insbesondere über

den Qualitätsbereich, anschieben, steuern und messen. Daher wird ihm eine noch zentralere

und stärkere Rolle zukommen als bisher.

Die Bedeutung möglichst fehlerfreier, optimierter und gesteuerter Prozesse nimmt im Zuge

eines gesteigerten Wettbewerbsdrucks und vor dem Hintergrund einer immer schnelleren Entwicklung

neuer Lösungen und Services weiter zu. Der Mensch als „Korrektiv“ wird in funktionierenden

Abläufen so rein faktisch immer weniger notwendig.

Dennoch bin ich davon überzeugt, dass menschliche Fähigkeiten (hoffentlich) niemals durch

Bits und Bytes ersetzt werden können und somit auch weiterhin Zukunft haben. Dafür müssen

wir die Stellung des Menschen innerhalb der Digitalisierung stärken und ausbauen.

Aber wie kann das gelingen?

Die Unternehmen sind angehalten, die Mitarbeitenden transparent einzubinden, indem sie

regelmäßig informieren, Rückmeldungen geben, erklären, beobachten und Input der Mitwirkenden

aufnehmen.

Die Fragen, die daraus entstehen, sind:

• Wird Digitalisierung aktiv betrieben oder ist sie (auch) ein Zufallsprodukt?

• Gibt es Digitalisierungsbeauftragte?

• Gibt es einen offenen Austausch und werden Ideen der Beschäftigten eingebunden?

• Gibt es vielleicht sogar eine ausformulierte und transparente Digitalisierungs-Roadmap?

Aus dieser muss klar werden, dass bestimmte Aufgaben und Abläufe zukünftig keiner menschlichen

Einflussnahme mehr bedürfen, außer der Entscheidung, ob ich diesen Prozess nun

anstoße oder nicht. Und: Kann und werde ich eingreifen, wenn es notwendig erscheint, muss

es aber nicht zwingend, wenn sich der Prozess innerhalb der vorgegebenen Parameter bewegt?

Die finale Entscheidung, ob ein Prozess geändert werden darf oder sollte, muss weiterhin in

menschlicher Hand liegen. Der Mensch tritt damit immer als finaler Entscheider auf.

Und vielleicht gibt es auch Abläufe im Prozess, die durch keine KI oder durch keine Automatisierung

so gut und zielführend erledigt werden können, wie durch den Menschen selbst. Dies

können Erfahrungswerte sein, handwerkliches Geschick, aber vor allem auch Empathie und

eine grundsätzliche Haltung, was als subjektiv sinnvoll und erstrebenswert angesehen wird.

Damit halten wir einen wichtigen Hebel weiter in der Hand, um rein objektive Entscheidungskriterien

zu verfeinern, uns zu differenzieren und im Marktumfeld zu behaupten. Der „Faktor

Mensch“ wird dadurch innerhalb der Digitalisierung aufgewertet und nicht marginalisiert. Zwar

geschieht dies in anderen Berufsfeldern und Arbeitsabläufen, aber weiterhin und zunehmend

an entscheidenden Stellen.

Mir ist bewusst, dass das einfacher klingt, als es getan ist. Ich bin davon überzeugt, dass

wir die Digitalisierung nicht aufhalten können und wollen, da sie viele Vorteile mit sich bringt.

Genauso müssen wir jedoch das menschliche Bedürfnis nach einer Aufgabe, nach einem Inund

Output des eigenen Wirkens im Blick behalten. Wenn diese Kombination gelingt, motivieren

wir auch weiterhin unsere Kollegen und binden sie in ein selbstbestimmtes und beeinflussbares

Arbeitsumfeld ein. Das Qualitätswesen kann hierbei seine Querschnitts- und Expertenfunktion

einbringen und ausbauen.

Alexander Siefert

PC & Industrie 5/2024 3

Inhalt 5/2024

Mai 5/2024 Jg. 28

3 Editorial

4 Inhalt

6 Titelstory

8 Qualitätssicherung

32 Künstliche Intelligenz

40 Robotik

42 Messen/Steuern/Regeln

45 IPCs/SBCs/Module/Embedded

54 Komponenten/Stromversorgung

64 Software/Tools/Kits

69 Bedienen und Visualisieren

73 Kommunikation

76 Messevorschau

78 Fachartikel exklusiv im ePaper

Zeitschrift für Mess-, Steuer- und Regeltechnik

CAQ aus Sicht eines Werkers

MPDV Mikrolab GmbH, S.6

SCHWERPUNKT

QUALITÄTSSICHERUNG

ab Seite 8

Qualitätsmanagement 4.0 –

vom Sensor bis zur Cloud

Die Anwendung von IoT-Strategien (Internet of Things)

steckt noch in den Kinderschuhen. Aber es ist klar,

dass die Vernetzung von unterschiedlichen

Technologie-Plattformen und die Analyse der durch

IoT-Anwendungen erzeugten Daten zunehmend wichtig

für den Unternehmenserfolg werden. 14

Titelstory:

CAQ aus Sicht

eines Werkers

Hans Müller ist Anfang 50 und arbeitet seit

vielen Jahren in einer Fabrik für Metallteile

verschiedenster Art. Er bedient mehrere

Maschinen, die über die Jahre immer

moderner und auch komplexer geworden sind.

Mit Qualitätssicherung hatte er anfangs kaum

etwas zu tun.

Aber lesen Sie selbst, wie Hans Müller das

Qualitätsmanagement aus der Sicht eines

Werkers beschreibt. 6

Herausgeber und Verlag:

beam-Verlag

Krummbogen 14

35039 Marburg

www.beam-verlag.de

Tel.: 06421/9614-0

Fax: 06421/9614-23

Redaktion:

Christiane Erdmann

redaktion@beam-verlag.de

Anzeigen:

Tanja Meß

tanja.mess@beam-verlag.de

Tel.: 06421/9614-18

Erscheinungsweise:

monatlich

Satz und Reproduktionen:

beam-Verlag

Druck & Auslieferung:

Bonifatius GmbH, Paderborn

www.bonifatius.de

Der beam-Verlag übernimmt trotz sorgsamer

Prüfung der Texte durch die Redaktion keine

Haftung für deren inhaltliche Richtigkeit.

Alle Angaben im Einkaufsführerteil beruhen

auf Kundenangaben!

Handels- und Gebrauchsnamen,

sowie Waren bezeichnungen und

dergleichen werden in der Zeitschrift

ohne Kennzeichnungen verwendet. Dies

berechtigt nicht zu der Annahme, dass

diese Namen im Sinne der Warenzeichenund

Markenschutzgesetz gebung als frei zu

betrachten sind und von jedermann ohne

Kennzeichnung verwendet werden dürfen.

Die Zukunft der Robotik

ist autonom

Der Application Park zählt in

diesem Jahr zu den Highlights der

Hannover Messe. Gezeigt werden

intelligente Robotersysteme, autonom

fahrende Geräte im Einsatz, neueste

KI-Anwendungen in der Robotik,

Bilderkennungstools sowie virtuelle

Plattformen. 77

Resilienz neu definiert

Business Continuity Management

(BCM) ist ein Ansatz zur Ermittlung

potenzieller Bedrohungen und

Schwachstellen, zur Bewertung ihrer

möglichen Auswirkungen auf den

Geschäftsbetrieb und zur Entwicklung

von Strategien zur Risikominderung

und Gewährleistung der Kontinuität.

Wie können Unternehmen BCM richtig

umsetzen und worauf gilt es dabei zu

achten? 64

4 PC & Industrie 5/2024

Probieren geht über studieren

Warum das Testen von LED-Beleuchtungen in der tatsächlichen

Umgebung schneller und kostengünstiger zum Ziel führt. 10

Verbesserung der Effizienz

von EV-Batterien/EVSEs

Heutzutage erhöhen Länder auf der ganzen Welt ihre

Investitionen, um zu untersuchen, wie die Mobilität hin

zur Elektromobilität transformiert werden kann, also zur

Entwicklung von Elektrofahrzeugen (EV - Electric Vehicles),

Elektroflugzeugen, Elektroschiffen und Elektro zügen. 8

Moderne Vision-Technologien

im Industrieumfeld

Geschützte, flexible, präzise und klimatisierte Kamerainstallation 16

Neuartige Bandinspektion

durch KI und Multikamera‐Bildverarbeitung

Die industrielle Bildverarbeitung (IBV) spielt seit vielen Jahrzehnten eine

wichtige Rolle in der industriellen Automatisierungs technik, was drei typische

Anwendungen exemplarisch aufzeigen: Qualitätskontrolle, Prozesssteuerung

und Arbeitssicherheit .12

Tiny-ML – Mikrocontroller

erkennen Anomalien

Energie- und ressourcenschonende Lösungen für die

erfolgsorientierte Digitalisierung im Mittelstand 32

Deep Learning

für IoT Anwendungen

der nächsten Generation - Teil I

Das EU-Projekt VEDLIoT zeigt, wie Deep Learning und

künstliche Intelligenz helfen, den Anwendungsbereich

von IoT-Systemen zu erweitern. 36

PC & Industrie 5/2024 5

Titelstory

CAQ aus Sicht eines Werkers

„Man muss auch mal die andere Seite sehen …“

Etwas entspannter fährt Müller

fort: „Aber dann hat man dieses

integrierte CAQ-System eingeführt.

Ein MES, also ein Manufacturing

Execution System hatten

wir ja schon seit ein paar Jahren,

aber mit Qualität hatte ich bis dahin

immer noch nichts am Hut.“ Die Integration

der Qualitätssicherung in

das MES brachte für ihn viele Veränderungen

mit sich. „Ab diesem

Zeitpunkt war ich mit für die Qualitätssicherung

zuständig“, berichtet

Müller stolz, „ich hatte eine wichtige

Aufgabe, die über das reine Produzieren

von Metallteilen hinausgeht.“

Das, was er damit meint, nennt man

land läufig „Werkerselbstprüfung“.

Gemeint ist damit, dass der eigentliche

Prüf prozess zum großen Teil

in den Produktions ablauf integriert

wird und der Werker selbst einfache

Prüfungen an seinen Werkstücken

durchführt. Dazu bekommt

er an seinem Shop floor Terminal

alle relevanten Prüfschritte angezeigt.

An vielen Stellen unterstützen

ihn Prüfanweisungen, Zeichnungen

und sonstige Informationen

bei der Arbeit. „Das ist fast genauso,

wie beim Produzieren auch. Das

MES stellt Dokumente aller Art zur

Verfügung, die ich mir bei Bedarf

an dem Shop floor Terminal aufrufen

kann. Papier haben wir seitdem

kaum mehr in der Fertigung“,

ergänzt Müller. Soll beispielsweise

der Innendurch messer einer Bohrung

überprüft werden, so zeigt der

Anwendungsdialog an, an welcher

Stelle zu messen ist und welches

Prüfmittel er dafür verwenden soll.

„Dabei Fehler zu machen, ist ziemlich

schwer“, witzelt Müller, „insbesondere,

seitdem wir diese digitalen

Messmittel benutzen. Da drücke

ich nur noch auf einen Knopf

und schon wird das Messergebnis

ganz automatisch ins System übertragen.

Tippfehler und Zahlendreher

gibt es da nicht – das ist schon toll.“

Werkerselbstprüfung mit MES HYDRA X von MPDV © MPDV, Adobe Stock/nd3000

Hans Müller ist Anfang 50 und

arbeitet seit vielen Jahren in einer

Fabrik für Metallteile verschiedenster

Art. Er bedient mehrere Maschinen,

die über die Jahre immer moderner

und auch komplexer geworden

sind. Mit Qualitätssicherung hatte

er anfangs kaum etwas zu tun –

er nannte es liebevoll immer das

„Mysterium aus dem QS-Labor“.

Vor einiger Zeit hat sein Unternehmen

ein integriertes CAQ-System

eingeführt. Seitdem ist er ein wichtiges

Rädchen im Uhrwerk der Qualitätssicherung

– und zugegeben,

er zieht viel Motivation aus seiner

neuen Verantwortung. Aber lesen

Sie selbst, wie Hans Müller das

Qualitätsmanagement aus der Sicht

eines Werkers beschreibt.

MPDV Mikrolab GmbH

www.mpdv.com

„Früher kam immer Herr Huber

von der QS, hat sich ein Teil aus

einer meiner Maschinen geschnappt

und ist damit in sein Qualitätslabor

verschwunden. In den meisten Fällen

habe ich dann nichts mehr von

diesem Teil beziehungsweise von

Herrn Huber gehört“, erzählt Hans

Müller über die Anfänge seiner

Zeit in der Metallteilefabrik. Und

irgendwie machte ihn das unsicher.

Ist das Teil, das sich der Qualitätsbeauftragte

genommen hat, nun

repräsentativ für die Charge, die er

in den letzten Stunden hergestellt

hat und was, wenn es wirklich einmal

größere Abweichungen gibt?

Letzteres ist bisher glücklicherweise

nur zweimal vorgekommen.

Dann kam Herr Huber ganz aufgeregt

aus seinem Labor und forderte

Hans Müller auf, sofort seine Arbeit

zu unterbrechen und alle Teile von

diesem Tag ins Labor zu bringen –

offensichtlich gab es wohl ein Problem

mit der Qualität des Metalls.

„Als einfacher Werker erfährt man

selten, was wirklich das Problem

ist – zumindest war das früher so“,

klagt Müller. Das andere Mal wurden

anschließend alle Maschinen

für einen ganzen Tag angehalten

und von Grund auf gereinigt und

ge wartet. Auch hier war Hans Müller

nur am Rande involviert.

Zeiten ändern sich

Neue Freundschaften

Mit der Umstellung auf Werkerselbstprüfung

intensivierte sich auch

der Kontakt von Hans Müller zu den

Kollegen im Qualitäts management.

Insbesondere mit dem neuen Qualitätsbeauftragten

Herbert Schmitt

versteht er sich sehr gut. „Vor ein

paar Wochen hat mir Herbert mal

erklärt, wie das mit der Prüfplanung

funktioniert, also was er tun

muss, damit ich an die regel mäßigen

Prüfungen erinnert werde und das

System die richtigen Prüfschritte

anzeigt“, erzählt Müller begeistert.

„Er legt für jeden Artikel sogenannte

Merkmale an und spezifiziert

einerseits, in welchen Grenzen

die erfassten Werte liegen müssen

und andererseits, in welchen zeitlichen

Abständen die Prüfung stattfinden

soll. Auch eine Prüfung nach

so und so vielen Stück ist möglich

oder wenn sich der Maschinen status

ändert.“ Mit dem besseren Verständnis

für die Materie hat Hans Müller

noch mehr Spaß an seiner Arbeit

und ist motiviert, die Qualität seiner

Produkte möglichst hochzuhalten.

In einem gewissen Rahmen hat er

bei der Einstellung der Maschine

sogar einen echten Einfluss darauf.

Er erkennt sich ankündigende Fehler

nun sogar schon, bevor sie überhaupt

auftreten. Damit spart die

Metallteilefabrik viel Geld.

Weitere Vereinfachung

„Neulich kam Herbert zu mir und

sagte, dass seine Prüfplanung noch

einfacher geworden ist, da er nun

6 PC & Industrie 5/2024

Titelstory

Automatisierte Übernahme von Prüfmerkmalen aus CAD-Zeichnungen direkt in die Prüfplanung mit MES HYDRA X

die Merkmale direkt aus den CAD-

Zeichnungen in seine Planung übernehmen

kann“, berichtet Müller. „Das

reduziere sowohl seinen Aufwand

als auch die Zahl der Übertragungsfehler

enorm. Und jetzt diskutiert man

sogar noch über die Integration einer

FMEA-Anwendung.“ In so einer Fehlermöglichkeits-

und Einflussanalyse

versucht man bereits vor der eigentlichen

Produktion herauszufinden,

welche Fehler auftreten und welche

Folgen das haben könnte, wie man

den Fehler erkennt und wie man ihn

beheben oder ihm sogar vorbeugen

kann. Auch aus dem Ergebnis dieser

Analyse lassen sich automatisiert

Prüfpläne erstellen. „Auch wenn das

von meiner Aufgabe ziemlich weit

weg ist, faszinierend ist das schon“,

sagt Müller. „Und seit ich Teil des

Systems bin, verstehe ich auch viel

besser, warum Qualitäts sicherung so

wichtig für unsere Fabrik ist.“ Wenn

jetzt Herbert Schmitt kommt, um

Teile für intensivere Tests im Qualitätslabor

abzuholen, dann weiß

Hans Müller das im Voraus, da

das integrierte System bereits Etiketten

für die jeweiligen Teile ausgedruckt

hat. Man nennt das auch

„eine Probe ziehen“.

Die beiden sprechen dann immer

über die Prüfungen der letzten Tage.

Hin und wieder zeigt der Qualitätsbeauftragte

dann auch mal die eine

oder andere Regelkarte, auf der die

Prüfergebnisse grafisch aufbereitet

sind. So ist aus dem einstigen Mysterium

eine echte Freundschaft unter

Kollegen geworden.

Ausblick

Bald steht eine weitere Neuerung

ins Haus: Die Qualitätsprüfungen

sollen mobil werden. Denn mittlerweile

produziert die Fabrik auch so

große Metallteile, dass diese nicht

mehr an den zentralen Prüfplatz

transportiert werden können. Vielmehr

soll der Prüfplatz zum Prüfling

gebracht werden. Dazu werden

Apps auf mobilen Geräten genutzt,

die die Daten für die einzelnen Prüfmerkmale

erfassen. „Das wird sicher

Insbesondere bei großen Werkstücken kann eine mobile Qualitätsprüfung von Vorteil sein

spannend mit diesen neuen Tablets

und der mobilen Qualitätsprüfung“,

sinniert Müller. Hoffentlich ist die

Bedienung so einfach wie die Apps

auf dem Tablet, das ich zu Hause

zum Surfen und fürs Homebanking

habe.“ An dieser Stelle kann

er beruhigt sein, denn die modernen

Apps der integrierten CAQ-

Lösung sind absolut intuitiv. Zwar

ist das Anbinden digitaler Messmittel

schwierig, dafür prüft das System

aber bereits bei der Dateneingabe,

ob die eingetippten Werte

plausibel sind. Und wenn mal ein

unerwarteter Defekt aufgetreten

ist, kann man das Tablet mit eingebauter

Kamera gleich dafür verwenden,

um ein Foto zu machen und

es ans Qualitätslabor zu schicken.

Keine Angst

vor Veränderungen

Früher hätte Hans Müller sich

vor Veränderungen in seinem

direkten Aufgabenumfeld gefürchtet,

aber heute freut er sich, auch

in der Arbeit mit innovativen Technologien

zu tun zu haben. „Aus

meiner Sicht hat unsere Produktionsleitung

alles richtig gemacht“,

fasst er zusammen, „die Integration

der Qualitätssicherung in den

Produktions prozess sorgt einerseits

für eine bessere Qualität und andererseits

für mehr Motivation bei uns

Werkern.“ In Summe erweist sich

der Zusammenhang zwischen der

verbesserten Transparenz und der

dadurch gesteigerten Effizienz erneut

als zentrale Erkenntnis in Zeiten, in

denen man viele Prozesse digitalisiert

und letztendlich das Ziel einer

Smart Factory vor Augen hat. Der

einfache Werker Hans Müller wird

die komplexen Zusammenhänge

eines Manufacturing Execution

System mit integrierter Qualitätssicherung

wohl kaum bis ins letzte

Detail verstehen. Muss er auch nicht.

Allein schon die Erkenntnis, dass

es wichtige Zusammenhänge gibt,

sorgen dafür, dass er seine Arbeit

gern und mit Engagement erledigt.

Und die Zufriedenheit seiner Mitarbeiter

sollte jedem Fertigungsunternehmen

ein Anliegen sein. ◄

PC & Industrie 5/2024 7

Qualitätssicherung

Verbesserung der Effizienz

von EV-Batterien/EVSEs

zellen, Elektrogeräten und so weiter.

Bis heute stellen sich den Entwicklern

noch viele Herausforderungen

im gesamten Ökosystem der Elektrifizierung

des Verkehrs. Betrachten

wir als Beispiel E-Fahrzeuge, um die

Schwierigkeiten in deren F&E- und

Herstellungsprozess und mögliche

Lösungen zu beleuchten.

Elektrifiziertes Ökosystem

Autor:

Shashank Vodapally M.Sc.

RF Specialist

Meilhaus Electronic

www.meilhaus.com

nach Unterlagen von ITECH

Heutzutage erhöhen Länder auf

der ganzen Welt ihre Investitionen,

um zu untersuchen, wie die Mobilität

hin zur Elektromobilität transformiert

werden kann, also zur Entwicklung

von Elektrofahrzeugen (EV

- Electric Vehicles), Elektroflugzeugen,

Elektroschiffen und Elektrozügen.

Der wichtigste Teil ist die

Forschung und Entwicklung von

Schlüsselkomponenten des elektrischen

Transports, wie zum Beispiel

die neuen Technologien von

Lithium-Ionen-Batterien, Brennstoff-

Die Kombination von Elektrofahrzeugen

und Smart Grids (V2G -

Vehicle to Grid) ist eine der wichtigen

Aufgaben beim Aufbau eines

elektrifizierten Ökosystems. Dies

bedeutet, dass das Design der elektrischen

Topologie von Fahrzeugen

bidirektionalen Stromfluss, bidirektionale

On-Board-Ladegeräte (BOBC

- Bidirectional On-Board Chargers)

und bidirektionale Ladesäulen unterstützen

muss. Ingenieure müssen

nicht nur die Umwandlungseffizienz

im bidirektionalen Modus berücksichtigen,

sondern auch die Verifizierung

der netzgekoppelten Eigenschaften,

um sicherzustellen, dass

EV zuverlässig an das Netz angeschlossen

werden können, ohne

Störungen zu verursachen.

Tests

Die Testanwendung für BOBC

(V2G) umfasst AC-DC- und DC-

Bild 1: Vehicle to Grid (V2G) Layout

8 PC & Industrie 5/2024

Qualitätssicherung

Bild 2: Bidirektionale Leistungswandlung mithilfe des IT7900 regenerativen Netzsimulators

AC-Modi (Bild 1). Beim DC-AC-

Test benötigt das DC-Ende eine

DC-Stromversorgung, um die Batterieentladung

zu simulieren. Das

AC-Ende benötigt eine AC-Quelle

und eine elektronische AC-Last.

Die AC-Quelle soll die Netzspannung

simulieren.

Risiken

Dies ist eine allgemeine Testlösung,

die allerdings auch Risiken

birgt. Wenn die vom BOBC zurückgespeiste

Energie die maximale

Energie überschreitet, die von der

AC-Last aufgenommen werden

kann, fließt sie unweigerlich zurück

zur AC-Quelle. Die Wechselstromquelle

kann im Allgemeinen keine

Energie absorbieren, was schließlich

zu einem umgekehrten Durchbruch

führen wird. Und noch schlimmer,

im Falle eines Fehlbetriebs in der

Sequenz zwischen dem Ein- und

Ausschalten der AC-Last und der

AC-Quelle führt dies zu einem Testfehler

oder sogar zu einer Beschädigung

des Instruments.

Stromnetzsimulator

Eine bessere Lösung für bidirektionale

BOBC und Ladesäulen (V2G)

ist das Testen mit einem Stromnetzsimulator

wie dem ITECH IT7900

(Bild 2). Der Stromnetzsimulator ist

eine Vier-Quadranten-Quelle mit der

Fähigkeit, nahtlos zwischen Quelle

und Senke umzuschalten. Neben den

Grundfunktionen verfügt der Stromnetzsimulator

ITECH IT7900 auch

über einen Leistungsverstärker, der

sich gut für den Leistungs-HIL-Test

eignet. Jetzt werden immer mehr bidirektionale

Energieumwandlungstechnologien

das Elektrifizierungsökosystem

von Elektrofahrzeugen

beschleunigen und besser bedienen.

Leistung

des Systems testen

Der andere herausfordernde

Aspekt im EV-Bereich ist die Leistungsfähigkeit.

In der traditionellen

Testlösung elektrischer Antriebssysteme

werden in der Regel reale

Batterien als Energiespeicher eingesetzt.

Um die Leistung des Systems

zu testen und zu bewerten,

müssen die Batteriepakete häufig

gewechselt werden, um die verschiedenen

Testanforderungen erfüllen

zu können. Diese unflexible Testlösung

führt oft zu längeren Testzeiten

und höheren Kosten.

Modularer Batteriesimulator

Um diese Herausforderung zu

verbessern, hat ITECH einen

Batteriesimulator mit modularem

Design auf den Markt gebracht.

Durch die Integration von Software

und Hardware können viele Batterieeigenschaften

simuliert werden.

Die Hardware ist ein bidirektionales

Hochgeschwindigkeits-DC-Netzteil

(IT6000C/IT6000B), dass das

Laden und Entladen der Batterie

mit schneller Stromumschaltung

simulieren kann (nicht mehr als

2 ms von -90 % auf +90 %). Die

Bild 3: Überblick über die Funktionen der Batterie-Simulations-Software

zugehörige Software BSS2000

Pro basiert auf dem mathematischen

Modell der Power-Batterie

und wandelt komplexe Kennliniensimulationen

in sichtbare

Parametereinstellungen um. Darüber

hinaus kann man sogar die eingebauten

Batteriekennlinien für

verschiedene Batterietypen abrufen,

wie z. B. LiFePO 4 -, Li 4 Ti 5 O 12 -,

LiMn 2 0 4 -, usw. Batterien (Bild 3).

Außerdem kann die Batteriesimulationssoftware

BSS2000 Pro das

mit Matlab simulierte Batteriemodell

direkt in eine .mat-Datei importieren.

Dies bietet eine effizientere

Lösung bei der Untersuchung der

Kennlinie eines neuen Batterietyps

und einer Batterie, die unter anderen

Bedingungen funktioniert. ◄

PC & Industrie 5/2024 9

Qualitätssicherung

Probieren geht über studieren

Warum das Testen von LED-Beleuchtungen in der tatsächlichen Umgebung

schneller und kostengünstiger zum Ziel führt.

besondere Anforderungen an das

Beleuchtungsgehäuse (z. B. Edelstahl

in der Medizintechnik aufgrund

guter Reinigungsmöglichkeiten)

sind relevant.

Test am Objekt

Zusätzlich zum Lastenheft kann

der Kunde dem Beleuchtungshersteller

fehlerhafte und fehlerfreie

Musterteile zukommen lassen. Der

Beleuchtungshersteller führt Tests

mit unterschiedlichen Beleuchtungen

durch und liefert die aufgenommenen

Labor-Testbilder. Durch

die gesammelten Informationen und

die aufgenommenen Testbilder kann

der Beleuchtungshersteller eine oder

mehrere Empfehlungen für Beleuchtungen

aussprechen.

Tests vor Ort

In der industriellen Bildverarbeitung

ermöglicht das Zusammenspiel

von Kameras, Softwares und

Beleuchtungen Qualitätskontrollen

von unterschiedlichen Prüfobjekten.

Hierbei können sicherheitsrelevante

Defekte oder Fertigungsfehler rechtzeitig

erkannt werden. Dabei spielt

die Auswahl der optimalen Beleuchtung

für die jeweilige Prüfaufgabe

eine entscheidende Rolle.

Autorin:

Deborah Schmoll

technischer Support

Falcon Illumination MV GmbH

www.falconillumination.de

Damit das Aussuchen der Beleuchtung

nicht zu einer „Qual der Wahl“

wird, was sich durchaus aufgrund

des vielseitigen Sortiments und

der vielfältigen Prüfumgebungen

herausstellen kann, dient folgender

Leitfaden.

Herausforderung

Beleuchtungsauswahl

Jede Beleuchtungsaufgabe hat

ihre eigene spezifische Umgebung.

Ein Bildverarbeitungssystem kann in

einem Labor unter Normbedingungen

der Qualitätssicherung eingesetzt

oder aber in einer Maschine,

die Teil einer Produktionslinie ist, eingebaut

werden. Bei letzterem Fall

können weitere Herausforderungen

wie beispielsweise Staub, Vibrationen

oder störendes Umgebungslicht

hinzukommen. Schnell werden

die Einflussfaktoren un übersichtlich,

weshalb eine theoretische Auswahl

einer optimalen LED-Beleuchtung

für den Anwendungsfall nahezu

unmöglich wird. Beleuchtungsexperten

können Empfehlungen

aussprechen oder Anhaltspunkte

geben, welcher Beleuchtungstyp,

welche Geometrie und Lichtfarbe

sich eignen könnte. Die garantierte

Sicherheit, die richtige Beleuchtung

ausgewählt zu haben, kann jedoch

nur durch eine Machbarkeitsuntersuchung

vor Ort gewährleistet werden.

Damit nicht mehrere Beleuchtungen

für eine Prüfaufgabe gekauft

werden müssen, um herauszufinden,

welche das Prüfobjekt optimal

ausleuchtet, können Beleuchtungen

beim Beleuchtungshersteller

für einen gewissen Zeitraum ausgeliehen

werden. Hierdurch wird kein

finanzielles Risiko eingegangen, bei

gleichzeitigem Gewinn an Erfahrung.

Beleuchtungsauswahl

Zunächst muss für eine Leihgabe

eine Auswahl an Leihstellungsbeleuchtungen

getroffen werden.

Hierfür muss dem Beleuchtungshersteller

zunächst Auskunft über

die Beleuchtungsaufgabe gegeben

werden. Dies wird in Form eines

Lastenhefts erfasst. Bestandteile

des Lastenhefts umfassen Informationen

über das Prüfteil und die

Prüfaufgabe. Hierbei können die

Oberfläche und Farbe des Prüfteils

(z. B. reflektierend, matt, transparent,

uneben, einfarbig) und die auszuleuchtende

Fläche (z. B. Durchmesser)

von Bedeutung sein.

Auch die räumlichen Anforderungen

und Einschränkungen sowie

Oft reicht es nicht aus, sich allein

auf technische Werte und Labortests

zu verlassen. Daher ist es notwendig,

Beleuchtungen unter realen

Bedingungen zu testen. Die ausgewählten

Beleuchtungen können

sich nun vor Ort beweisen. Neben

der Aufgabe, die Prüfteile auszuleuchten,

spielt die Integration der

Beleuchtung in das Gesamtsystem

(z. B. einer Maschine in einer Produktionslinie)

eine entscheidende

Rolle. Wichtige Parameter sind die

Betriebsspannung, mögliche Steuerelemente,

vorhandener Bauraum und

Montagemöglichkeiten. Zusätzlich

können Zubehörteile wie Verlängerungskabel

oder Adapter als unabdingbar

erweisen.

Ergebnisse der Tests

Nachdem die Beleuchtungen alle

Tests durchlaufen haben, kann ein

Fazit gezogen werden. Bei erfolgreicher

Ausleuchtung des Prüf objekts

kann die passende Beleuchtung

direkt übernommen und die restlichen

Beleuchtungen zurückgesendet

werden. Wenn keine Beleuchtung

zur Lösung der Bildverarbeitungsaufgabe

beitragen konnte, geht

die Suche nach der passenden

Beleuchtung in eine zweite Runde.

Das Ziel ist es, die bestmöglichen

Beleuchtungs lösung zu finden. ◄

10 PC & Industrie 5/2024

Qualitätssicherung

Digitale Bildkorrelation

in der Materialprüfung

Fluoreszierende Speckle-Muster erschließen neue Einsatzbereiche

36. Control

Internationale Fachmesse

für Qualitätssicherung

D 23. – 26. April 2024

a Stuttgart

In der Materialprüfung gilt die digitale Bildkorrelation

(Digital Image Correlation, DIC)

als etabliertes Verfahren, um sehr genau und

berührungslos Verformungen zu erkennen. Es

gibt jedoch Anwendungen, bei denen sie mit

dem üblichen Speckle-Muster aufgrund der

Probenbeschaffenheit nicht funktioniert. Beispiele

sind Abschattungen am Objekt, reflektierende

sowie nasse Oberflächen oder wenn

sich auf dem Untergrund keine Grundierung

aufbringen lässt.

„Photogenic patterning“

Für solche Fälle gibt es jetzt eine Alternative:

Das von LaVision entwickelte „photogenic patterning“,

das Polytec im Programm hat, kennt

diese Schwierigkeiten nicht. Auf der Oberfläche

des Messobjekts wird dazu ein Speckle-

Muster mit fluoreszierender Farbe aufgebracht,

das seine eigene Lichtemission erzeugt. Da

das emittierte Licht meist eine längere Wellenlänge

als das zur Anregung eingesetzte hat,

ist es möglich, das Fluoreszenzmuster zu isolieren

und mit darauf abgestimmten Algorithmen

zur digitalen Bildkorrelation auszuwerten.

Eine Grundierung ist dazu nicht erforderlich

und Abschattungen durch die Beschaffenheit

der Probenoberfläche oder Geometrie sind

nicht mehr kritisch.

Polytec GmbH

info@polytec.de

www.polytec.de

Damit lässt sich auch das Verformungsverhalten

von Materialien erforschen, bei

denen die digitale Bildkorrelation bisher an

Grenzen stieß.

DIC-Systeme

für Fluoreszenz-Auswertung

Polytec bietet gleich zwei DIC-Systeme an,

die zur zwei- oder dreidimensionalen Form-,

Beanspruchungs-, und Deformationsanalyse

jetzt auch fluoreszierende Speckle-Muster nutzen

können: Das modular aufgebaute Strain-

Master Portable-System besteht aus Controller,

Software, ein oder zwei Kameras, Beleuchtung

sowie Mechanik und ist auch nachträglich

erweiterbar. Alle Prozessschritte der Messung

von der Hardwaresteuerung über die Datenverarbeitung,

Validierung, Darstellung und den

Datenexport sind im System integriert.

Leicht anpassbar

Wichtige Parameter wie Auflösung, Fieldof-View,

Dehnungsbereich und Arbeitsabstand

hängen von den verwendeten Beleuchtungen,

Kameras und Optiken ab und lassen

sich variabel an unterschiedliche Applikationen

anpassen.

Beim digitalen Bildkorrelationssystem Strain-

Master Compact besteht der in einem kompakten

Gehäuse untergebrachte Messkopf aus zwei

fest integrierten USB3-Kameras und einer hellen

LED-Lichtquelle. Der Vorteil des Systems

liegt in seinem integrierten Aufbau, der einfachen

und schnell überschaubaren Bedienbarkeit

sowie im einsteigerfreundlichen Preis.

Vier Gerätevarianten mit unterschiedlichen Auflösungen

und Sichtfeldern erlauben vorab eine

Optimierung bezüglich der Anwendung. ◄

PC & Industrie 5/2024 11

- Messtechnik

- Werkstoffprüfung

- Analysegeräte

- Optoelektronik

- QS-Systeme / Service

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Qualitätssicherung

Neuartige Bandinspektion

durch KI und Multikamera‐Bildverarbeitung

Die industrielle Bildverarbeitung

(IBV) spielt nunmehr seit vielen

Jahrzehnten eine wichtige Rolle in

der industriellen Automatisierungstechnik,

was drei typische Anwendungen

exemplarisch aufzeigen:

In der Qualitätskontrolle werden

durch die Analyse von Bildern unterschiedlichste

Produkte auf Fehler

oder Abweichungen von Qualitätsstandards

überprüft. Dies verbessert

die Produktqualität und verringert die

Ausschussrate. In der Prozesssteuerung

werden Bildverarbeitungssysteme

zur Steuerung von Maschinen

und Anlagen eingesetzt, beispielsweise

zur korrekten Positionierung

von Objekten in einem

Aggregat oder auf einem Förderband.

In der Arbeitssicherheit hilft

Bildverarbeitung bei der Überwachung

von Bereichen, in welchen

Personen gefährdet werden können,

um somit Personal vor gefährlichen

Situationen zu schützen.

Autor:

Lothar Howah

Xaptec GmbH

http://www.xaptec.de

Künstliche Intelligenz

erweitert das Spektrum der möglichen

Anwendungen deutlich. Auch

hier nachfolgend drei typische

Anwendungsszenarien. KI-Algorithmen

können Muster in großen

Datenmengen erkennen und Vorhersagen

treffen, z. B. wann eine

Maschine wahrscheinlich ausfallen

wird (Predictive Maintenance),

was die Effizienz einer Produktionsanlage

steigert und Ausfallzeiten

reduziert.

KI kann eingesetzt werden, um

Produktionsprozesse zu optimieren,

indem sie die beste Konfiguration

von Maschinen und Prozess parametern

ermittelt. Und KI- Systeme

können aus Erfahrungen lernen und

sich an neue Situationen anpassen,

was die Flexibilität in der Produktion

erhöht.

Häufige Symbiose

Die Kombination von ind ustrieller

Bildverarbeitung und KI bilden eine

häufig anzutreffende Symbiose.

So können KI-Algorithmen die

Effektivität der Bildverarbeitung

verbessern, indem sie die Genauigkeit

der Bildanalyse erhöhen

und komplexe Muster oder

Anomalien erkennen, die für traditionelle

Bildverarbeitungssysteme

schwer zu identifizieren sind. Dieser

Sachverhalt ermöglicht eine

noch präzisere Steuerung und

Überwachung von Produktionsprozessen.

Bild 1: Kameramessbalken (hier 2m lang)

mit 100 CMOS-Bildsenoren

Segmentierung

Eine elementare Aufgabe der

industriellen Bildverarbeitung ist

die Mustererkennung und Klassifizierung

von Bildobjekten. Als Vorstufe

ist eine Segmentierung erforderlich.

Der Begriff „Segmentierung“

bezieht sich hier auf den Prozess der

Unterteilung eines digitalen Bildes in

mehrere Segmente relevanter Pixel,

um bestimmte Bereiche oder Objekte

im Bild zu isolieren und zu identifizieren.

Das Ziel der Segmentierung

ist es, die Bild analyse zu vereinfachen,

indem die relevanten Teile

eines Bildes von den irrelevanten

getrennt werden, sodass die nachfolgenden

Ver arbeitungsschritte sich

auf die wichtigen Aspekte konzentrieren

können. Denn Vorstufen von

Algorithmen der Vollständigkeitskontrolle,

ebenso wie Zählverfahren

oder Mängelprüfungen basieren

darauf, relevante Objekte zunächst

in einer Bildszene zu extrahieren.

Kantenalgorithmen

In der konventionellen IBV werden

hierzu neben vielen anderen

Verfahren sogenannte Kantenalgorithmen

zur Erfassung von Konturen

angewendet. Ist ein Objekt in

der Bildszene durch Länge, Breite,

Fläche, Umfang oder Farbe, um nur

einige Merkmale zu nennen, als relevantes

Objekt identifiziert, kann ein

nachfolgender Algorithmus eine Vollständigkeit

prüfen oder die Anzahl

des Objekttyps ermitteln.

Die Segmentierung mittels Künstlicher

Intelligenz (KI), speziell mit

Techniken des Maschinellen Lernens,

erfolgt, indem zunächst Bilddaten

eines typischen Objektes

gesammelt werden. Durch Fachleute

werden diese Bilder interaktiv

betrachtet und darin relevante

Objekte markiert, um damit Trainingsdaten

für ein Lernmodell zu

generieren. Dieses Trainieren kann

alternativ mit extern erworbenen

Bilddatenbanken durchgeführt oder

ergänzt werden. Während des Trainings

lernt das Modell, die Beziehungen

zwischen den Bildpixeln

und den zugeordneten Segmenten

(z. B. Objekte oder Hintergrund) zu

erkennen. Dies geschieht durch die

Minimierung einer Verlustfunktion,

die misst, wie genau das Modell die

Trainingsdaten segmentiert.

Das trainierte Modell kann dann

auf neue, unbekannte Bilder angewendet

werden, um eine automatisierte

Segmentierung durchzuführen.

Dabei ordnet das Modell

jedem Pixel oder jeder Pixelgruppe

des Bildes eine Klasse zu, basierend

auf dem, was es während

des Trainings gelernt hat. Besonders

in Bild szenen, in welchen das

gesuchte Objekt und der Hintergrund

nicht deutlich unterscheidbar sind,

zum Beispiel durch Bildrauschen

oder geringe Kontraste, haben KIbasierte

Segmentier methoden deutliche

Vorteile gegenüber konventionellen

Verfahren, wie beispielsweise

Kanten finder- oder Schwellwertoperatoren.

Mehrere Digitalkameras

Die Hardwarekomponenten eines

industriellen Bildverarbeitungssystems

umfassen typisch eine oder

mehrere Digitalkameras, die mit einer

entsprechenden Optik und Beleuchtungstechnik

eine Szene abtasten.

Ein für die jeweilige Aufgabenstellung

konditionierter Rechner ist an

die Kameras angekoppelt und erhält

über genormte Digitalschnittstellen

(z. B. GigE-Vision) die Bilddaten

der Szene. Diese Bilddaten werden

über applikationsspezifische

Software im Rechner ausgewertet

und liefern als Ergebnis prozessrelevante

Kenndaten.

12 PC & Industrie 5/2024

Qualitätssicherung

Bild 2: Planheitsmessung in einer Kunststofffolien-Produktion

Neue Anwendungen eröffnen

sich, wenn die Szene eines Transport-

oder Fertigungsprozesses

nicht von einer einzelnen Kamera,

sondern von mehreren Kameras

und verschiedenen Blickwinkeln

abgetastet würden. Ein besonderer

Anspruch wird an die Kameras

gestellt, wenn sich die relevante

Bildszene bewegt, was in einem

kontinuierlichen Transportvorgang

typisch ist. Hier müssen die unterschiedlichen

Bildszenen der jeweiligen

Kameras streng synchron

aufgezeichnet werden, damit eine

einwandfreie Rekonstruktion der

3D-Szene möglich ist, wenn aus ihr

geometrische Messgrößen ermittelt

werden sollen.

Synchrones

Multikamerasystem

Die Verwendung eines synchronen

Multikamerasystems ermöglicht

ebenfalls eine schnelle und effiziente

Inspektion aus Blickwinkeln,

die manuell schwer zu erreichen

wären. Sie verbessert die Genauigkeit

der Qualitätskontrolle, reduziert

die Wahrscheinlichkeit von

menschlichen Fehlern und erhöht

die Produktionsgeschwindigkeit, da

Teile schnell und präzise auch an

unzugänglichen Einbauorten überprüft

werden können, ohne den Fertigungsprozess

zu verlangsamen.

Hochauflösende

Zeilenkameras

Soll ein bahn- bzw. bandförmiges

Material oder Stückgut auf einem

Transportband inspiziert werden,

finden gewöhnlich hochauflösende

Zeilenkameras ihren Einsatz. Bedingt

durch ihre hohe Anzahl von Pixeln

je Zeile, bzw. der jeweiligen Zeilenlänge,

ist ihre Schärfentiefe relativ

gering und zudem der Abstand zum

Prüfling groß. Bei geringen verfügbaren

Bauräumen einer Produktionsanlage

stellt dies eine deutliche Einschränkung

der möglichen Anwendungen

dar.

Messbalken

Eine Alternative zu Zeilenkameras

ist in Bild 1 dargestellt. In dem

Kameragehäuse, das als selbsttragender

Messbalken ausgeführt

ist, sind je Meter Messbereich bis

zu 50 Bildsensoren mit je eine Million

Pixel verbaut. Der Messbalken

wird quer zur Bandlaufrichtung über

einem Band installiert und liefert ein

zentrales Videosignal via GigE an

ein Bildverarbeitungssystem oder

liefert durch eine integrierte Auswertelogik

unmittelbar Ergebnisse

an eine SPS. Die Messbalken - die

wohl längsten Kameras der Welt -

werden in Deutschland entwickelt

und produziert.

In Verbindung mit einem ebenfalls

als Balkengehäuse ausgeführten

Multi-Linien-Laser, lassen

sich gemäß Bild 2 nahezu beliebig

breite Bänder in drei Dimensionen

prüfen.

In Bild 3 ist diese Szene aus der

Sicht der Multikameraanordnung

dargestellt und zeigt in diesem Beispiel

die blauen Laserlinien bzw.

die 3D-Kontur der transparenten

Kunststofffolie.

3D-Inspektion

In gleicher Weise lassen sich

Stückgüter auf Transportbändern

via 3D-Inspektion prüfen. Die Messbalken

liefern wahlweise via GigE-

Schnittstelle Roh-Bilddaten der

Bildsensoren oder unmittelbar die

3D-Kontur der Bildszene, um daraus

auf der Anwenderseite prozessspezifische

Aktionen anzuschließen.

Insbesondere für KI-basierte

Inspektionssysteme liefern die Messbalken

eine umfassendere Datenbasis

im Vergleich zu konventionellen

Lösungen mit einigen wenigen Zeilen-

oder Matrixkameras. Je mehr

Rohdaten einer Bildszene aus verschiedenen

Perspektiven verfügbar

sind, umso besser können Modelle

des Maschinellen Lernens trainiert

werden.

Fazit

Bild 3: Planheitsmessung durch Erfassung einer 3D-Kontur einer transparenten Folie

Die Synergie von industrieller Bildverarbeitung

und KI in die Automatisierungstechnik

ermöglicht es Unternehmen,

ihre Produktionsprozesse

noch weiter zu optimieren, die Effizienz

zu steigern und die Produktqualität

zu verbessern. ◄

PC & Industrie 5/2024 13

Qualitätssicherung

Qualitätsmanagement 4.0 –

vom Sensor bis zur Cloud

Die Anwendung von IoT-Strategien

(Internet of Things) steckt

noch in den Kinderschuhen. Aber

es ist klar, dass die Vernetzung von

unterschiedlichen Technologie-Plattformen

und die Analyse der durch

IoT-Anwendungen erzeugten Daten

zunehmend wichtig für den Unternehmenserfolg

werden.

So birgt das Zusammenführen und

Analysieren von Produktdaten und

Informationen über Kernprozesse

von Unternehmen großes Potenzial.

Daher muss die Digitale

Transformation von Geschäftsprozessen

auch über den Shop-Floor

hinaus vorangetrieben werden.

Autor:

Andreas Dangl

Geschäftsführer

Fabasoft Approve GmbH

www.fabasoft.com

So kommen die Daten

in die Cloud

Die vom Maschinen- und Anlagenbau

als Vorzugsstandard gewählte

OPC UA (Open Platform Communications

Unified Architecture) bietet

beste Voraussetzungen für die Digitalisierung.

Neben der Vernetzung

von Maschinen können Echtzeitdaten

mithilfe von eigenen Datenund

Objektmodellen, welche die

Sensorwerte abgreifen, bis in die

Cloud geführt werden, um dort beispielsweise

unternehmensübergreifende

Qualitätsmanagementprozesse

anzustoßen.

Durchgängiger Datenfluss

Vom Homeoffice auf die Messergebnisse

zugreifen und Daten einfach

erfassen können. Diese Wünsche

wurden durch die Digitalisierungswelle

in den Pandemiejahren

häufig zur Realität. Tatsache ist allerdings

auch, dass in der Qualitätssicherung

nach wie vor viel Papier

und Excel-Tabellen im Einsatz sind.

Für ein modernes Qualitätsmanagement

4.0 braucht es einen durchgängigen

Datenfluss vom Shop-Floor

zu den administrativen Prozessen

entlang der Wertschöpfungskette.

Computer-Aided Quality

Messtechnikhersteller lassen wissen,

dass sich jeder zweite Kunde

eine Schnittstelle zu einem Archiv

zum Ablegen von Messwerten

wünscht. Das bloße Speichern von

Daten ist jedoch zu kurz gedacht.

Abweichende Sensorwerte können

beispielsweise dazu verwendet werden,

in einem CAQ-System (Computer-Aided

Quality System) einen Mangel

anzulegen und den 8D-Prozess

anzustoßen. Dieser koordiniert über

unternehmensübergreifende digitale

Workflows entlang der Lieferkette das

Reklamationsmanagement.

Damit das reibungslos funktioniert,

nutzen CAQ-Solutions eine Cloud.

Welche die unternehmensübergreifende

Verbindung aller qualitätsrelevanten

Informationen herstellt.

Darunter fallen ERP-Daten, technische

Dokumente oder vertragliche

Vereinbarungen. Die gemeinsame

Datenumgebung ermöglicht

den standortunabhängigen Zugriff

auf Unterlagen und erfüllt gleichzeitig

höchste Anforderungen in Bezug

auf Datenschutz sowie -sicherheit.

Qualitätsrelevante

Informationen

zusammenführen

Mithilfe der computergestützten

Qualitätssicherung in der Wareneingangs-

und -ausgangskontrolle

sowie dem Dokumenten-, Reklamations-

und Prüfmittelmanagement

digitalisieren innovative Produktionsbetriebe

essenzielle Vorgänge

von Anfang bis Ende – und

vernetzen dadurch mehrere Werke.

Insbesondere für große, global

agierende Konzerne ist die Unterstützung

durch ein CAQ-System unabdingbar.

Dieses aggregiert Informationen

aus unterschiedlichen Niederlassungen

und sammelt sie in einer

gemeinsamen Datenumgebung. So

standardisieren Unternehmen ihre

Qualitätsprozesse.

Flexibel Modifikationen

durchführen

Kein Industriebetrieb ist wie der

andere. Gerade wer spezialisierte

und individuelle Produkte herstellt,

ist darauf angewiesen, dass sich

digitale Workflows jederzeit modifizieren

lassen. Eine CAQ-Umgebung

bietet daher Funktionen, die

es erlauben, Veränderungen bei

internen Anforderungen sofort im

System zu berücksichtigen. Angesichts

des aktuellen Fachkräftemangels

besonders in IT-Abteilungen ist

es wichtig, dass solche Modifikationen

mit wenig Programmieraufwand

möglich sind.

Das Zauberwort dazu lautet „Low-

Code/No-Code“: Dank dieses wichtigen

Trends im Anwendungsbereich

sind auch Mitarbeitende in

den Fachabteilungen in der Lage,

neue Prozesse aufzusetzen, die in

der Folge automatisiert ablaufen.

Wer schreibt:

Andreas Dangl ist Entrepreneur

und Geschäftsführer der Fabasoft

Approve GmbH. In seiner Funktion

unterstützt er Unternehmen aus der

Industrie bei der Einführung von

smarter Software zum Managen

technischer Daten und Dokumente.

www.fabasoft.com/approve ◄

14 PC & Industrie 5/2024

Qualitätssicherung

Härte von Kunststoffen einfach

und reproduzierbar ermitteln

Fachmesse für

Industrieautomation

Die Kern & Sohn GmbH und das Tochterunternehmen

Sauter stellen auf der Control auf

Stand 1622 in Halle 10 die Neuheiten ihrer

Mess- und Wägetechnik aus: Von 23. bis 26.

April zeigen sie auf der Fachmesse unter anderem

neue Prüfgeräte sowie einen Prüfstand

für reproduzierbare Shore-Härteprüfungen

von Kunststoffen.

Härteprüfung leicht gemacht

Die digitalen Shore-Härteprüfgeräte der Serie

SAUTER HE bieten eine große Funktionsvielfalt

für die Härtebestimmung von Kunststoffen per

Eindringungsmessung. Das Modell für Shore A

eignet sich zum Beispiel für die Prüfung von

Gummi, Elastomeren, Neopren, Silikon, Vinyl,

weichen Kunststoffen, Filz und Leder, das für

Shore D ist auf die Prüfung einer Vielzahl von

Kunststoffen, einschließlich Kunstharz, Resopal,

Epoxid und Plexiglas zugeschnitten.

Halle 10, Stand 1622

KERN & SOHN GmbH

info@kern-sohn.com

www.kern-sohn.com

Verschiedene Messmodi

ermöglichen es, Durchschnitts- und Maximalwerte

zu ermitteln sowie Messungen zeitlich

zu steuern, was die Präzision erhöht. Eine

Grenzwert-Alarm-Funktion löst bei Unter- bzw.

Überschreiten festgelegter Grenzwerte ein

akustisches und optisches Signal aus. Die

Eingabe einer Werkstücknummer ist ebenso

möglich wie das Wählen der Messzeit von 0

bis 99 Sekunden. Das große Display mit Hintergrundbeleuchtung

erleichtert die Arbeit, auch

bei ungünstigen Lichtverhältnissen.

Ein Prüfstand für zwei Härteskalen

Mit dem manuellen Shore-Prüfstand SAU-

TER TI-HEA bzw. TI-HED können Härteprüfungen

deutlich gleichförmiger und genauer

durchgeführt werden als von Hand. Dazu

wird das Shore-Härteprüfgerät mit wenigen

Handgriffen an den Prüfstand montiert. Das

robuste Design ermöglicht präzise Messbewegungen.

Zu wiederholbaren Messergebnissen

trägt auch die einfache Handhabung bei: Per

Nivelliereinrichtung richtet der Anwender die

Grundplatte aus Stahl präzise aus, selbst für

inhomogene Prüfobjekte.

Einfach ist auch der Wechsel zwischen beiden

Härteskalen: Auf den Prüfstand für Härteprüfungen

Shore A (SAUTER TI-HEA) muss

lediglich ein Zusatzgewicht geschraubt werden,

damit dieser auch für Härteprüfgeräte Shore D

(SAUTER TI-HED) zum Einsatz kommen kann.

Neben Prüfständen und -geräten für die Härteprüfung

zeigen KERN und SAUTER auf der

Control auch Waagen und Mikroskope aus

ihrem umfangreichen Portfolio sowie Farbspektrometer

und Messgeräte für Kraft-, Drehmoment-

und Materialdickenmessung. ◄

Heilbronn

redblue Eventlocation

15. + 16. Mai 2024

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PC & Industrie 5/2024 15

Qualitätssicherung

Moderne Vision-Technologien

im Industrieumfeld

Geschützte, flexible, präzise und klimatisierte Kamerainstallation

Bild 1: Die Elemente mit Schwalbenschwanzprofil aus dem autoVimation-Montagebaukasten lassen sich beliebig

kombinieren

Control, Fraunhofer-Sonderschau

„Berührungslose Messtechnik“

Halle 8, Stand 8202

Autor:

Peter Neuhaus

Gründer und Geschäftsführer

autoVimation GmbH

www.autovimation.com

Neue Technologien wie KI, Embedded

Vision, multispektrale Bildverarbeitung

und 3-D-Inspektion

und -Vermessung bringen außer

vielen Chancen auch einige Herausforderungen

für die mechanische

Integration von Vision-Systemen

in die Anwendung mit sich.

Je nach Verschmutzungsgrad oder

Reinheitsanforderungen muss die

Bildtechnik durch Außengehäuse

geschützt bzw. abgeschirmt werden,

darf jedoch nicht überhitzen.

Der Markt für Kameraschutzgehäuse

für Industrieanwendungen

ist überschaubar. Lange Zeit waren

Vision-Integratoren und Anwender

auf Behelfslösungen wie Schutzgehäuse

aus der Überwachungstechnik

angewiesen, die mit ihren großzügigen

Einheitsmaßen die Integration

in platzarme Anwendungen

erschweren und keinerlei Wärmeableitung

vorsehen. Dagegen bieten

passgenaue Montagelösungen

für Kameras, wie sie in der industriellen

Bildverarbeitung zum Einsatz

kommen, nur Vorteile. Ergänzt

durch modulare Befestigungen und

Rahmen sparen sie die Zeit für aufwändige

Eigenkonstruktionen. Mit

dem fortschreitenden Zuwachs an

Vision-Anwendungen und dem Vordringen

in jegliche Bereiche der Industrie

und in mobile Einsatzfelder

werden professionelle Schutzgehäuse

und Befestigungen heutzutage

immer wichtiger (Bild 1).

3-D mit Stereokameras

und Laser-Lichtschnitt

Wenn dreidimensionale Bildverarbeitung

auch nicht zu den allerneuesten

Trends gehört, so ist sie

doch volumenmäßig auf dem Vormarsch.

Es kommen immer mehr

spezialisierte 3-D-Vision-Systeme

auf den Markt und ständig werden

neue Anwendungen ergänzt. Teils

kommt 3-D zusätzlich zu 2-D zum

Einsatz und stärkt dadurch die Genauigkeit

und Leistungsfähigkeit der

Inspektionssysteme – zum Beispiel

können Leiterplatten-Pins damit

nicht nur auf Vollständigkeit geprüft

werden, sondern sehr exakt auch

auf gerade Ausrichtung und korrekte

Länge.

Es werden zwei wesentliche

Ansätze der 3-D-Bildverarbeitung

unterschieden: Aufnahmen mit Stereokameras

und Lasertriangulation.

Mit Stereo-Vision können in einer

Aufnahme sehr nahe und sehr ferne

Objekte vermessen werden, und

zwar in bewegten und statischen

Situationen. In Verpackungsstraßen

ermitteln Stereokameras zum

Beispiel Paketgröße und Füllgrad.

In mobilen Anwendungen wie bei

fahrerlosen Transportfahrzeugen

arbeiten sie in Kombination mit verschiedenartigen

Sensortechnologien,

um die Sicherheit und Erkennungsgenauigkeit

zu erhöhen.

Stabile Verbinder

gewährleisten

Messgenauigkeit

Bei der Lasertriangulation bzw.

im Lichtschnittverfahren nimmt eine

Kamera eine Laserlinie auf, die auf

ein bewegtes Messobjekt, beispielsweise

auf einem Förderband, projiziert

wird. Aus den zusammengefügten

Profildaten erzeugt die Auswertetechnik

eine 3-D-Punktewolke.

Laser und Kamera müssen exakt

ausgerichtet werden und brauchen

je nach Umgebungsbedingungen

Außengehäuse, die sie vor Umwelteinflüssen

wie Staub, Luftfeuchtigkeit,

Ölnebel, UV-Licht und mechanischen

Beschädigungen schützen.

Wichtig ist, dass sich die Bildtechnik

dauerhaft stabil montieren lässt,

damit die Aufnahmeparameter permanent

und auch unter Belastung

durch Vibrationen noch stimmen.

Leichte, aber stark belastbare Trägerrahmen

sind ein Muss, da sie

teils sehr breite Förderbänder überspannen

müssen (Bild 2).

Wärmebildund

Multispektralkameras

sehen mehr

Machine-Vision-Anwendungen

beschränken sich bei Weitem nicht

nur auf das sichtbare Lichtspektrum.

Industrielle Anwendungen für Wärmebildkameras

sind weitverbreitet.

Thermografie dient der Qualitätsund

Fertigungskontrolle ebenso wie

der Sicherheit, so beispielsweise bei

der Verarbeitung von Metall oder

Faserverbundwerkstoffen für den

Fahrzeug-, Flugzeug- oder Windturbinenbau.

Multi- und Hyperspektralsensoren

nehmen jeweils gezielt

bestimmte Wellenlängen oder Spektralbänder

auf, die vom sichtbaren

bis ins infrarote Spektrum reichen.

Bild 2: Bei der Ziegelvermessung in staubiger Umgebung schützen

die Gehäuse Kameras und Laser

16 PC & Industrie 5/2024

Qualitätssicherung

Im industriellen Umfeld und in

Außenbereichen wie beispielsweise

in mobilen Anwendungen müssen

die Kamerasysteme zudem vor

Umwelteinflüssen geschützt werden.

Auf der Control-Messe zeigt auto-

Vimation im Rahmen der Sonderschau

„Berührungslose Messtechnik“

von Fraunhofer Vision diverse

Demo-Modelle, darunter außer der

passiven Kühlung auch Klimatisierungstechnik

für den Einsatz von

Kamerasystemen im erweiterten

Temperaturbereich von -40 °C bis

250 °C. Gehäuse mit Peltier-Kühlung

können auch zur gradgenauen

Temperaturstabilisierung der Bildverarbeitungstechnik

verwendet

werden, um bei kritischen Anwendungen

die Messgenauigkeit zu erhöhen.

Im Demo-Modell „Schneekugel“

strotzen Windvorhänge, Luftdüsen

und Schutzklappen widrigen

Bedingungen, wie sie in Stahlwerken

oder in der Papierindustrie auftreten,

und halten Sichtfenster sauber.

Bild 3: Passgenaue Gehäuse für Hyperspektralkameras im Sonderformat

gibt es optional mit Kühlung und im Hygienedesign aus Edelstahl

So lassen sich Unterschiede in

der chemischen Zusammensetzung

erkennen. In der Fertigungsindustrie

prüfen Multispektralkameras

unter anderem den korrekten

Auftrag von Klebemitteln und entdecken

unerwünschte Ölschmierflecken

oder Fremdkörper.

Schutzgehäuse mit Sichtfenstern

aus unterschiedlichen Materialien

oder mit speziellen Beschichtungen

gewährleisten die optimale Funktion

von Spektralkameras in ihrer

jeweiligen Anwendung. Die Materialien

BK7 und Acryl eignen sich

für Nahinfrarot (NIR/SWIR), Saphir

für mittelwelliges Infrarot (MWIR),

Germanium für langwelliges Infrarot

(LWIR). Für kombinierte visuelle

und Wärmebildkameras gibt es

sogar Gehäuse mit zwei Sichtfenstern

aus unterschiedlichen Materialien

(Bild 3).

KI, Embedded Vision

und Wärmemanagement

Verschiedene aktuelle Trends in

der industriellen Bildverarbeitung

machen eine effektive Kühlung

wichtiger denn je: Kameras werden

immer kleiner konstruiert; gleichzeitig

werden größere Bildsensoren mit

mehr und kleineren Pixeln verwendet;

es gibt mehr und leistungsfähigere

Systeme im direkten Produktionsumfeld;

und es wird vermehrt

Künstliche Intelligenz eingesetzt,

zum Teil auch direkt in dezentrale

Systeme oder gar Bildsensoren integriert.

Dadurch steigen die benötigten

Rechenleistungen in den Kamerasystemen

an und sie heizen

sich stärker auf. Darauf müssen

Integratoren reagieren, indem sie

für Kühlung sorgen, die der jeweiligen

Umgebung angemessen ist.

Für autoVimation war die effektive

passive Kühlung von Anfang an

ein zentrales Anliegen (Bild 4). Die

patentierte Quick-Lock/Heat-Guide-

Kamerabefestigung koppelt das

Kameragehäuse über große Kontaktflächen

an das Schutzgehäuse

und sorgt für exzellente Wärmeableitung.

Ohne jegliches Klimatisierungszubehör

wird so eine kostengünstige

Kühlung um bis zu 25 °K

erreicht. Diese Konstruktion erlaubt

darüber hinaus auch eine flexible

Kamerapositionierung im Schutzgehäuse;

so kann die Kamera bis

direkt hinter das Sichtfenster verschoben

werden. Außerdem lassen

sich Kamerasysteme verschiedenster

Fabrikate damit sehr viel

zuverlässiger befestigen als über

die oft sehr kurzen standardmäßig

vorgesehenen Gewinde (Bild 5).

Kühler Kopf und klarer Blick

im Industrieumfeld

High-Tech

bei Wind und Wetter

Eine Beispielanwendung, bei der

neue Technologien wie KI, GPS-

Ortung und 5G-Datenverarbeitung

auf herausfordernde Umwelteinflüsse

von Regen und Frost bis zu elektromagnetischen

Störungen treffen, sind

autonom fahrende Gabelstapler. KI

wird hier eingesetzt, um Objekte und

Personen korrekt zu erkennen. Aus

Sicht des Gehäuseanbieters sind

in dieser Anwendung vor allem folgende

Aspekte relevant: hoher IP-

Schutz, Verhinderung von Kondensation

durch luftdichte Gehäuse,

Reinhaltung der Sichtfenster durch

Flachstrahldüsen, gute Wärmeableitung

für die leistungsstarken KI-

Bildverarbeitungssysteme, feste

Montage und genaue Ausrichtung

von Stereo kameras. Gegebenenfalls

werden auch Spezialfenster

für Wärmebildkameras verwendet

oder Kuppel fenster für Fischaugenobjektive,

die ein besonders großes

Sichtfeld erfassen. Wichtig ist, dass

alle Bauteile modular sind und sich

die Konstruktionen anwendungsspezifisch

skalieren lassen.

Bild 4: Peter Neuhaus,

Geschäftsführer von autoVimation,

präsentiert Kameraschutzgehäuse

mit Wasserkühlung

Wer schreibt:

Peter Neuhaus, Gründer und

Geschäftsführer der autoVimation

GmbH, machte sich 2008 als erster

Anbieter von Kameraschutzgehäusen

für die industrielle Bildverarbeitung

selbstständig. autoVimation

bietet ein komplettes Baukastensystem

zur einfachen, kosten- und

zeitsparenden Installation von Bildverarbeitungskomponenten.

Einmal

ausgerichtet, gewährleisten alle Verbinder

einen dauerhaft stabilen Halt

mit bis zu 2000 N Verschiebefestigkeit

und 90 Nm Widerstand gegen

Verdrehung. ◄

Bild 5: autoVimation demonstriert auf der Control seine effektive passive

Kühlung von Kameras durch gute Wärmeableitung an das Außengehäuse

PC & Industrie 5/2024 17

Qualitätssicherung

Vision-Sensoren und Code-Reader

für Bildverarbeitung, Automation und Logistik

Stand 7B61

MaxxVision

www.maxxvision.com

MaxxVision erweitert sein Produkt-Portfolio

um Vision-Sensoren,

Code-Reader und Handheld- Scanner

von Hikrobot. Die Produkte mit integrierten

Deep-Learning-Algorithmen

bieten ein enormes Kosteneinsparpotential

im Vergleich zu den Produkten

der Wettbewerber.

Neu im Portfolio des deutschen

Machine-Vision-Distributors

Maxx Vision sind „smarte Produkte”

seines Lieferanten Hikrobot: Smart

Kameras und Vision Sensoren mit

Auflösungen bis 25 Megapixel für

den Bereich der industriellen Bildverarbeitung,

sowie Code-Reader

und Handheld-Scanner, die insbesondere

in den Bereichen Automation

und Logistik eingesetzt werden.

Dank integrierter Deep- Learning-

Algorithmen bei einigen der Produkte

können auch Aufgaben bewältigt

werden, die mit klassischen Tools

nicht lösbar sind.

Was zeichnet die

Hikrobot-Produkte aus?

„Die neuen Hikrobot Produkte

decken zwar nicht 100 % aller Applikationen

ab,” sagt Sayed Soliman,

Geschäftsführer von MaxxVision.

„Dafür sind sie für alle gängigen

Anwendungen bestens geeignet –

zu einem Bruchteil der Kosten vergleichbarer

Wettbewerbsprodukte.

Mit Hikrobot bieten wir eine qualitativ

solide, kosteneffiziente und

ausgesprochen wettbewerbsfähige

Produktpalette.”

Gerade in der aktuellen Phase,

wo Unternehmen zurückhaltend

mit Neuinvestitionen seien und der

Kostenfaktor wieder verstärkt in den

Mittelpunkt gerate, sieht Soliman

Chancen für die Hikrobot- Produkte

am Markt – auch für Systemintegratoren,

die mit MaxxVision zusammenarbeiten

wollen.

Messestand auf Logimat

und Control

Interessenten lädt MaxxVision ein,

sich selbst ein Bild zu machen und

die Produkte kostenfrei zu evaluieren

oder den Hikrobot-Stand auf der

Logimat in Stuttgart (19.-21. März)

zu besuchen.

Als deutsche Vertretung von

Hikrobot ist auch das MaxxVision-

Team vor Ort am Stand 7B61.

MaxxVision wird auch auf dem

Fraunhofer Gemeinschaftsstand

auf der Control vertreten sein. ◄

Bewährtes trifft auf größeren Messbereich

und 10x höhere Messfrequenz

Elektronische Autokollimatoren

sind hochgenaue optische Winkelmessgeräte,

die für die Messung

von kleinsten Winkeländerungen

und zur Justierung von Spiegeln

und anderen planoptischen Bauteilen

eingesetzt werden. Somit

sind sie ideal zur Winkelpositionsüberwachung

oder Justierung von

Reflektoren in der optischen, Laserund

Halbleiterindustrie.

Halle 10, Stand 1611.1

MÖLLER-WEDEL

OPTICAL GmbH

info@moeller-wedel-optical.com

www.moeller-wedel-optical.com

Auch werden sie vielseitig

im Maschinenbau zur Messung

der Geradheit/Parallelität von

Maschinen betten, zur Messung

der Nick- und Gierbewegungen

von Maschinenachsen sowie zur

Bestimmung der Positionsunsicherheit

von Rund- und Teiltischen

verwendet.

Der elektronische Auto koll

imator ELCOMAT 5000 von

Möller-Wedel Optical ist die

Weiterentwicklung des weltweit

bewährten elektronischen Autokollimators

ELCOMAT 3000. Sowohl

die Hard- als auch die Software

wurden neu entwickelt. Neu ist

die direkte digitale Signalverarbeitung

im Sensorkopf, wodurch

das Signal-Rausch-Verhältnis

signifikant verbessert wurde. Der

ELCOMAT 5000 zeichnet sich im

Vergleich zum ELCOMAT 3000

durch eine 10-fach höhere Messfrequenz

sowie einen größeren

Dynamikbereich (Messbereich/

Messunsicherheit) aus. Mit der im

Messgerät integrierten Ausrichthilfe

ist eine einfache, schnelle und

präzise Justierung des Autokol l i-

mators möglich, die auch nicht speziell

geschultem Personal einen

sicheren Umgang mit dem ELCO-

MAT 5000 erlaubt.

Der ELCOMAT 5000 besteht aus

einem Sensorkopf und einem intelligenten

Anzeigemodul. Somit kann

der Autokollimator autark ohne PC/

Laptop betrieben werden.

Eine im Anzeigemodul integrierte

Software, erlaubt die einfache und

schnelle Messung der Geradheit

On-The-Fly. Insbesondere während

des Fertigungs prozesses

von Führungsbahnen wird hierdurch

eine wesentliche Zeitersparnis

erreicht. ◄

18 PC & Industrie 5/2024

Qualitätssicherung

MES SUITE von T.CON

Release 7.0 für mehr Transparenz, Flexibilität

und Nachhaltigkeit in der Fertigung

Mit der „MES SUITE 7.0“ bringt

die T.CON GmbH & Co. KG eine

umfassend modernisierte Version

ihres in der Praxis bewährten

Manufacturing Execution Systems

(MES) für die Rollen-, Bahn- und

Formatverarbeitende Industrie auf

den Markt. Das jüngste Release der

MES SUITE, das sich wie schon

die Vorgängerversionen nahtlos

in SAP S/4HANA integriert, unterstützt

die Unternehmen aus diesen

Branchen äußerst effizient dabei,

die Digitalisierung der Produktion

voranzubringen und sie nachhaltiger

zu gestalten. Dazu wartet die

MES SUITE 7.0 mit einer ganzen

Reihe von Neuerungen und Innovationen

auf, sowohl im Hinblick auf

das Bedienerkonzept und die Benutzeroberfläche

als auch auf die

Softwarearchitektur.

Intuitive,

einfach zu bedienende

Benutzeroberflächen

Das MES zeigt dem Anwender

automatisch und ereignisgesteuert

an, wo genau ein Eingriff in das

Produktionsgeschehen erforderlich

ist, und schlägt Maßnahmen

zur Behebung des Problems oder

zum weiteren Vorgehen vor. Aktionen

des Nutzers werden so auf

ein Mindestmaß reduziert, zumal

ihn intuitive, einfach zu bedienende

Benutzeroberflächen sicher durch

die einzelnen Arbeitsschritte führen.

Das beschleunigt die Abläufe

im Shopfloor und verhindert Fehleingaben.

Eine rote Ampel alarmiert

den Anwender zudem sofort,

falls Abweichungen, Probleme

oder Fehler in der Produktion auftauchen,

sodass er umgehend

gegensteuern kann. Diese Eigenschaften

und die Tatsache, dass

sich der Umgang mit der MES

SUITE 7.0 dank des produktionsfreundlichen

User Experience Designs

mit geringem Schulungsaufwand

schnell erlernen lässt, sorgt

für hohe Akzeptanz bei den End-

Usern in der Fertigung. In Zeiten

des Fachkräftemangels erweist

sich das als unschätzbarer Vorteil.

Modulare

State-of-the-Art-Architektur

Die MES SUITE 7.0 verfügt nun

außerdem über eine komplett APIbasierte,

modulare State-of-the-

Art-Architektur, die die IT- Resilienz

stärkt und das MES zu einer offenen

und interoperablen Plattform

macht, die sich nach dem Baukastenprinzip

erweitern lässt. Auf

diese Weise haben Unternehmen

die Möglichkeit, ihre Fertigungsprozesse

gemäß den eigenen Anforderungen

und abhängig vom Investitionsrahmen

und den Personalressourcen

flexibel sowie im eigenen

Tempo zu digitalisieren und zu

optimieren.

Spezielle „Produktions-Apps“

Zu diesem Zweck stellt T.CON

spezielle „Produktions-Apps“ bereit,

als Cloud-Service oder On- Premises,

die sich nahtlos in die MES-Kernmodule

einfügen und sie sinnvoll

ergänzen. Dazu zählen unter anderem

folgende Apps: ENTERPRISE

LOGBOOK als digitales Schichtbuch

und Shopfloor-Management-

Tool zum Protokollieren von Ereignissen

und Abweichungen in der

Produktion, SMART IOT zur Verknüpfung

sowie KI-gestützten Analyse

und Optimierung von MES-,

SAP-, Sensor- und Maschinen daten,

WORKFORCE MANAGEMENT zur

effizienten Personaleinsatzplanung

in der Produktion oder die bewährte

TRIM SUITE zur Verschnittoptimierung

von Rollen, Flächenware und

Profilen. Da die Apps auf der gleichen

API-Architektur aufbauen

wie die MES SUITE 7.0 und nach

denselben Design- Prinzipien gestaltet

sind, arbeitet der End User stets

auf ein und derselben Ober fläche.

Unabhängig davon lassen sich auch

Shopfloor-Lösungen anderer Anbieter

direkt mit dem MES verknüpfen.

Flexibel erweiterbare

Plattform

„Die MES SUITE 7.0 ist eine

offene, modulare, flexibel erweiterbare

API-basierte State-of-the-

Art-Plattform, die es Unternehmen

ermöglicht, die Digitalisierung und

Vernetzung der Produktion gezielt

voranzutreiben. Unser MES liefert

zugleich alle erforderlichen Daten

und Kennzahlen, um die Fertigung

nachhaltig und ressourcenschonend

zu gestalten“, sagt Michael Karl,

Product Owner MES bei T.CON.

Die Software wird laufend weiterentwickelt

und verbessert, ist aber

auch mit älteren Release-Ständen

kompatibel und gewährleistet so

eine hohe Investitionssicherheit.

T.CON GmbH & Co. KG

www.team-con.de

PC & Industrie 5/2024 19

Qualitätssicherung

Qualität und Effizienzsteigerung in der Nahrungsmittelproduktion

Nahinfrarot-Spektroskopie für die Prozesskontrolle

Bild 1: Bereiche der elektromagnetischen Strahlung. (Alle Bilder © Polytec)

Zur Bestimmung von Feuchtigkeit und Ölgehalt ist der Distanzmesskopf

über dem Förderband mit den Oliven montiert.

Für die wachsende Weltbevölkerung

müssen immer mehr Nahrungsmittel

hergestellt werden. Dabei fordern

Verbraucher eine gleichbleibende

Qualität unter Berücksichtigung

umweltschonender und ressourcenarmer

Herstellung. Gesetzliche

Vorgaben zwingen die Produzenten,

ihre Produkte einer stetigen

Qualitätskontrolle zu unterziehen, um

die Verbraucher vor Schadstoffen

zu schützen und Inhaltsstoffe klar

zu deklarieren. Hierfür bietet die

Nahinfrarot-Technologie (NIR) das

richtige Werkzeug.

Autor:

Michael Huber

Applikation- & Produktmanager

Analytik

Polytec GmbH

info@polytec.de

www.polytec.de

Die NIR-Analysegeräte ermöglichen

zuverlässige und zerstörungsfreie

Messungen ganz unterschiedlicher

Inhaltsstoffe direkt in

der Fertigungslinie. Hersteller von

Molkerei produkten, Backwaren,

Süßwaren, Fleischprodukten oder

Speiseölen können ihre Qualitätskontrolle

direkt in den laufenden

Prozess integrieren. Gleich zeitig

lassen sich Produkte und Prozesse

optimieren. Die Qualität steigt, die

Produktionskosten sinken und

Fehlchargen oder Überproduktion

werden vermieden.

Bei der Lebensmittelherstellung

ist die Qualitätskontrolle im Labor

mit klassischen Laborsystemen

und nasschemischen Verfahren

immer noch weit verbreitet. Praxisgerecht

ist ein solches Vorgehen

jedoch nicht. Proben müssen aus

der laufenden Produktion entnommen

werden, was sich oftmals als

schwierig erweist, besonders bei

geschlossenen Produktionslinien

unter Einhaltung der Hygienebedingungen.

Pro Analyse lässt sich

oft nur ein Parameter bestimmen.

Es entsteht chemischer Abfall, der

entsorgt werden muss. Zudem sind

bei einem 24-Stunden-Betrieb die

Personalkosten beachtlich; vorausgesetzt

es gibt überhaupt genügend

Fachkräfte.

Qualitätskontrolle mit

NIR-Spektrometern

Deutlich effizienter lassen sich

fertigungs- und qualitätsrelevante

Parameter wie Feuchte, Zucker-,

Eiweiß- und Fettgehalt mit NIR-

Spektrometern direkt in der Produktionslinie

bestimmen, berührungslos

und ohne dass Proben aus dem

Prozess entnommen werden müssen.

Die Analysen belegen dann

beispielsweise, dass das Produkt

der Rezeptur und auch der Inhaltangabe

auf dem Etikett entspricht

und dass die gesetzlichen Vor gaben

erfüllt sind. Gleichzeitig werden Fehlproduktionen

vermieden, weil abweichende

Werte sofort zu erkennen

sind und nicht erst nach der Laboranalyse.

Rohstoffe und Energie

lassen sich zudem besser nutzen.

Ist beispielsweise der gewünschte

Trocknungsgrad erreicht, muss dem

Prozess keine Wärme mehr zugeführt

werden.

So funktioniert‘s

Die Nahinfrarot-Spektroskopie

arbeitet mit Licht zwischen ca. 800

und 2.500 nm Wellenlänge (Bild 1).

Bei der Absorption von NIR-Strahlung

werden Moleküle zu Schwingungen

angeregt. Aus den reflektierten

Spektren können Informationen

über die molekulare Zusammensetzung

abgelesen werden. Diese

lassen sich dann sowohl zur Identifizierung

(„fingerprint“) als auch

zur Quantifizierung von Substanzen

nutzen (Bild 2).

Ein Hauptvorteil der NIR-Spektroskopie

ist dabei die einfache Handhabung,

denn Licht lässt sich durch

Luft oder Glasfasern fast überall hin

transportieren. Außerdem können

Spektrometer-Systeme entsprechend

den jeweils gegebenen Produktbzw.

Prozesseigenschaften individuell

angepasst werden. Kalibriert

wird das Spektrometer- System auf

Basis der erzeugten NIR-Daten und

einer Referenz analyse im Labor. Mit

dem chemometrischen Kalibrationsmodell

ist das System dann in der

Lage, jederzeit Proben mit unbekannter

Konzentration auszuwerten.

Modularer Systemaufbau

Weil die Anwendungen sehr breit

gefächert sind, hat Polytec seine

NIR-Spektrometer-Systeme modular

aufgebaut (Bild 3). So können diese

flexibel den jeweils gegebenen Produkt-

bzw. Prozess eigenschaften

individuell angepasst werden. Kombinationen

aus Spektrometer, unter-

Bild 2: NIR-Spektrum verschiedener

Zucker wie Maltose, Glucose oder

Traubenzucker. Jedes Molekül hat

sein eigenes Spektrum.

20 PC & Industrie 5/2024

Qualitätssicherung

schiedlichen Messköpfen und verschiedenen

Softwarepaketen ermöglichen

es, eine optimierte Lösung

für eine qualitative oder quanti tative

Inline-Analyse zusammenzustellen,

die zuverlässige Messergebnisse in

Echtzeit liefert.

Polychromator

Das Herzstück bildet dabei immer

die Spektrometer-Einheit, der sogenannte

Polychromator, der mit moderner

Diodenzeilen-Technik ausgestattet

ist. Besonders wichtig für

den Einsatz in einem industriellen

Umfeld mit teilweise schwierigen

Umgebungsbedingungen sind die

kompakte Bauform und die robuste

Konstruktion, die durch den Verzicht

auf bewegliche Teile erreicht werden.

Die Trennung von Spektrometer

und Messkopf, die über beliebig

lange Lichtwellenleiter verbunden

sind, ermöglicht zudem die Montage

des Spektrometers in einem

weniger problematischen Umfeld.

So kann der Kontaktmesskopf an

Rohrleitungen im Explosionsschutz-

Bereich (IECEx & ATEX-Bereich)

dank seiner kompakten Bauweise

einfach integriert werden und das

Spektrometer-System mit Datenauswertung

im Kontrollraum, also

Nicht-Ex-Bereich, aufgebaut sein.

Bild 4: Ein Kontaktmesskopf

direkt in der Pumpleitung

ermittelt kontinuierlich

den Fett- und Eiweißgehalt

bei der Trinkmilch-Produktion.

Ölsaaten und Früchten noch vor der

Pressung zu bestimmen. Bei Oliven

beispielweise lässt sich Öl und Säuregehalt

direkt nach der Ernte auf dem

Förderband bestimmen (Aufmacherbild).

Das ist wichtig, weil die Lieferanten

je nach Ölgehalt der Oliven

bezahlt werden. Nach der ersten

Pressung misst ein NIR-Spektrometer

den Gehalt an Fettsäure,

der über die Güteklasse entscheidet.

Bei der höchsten Güteklasse

„extra vergine“ beispielsweise muss

der Fettsäuregehalt unter 0,8 besser

noch unter 0,5 % liegen. Beim Trester

lässt sich nach der Pressung

der Restölgehalt bestimmen, um

zu entscheiden, ob sich eine weitere

Verarbeitung mit schlechterer

Güteklasse lohnt. Die NIR-Spektrometer

steigern so die Effizienz des

Pressvorgangs und die Qualität des

erzeugten Speise öls. Dies hilft dem

Produzenten und schließlich auch

dem Verbraucher, der ein hochqualitatives

Produkt konsumieren

kann, das lange haltbar ist und den

gesetzlichen Vorgaben entspricht.

Definierter Fettgehalt

bei der Produktion von

Trinkmilch

Gleiches gilt bei der Produktion

von Milch und Käse. Hier lassen sich

gängige Parameter wie Fett- und

Eiweißgehalt kontinuierlich ermitteln

und damit die optimale Produktqualität

und Produktionsauslastung

gewährleisten. Um beispielsweise

eine Trinkmilch mit einem definierten

Fettgehalt zwischen 0,1 und

7 % herzustellen, werden zuerst die

Fettphase (Sahne) und wässrige

Phase getrennt (Separation) und

anschließend zu definierten Bestandteilen

wieder gemischt (Standardisierung).

Für beide Produktionsschritte

wird an unterschiedlichen

Stellen ein NIR-Kontaktmesskopf

direkt in der Pumpleitung montiert

(Bild 4). Parameter, die hier gemessen

werden, sind außer Fett und

Eiweiß auch die Gesamttrockenmasse

und der Laktosewert.

Bild 3: Modularer Aufbau: Das Herzstück bildet die Spektrometereinheit, der

sogenannte PSS Polychromator, der mit moderner Diodenzeilen-Technik

ausgestattet ist. Die Spektrometer sind mit dem Messkopf über beliebig

lange Lichtwellenleiter verbunden.

Ähnliche Aufgabenstellung gibt es

überall in der Lebensmittelproduktion,

zum Beispiel auch bei der Herstellung

von Schokolade. Wichtige

Parameter, die es während des vielstufigen

Produktionsprozesses zu

überwachen gilt, sind hier vor allem

der pH-Wert des Kakaos, Fett- und

Zuckergehalt sowie die Gesamttrockenmasse.

Weitere typische Einsatzbereiche

für die NIR-Spektrometer

gibt bei der Herstellung von

Fleischprodukten (Bild 5), Wurst oder

veganen Alternativ-Erzeugnissen.

Die Inline-Analyse von Fett-Eiweißgehalt

und Feuchte sorgt hier für

eine konstante Produktqualität, bei

der die auf der Verpackung angegebenen

Inhaltstoffe nachweislich

mit der Produktzusammensetzung

übereinstimmen.

Aufgrund ihrer Vielseitigkeit eignen

sich die NIR-Spektrometer aber nicht

nur für die Nahrungsmittelindustrie,

sondern auch für Inline- Analysen

in vielen anderen Branchen. Ihre

Anwendungsgebiete reichen von

Landwirtschaft oder Chemie- und

Pharmaindustrie über Biotechnologie,

Polymerherstellung sowie Petrochemie

bis hin zur Kunststoffsortierung

im Recycling.

Wer schreibt:

Als Lasertechnologie-Pionier bietet

Polytec bereits seit 1967 optische

Messtechnik-Lösungen für Forschung

und Industrie. Nach den

Anfangsjahren als Distributor machte

sich das Hochtechnologie-Unternehmen

mit Sitz in Waldbronn schon in

den 70er Jahren einen Namen als

Entwickler eigener laserbasierter

Messgeräte – und ist heute Weltmarktführer

im Bereich der berührungslosen

Schwingungsmesstechnik

mit Laservibrometern. Systeme

für die Längen- und Geschwindigkeitsmessung,

Oberflächencharakterisierung,

Analytik sowie die

Prozessautomation gehören ebenfalls

zur breiten Palette an Eigenentwicklungen.

◄

Qualitätskontrolle

bei Olivenöl

Die NIR-Spektrometer finden

ihren Einsatz in vielen Bereichen

der Lebensmittelproduktion: So nutzen

Hersteller von Speiseölen die

Technologie, um den Ölgehalt von

Anwendungen

von Schokolade

bis Fleischersatz

Bild 5: Die Inline-Analyse von Fett-, Eiweißgehalt und Feuchte sorgt bei der

Herstellung von Fleischprodukten für eine konstante Produktqualität.

PC & Industrie 5/2024 21

Qualitätssicherung

Inline-Farbmessung von Kunststoffrezyklaten

Wie misst man am besten die Farbe von Rezyklaten?

Hochgenaue und fremdlichtunabhängige Farbmessung des Rezyklatstroms

Ermittlung der L*a*b*-Farbwerte einer Rezyklatprobe nach der 0°/45°-

Methode mit dem Farbmesssystem SPECTRO-3-0°/45°-MST (Labormessung)

Handelsübliche Hand- sowie

Laborgeräte eignen sich zwar recht

gut zur Farbmessung von planen

und zudem homogenen Objektoberflächen,

jedoch endet ein Versuch,

eine Farbmessung direkt an

den Kunststoffgranulaten durchzuführen,

bedingt durch den kleinen

Lichtspot, den diese Geräte

zur Messung verwenden, meistens

eher mit einem Schätzwert als mit

einem belastbaren und reproduzierbaren

Messergebnis.

Sensor Instruments

Entwicklungs- und Vertriebs-

GmbH

info@sensorinstruments.de

www.sensorinstruments.de

In erster Linie deswegen werden

in den Labors der Recyclingbetriebe

Spritzgussplättchen aus den jeweils

zu prüfenden Rezyklaten angefertigt.

Diese Vorgehensweise erfordert

allerdings einen nicht unerheblichen

Zeitaufwand und erhöht

zudem das Risiko einer Produktion

außerhalb der erlaubten Farbtoleranzen,

bis das Messergebnis der

Stichprobe letztendlich Gewissheit

darüber bringt.

Direkte Messung

Monitoring-Software SPECTRO3 MSM DOCAL Scope V1.4

Eine wesentlich raschere Ermittlung

der Farbwerte einer Rezyklatprobe

ergibt sich aus der direkten

Messung auf die Rezyklatoberfläche.

Ein entsprechend großer

Lichtspot sorgt dabei für eine

optische Mittelung, die durch manuelle

Bewegung des Rezyklats in

der Messebene noch unterstützt

werden kann. Gemessen wird

dabei der L*a*b*-Farbwert nach

der 0°/45°-Messmethode. Dieses

Messprinzip ermöglicht hierbei

einen Messabstand von 85 mm und

schafft somit die Voraussetzung für

ein Messsystem, das auch in der

Produktion eingesetzt werden kann.

Beispielsweise kann der Farbsensormesskopf

unmittelbar nach der

Extrusions-, Zerkleinerungs- und

Wasserkühleinheit an der Vibrorinne

in einem Abstand von 85 mm

zur Rezyklatoberfläche angebracht

werden. Das modulierte LED-Licht

des Farbmesssystems sorgt dabei

für eine hochgenaue und fremdlichtunabhängige

Farbmessung des

Rezyklatstroms.

Monitoring-Software

Mit Hilfe der Monitoring-Software

werden die Abweichungen des

Rezyklats vom idealen L*a*b*-Farbwert

in Echtzeit und vor Ort angezeigt

und zudem über die serielle

Schnittstelle an die Qualitätssicherung

übermittelt.

Fazit

Durch den Einsatz des im Labor

und in der Produktionsanlage identischen

Messsystems, lassen sich

die Inlinesysteme problemlos vor

Ort im Labor nachkalibrieren. Eine

aufwendige Kalibrierprozedur beim

Messgerätehersteller erübrigt sich

somit. Zudem liefern dadurch Laborund

Inlinesysteme exakt vergleichbare

Farbmesswerte. ◄

22 PC & Industrie 5/2024

Qualitätssicherung

Vision-Installationsbaukasten im Live-Härtetest

autoVimation zeigt auf der Control

im Rahmen der Sonderschau

„Berührungslose Messtechnik“

von Fraunhofer Vision neue Kameraschutzgehäuse

und komplette

Machine-Vision- Installationen für

industrielle Umgebungen und hygienische

Prozesse. Messepremiere

feiern die neuen Elefant-Gehäuse für

größere Kameras bis 100 x 100 mm

Querschnitt mit zahlreichen Fensteroptionen

und Zubehör.

Control, Fraunhofer-Sonderschau

„Berührungslose Messtechnik“

Halle 8, Stand 8202

autoVimation GmbH

www.autovimation.com

Live vorgeführt werden die effektive

passive Kühlung um bis zu

25 °K durch die patentierte Kameramontage

im Schutzgehäuse sowie

die Wasserkühlung mit und ohne

Schutzgehäuse – autoVimation fertigt

klimatisierte Lösungen für Bildverarbeitung,

die in allen Klima zonen

und auch in Klimakammern eingesetzt

werden.

Im Demo-Modell „Schneekugel“

sorgen Windvorhänge, Luftdüsen

und Schutzklappen für klare Sicht

unter erschwerten Bedingungen, wie

sie etwa in der Stahl- und Papierindustrie

auftreten können.

Die Leistungsfähigkeit des programmierbaren

Meganova-Ringlichts

wird mit scharfen Bildaufnahmen

von einem mit 50 km/h

rotierenden Lüfter demonstriert.

Beispiel installationen mit dem

„Machine Vision Building Kit“ und

seinem Pendant in Hygienedesign

zeigen, wie sich Bildverarbeitungskomponenten

mit modularen Komponenten

flexibel in verschiedenen

An lagen aufbauen und positionieren

lassen. Das „Hygienic Machine

Vision Building Kit“, ein kompletter

Installations baukasten aus Edelstahl

für Prozesse mit regel mäßiger

Hochdruckreinigung, ermöglicht in

Lebensmittel- und Pharmaprozessen

die gesetzeskonforme Installation

von Bildverarbeitungskomponenten

nach strikten EHEDG-

Vorgaben. ◄

Künstler: Matthew Cusick

Stoppt den Klimawandel, bevor er unsere Welt verändert.

www.greenpeace.de/helfen

Qualitätssicherung

847 sichere Sensorkontakte

Bei Sensorsockeln von Kameras, die für Kino- und Streaming-Produktionen eingesetzt werden, muss jeder

einzelne der 847 Sensorkontakte korrekt ausgeführt sein, damit die Kameras fehlerfrei funktionieren.

Testverfahren

für Sensorsockel

Für einen führenden Hersteller

solcher Filmkameras entwickelte

das Unternehmen EMC ein Bildverarbeitungssystem,

das die eingesetzten

Sensorsockel vor der

Integration des Sensors überprüft.

„Die in diesem Fall verwendeten

Sensoren verfügen auf einer Fläche

von 60 x 60 mm über 847 Kontakte,

die jeweils in einem Raster von

1,27 mm angeordnet sind“, erläutert

EMC-Geschäftsführer Fabian

Girolstein. „Zur Aufnahme dieses

Sensors dient ein Sockel mit

Außen maßen von 61 x 61 mm, der

für jeden Sensorkontakt über einen

Buchsenkontakt mit je einer Hülse

und einem Clip verfügt. Beim Einsetzen

des Sensors wird dieser

lediglich in den Sockel gesteckt,

da ein Ver löten der Kontakte nicht

möglich ist: Die dabei entstehende

Wärme oder Infrarot strahlung könnte

den Sensor unbrauchbar machen.“

Im Gegensatz zu gelöteten Verbindungen,

bei denen das Zerfließen

der Lötpaste auch bei nicht

exakt akkurater Ausrichtung zwischen

Sensorkontakt und Sockelaufnahme

noch für eine fehlerfreie

Funktion sorgen kann, müssen

gesteckte Verbindungen absolut

einwandfrei vorbereitet sein. Die Aufgabe

bestand daher darin zu kontrollieren,

ob alle Buchsenkontakte

bzw. Hülsen über einen Clip verfügen

und dieser korrekt sitzt, bevor

der Sensor in den Sockel gesteckt

und eingepresst wird.

Erfolg

trotz geringer Erfahrung

Bei der großen Zahl von 847 Kontakten

war eine manuelle Prüfung

laut Girolstein natürlich keine sinnvolle

Option: Sie wäre mit einem

sehr hohen Zeitaufwand zwar theoretisch

denkbar, aufgrund der großen

Beanspruchung und Ermüdung für

das menschliche Auge jedoch praktisch

nicht realisierbar und zudem

nicht wirtschaftlich. Aus diesem

Grund suchte der EMC-Geschäftsführer

mit seinem Team nach Unterstützung

für die Realisierung eine

automatisierten optischen Inspektionslösung

und fand sie bei den

Bildverarbeitungsexperten von

Rauscher. „Unsere Ansprechpartner

bei Rauscher haben sich dieser

Aufgabe sehr schnell angenommen

und anhand von Musterteilen

zunächst erste Machbarkeitsstudien

durchgeführt. Auf Basis der dabei

erzielten Ergebnisse ergaben sich

RAUSCHER GmbH

Bildverarbeitung

info@rauscher.de

www.rauscher.de

EMC

electro mechanical components

GmbH

info@emc.de

www.emc.de

Die EMC electro mechanical components

GmbH verlässt sich bei der

Qualitätskontrolle dieser Bauteile auf

die Expertise und Machine Vision-

Komponenten der Rauscher GmbH

Bildverarbeitung.

Sie wirken auf den ersten Blick

nicht sonderlich spektakulär, und

doch hängt viel von den Sensorsockeln

ab, die in Kameras für Kinound

Streaming-Produktionen verbaut

werden. Aufgabe dieser Bauteile ist

es, den Bildsensor der Kamera aufzunehmen

und somit eine sichere

Verbindung zwischen Bildsensor

und Leiterplatte herzustellen.

Die Auswerte-Software Aurora Design Assistant X erkennt die Minimalund

Maximalwerte von Durchmessern, Abweichungen von der mittigen

Hülsenposition oder Galvanik-Rückstände sicher. © EMC

24 PC & Industrie 5/2024

Qualitätssicherung

Imaging und dem Aurora Design

Assistant X (früher bekannt unter

dem Namen Matrox Design Assistant)

als Auswerte-Software konnte

EMC alle erforderlichen Bildverarbeitungskomponenten

aus einer Hand

von Rauscher beziehen.

Industriekameras vom Typ ace2 Pro von Basler waren für EMC wegen ihres guten Preis-Leistungsverhältnisses

und ihrer hohen Auflösung die perfekte Wahl für das Sensorsockel-Inspektionssystem. © Basler

Erfolgreich im Einsatz

Das inzwischen fertig gestellte

Bildverarbeitungssystem ist bereits

seit über einem Jahr erfolgreich bei

EMC im Einsatz, freut sich Girolstein.

„Ohne die kompetente Beratung

von Rauscher, die Empfehlung

der geeigneten Komponenten und

die Unterstützung bei der Programmierung

hätten wir dieses Projekt

nicht in so kurzer Zeit abschließen

können. Die dabei gewonnenen

Erfahrungen werden uns bei kommenden

Bildverarbeitungsprojekten

auf jeden Fall helfen, und diese

werden wir dann sicher wieder mit

Rauscher als Partner angehen.“◄

dann schon bald erste Lösungsansätze

und wir erhielten eine Empfehlung

für die geeigneten Bildverarbeitungskomponenten,

mit denen

das System am Ende dann auch tatsächlich

ausgestattet wurde.“

Erfolgreiche Realisierung

Dass Girolstein das Inspektionssystem

mit seinen Mitarbeitern erfolgreich

realisieren konnte, obwohl

bis dahin niemand bei EMC größere

Erfahrungen mit dem Thema

Bildverarbeitung hatte, macht den

Geschäftsführer besonders stolz:

„Aus meinem Elektrotechnik-

Studium habe ich natürlich ein

gewisses physi kalisches Grundverständnis

zu Themen wie Optik

und Beleuchtung, ansonsten aber

kaum praktische Erfahrungen mit

dieser Technologie. Aufgrund der

kompetenten Beratung von Rauscher

waren wir dennoch in der

Lage, ein zuverlässiges Bildverarbeitungssystem

für die Prüfung der

Sensorsockel zu entwickeln und in

Betrieb zu nehmen.“

Komponenten

aus einer Hand

Neben der durchgeführten Machbarkeitsstudie

und den Empfehlungen

für die Komponentenauswahl

unterstützte das Applikationsteam

von Rauscher EMC auch bei

den ersten Programmier ansätzen

auf Basis einer Blob-Ermittlung.

Nachdem Girolstein den um eigene

Komponenten erweiterten Messaufbau

realisiert und erste Praxistests

durchgeführt hatte, ergänzte

er diese Basis-Programmierung

selbständig und passte sie immer

weiter an die vorliegenden Bedürfnisse

an. Danach war die Bildauswertung

unter anderem in der

Lage, zusätzliche Eigenschaften

der Sensorsockel wie die Minimalund

Maximalwerte von Durchmessern

sowie Abweichungen von der

mittigen Hülsenposition zu bestimmen

oder Galvanik-Rückstände

zu erkennen, die sich negativ auf

die Signalübertragung auswirken

können. Mit diesen Daten verfügt

das System inzwischen über eine

fundierte Basis für die Entscheidungen,

ob alle 847 erforderlichen

Clips eines Sensorsockels vorhanden

sind und sich an der richtigen

Stelle befinden.

Bildverarbeitungskomponenten

aus einer Hand

Grundlage für die Aufnahme der

hochauflösenden Bilder in diesem

System ist eine USB3 Vision-Kamera

vom Typ ace2 Pro von Basler mit

24 Megapixel Auflösung, die EMC

vor allem durch ihr gutes Preis-Leistungsverhältnis

überzeugt hat. In

Kombination mit einem passenden

1,1“ C-Mount-Objektiv von Basler,

einem LED-Ringlicht von MBJ

Alle erforderlichen Hard- und Softwarekomponenten für die

Bildverarbeitung im System bezog EMC aus einer Hand von Rauscher. © EMC

PC & Industrie 5/2024 25

Qualitätssicherung

Temperaturmessung in der Elektronikindustrie

Infrarotkamera PI 640i von Optris mit neuer Mikroskop-Optik

Temperaturmessungen

mit Auflösung im Mikrometer-Bereich

Mit der neuen Mikroskop-Optik MO2X mit

2-fach Vergrößerung ist die Infrarotkamera

vom Typ PI 640i von Optris jetzt in der Lage,

Infrarot bilder auch von komplexen Strukturen

aufzunehmen.

Die geometrische Auflösung beträgt mit der

neuen Optik unglaubliche 8 µm. Für eine exakte

Temperaturmessung werden 4x4 Pixel benötigt

(MFOV), so dass man jetzt Objekte mit einer

Größe von nur 34 µm messen kann. Damit

können auch winzige Strukturen auf Chip-Level

analysiert werden. Die thermische Auflösung

erreicht mit 80 mK bei dieser Optik einen sehr

guten Wert. Der Fokus der neuen Optik ermöglicht

das Arbeiten in einer Distanz von 15 mm

zum messenden Objekt.

Elektronikbaugruppen bestehen aus immer

kleineren Strukturen und sind sehr kompakt

aufgebaut. Um Temperaturen auch bei Chip-

Level-Strukturen exakt und geometrisch hoch

aufgelöst zu messen, bringt Optris jetzt für die

Infrarot kamera PI 640i eine neue Mikroskop-

Optik auf den Markt.

Optris GmbH

www.optris.com

Hohe Temperaturen haben einen negativen

Einfluss auf die Lebensdauer von Elektronikkomponenten

und Baugruppen. Hintergrund

ist die beschleunigte Alterung vieler Halbleitermaterialien

bei erhöhten Temperaturen. Diese

können beispielsweise an einer schlechten

elektrischen Verbindung durch den erhöhten

Übergangswiderstand entstehen. Aber auch

innerhalb von komplexen Halbleiterbauteilen

wie Prozessoren kann es zu erhöhten Temperaturen

kommen.

Flexibel einsetzbar

Da die Optiken an Infrarotkameras der PI-Serie

einfach getauscht werden können, ist das System

flexibel für verschiedene Messaufgaben einsetzbar.

Zusammen mit dem mitgelieferten hochwertigen

Mikroskop-Ständer mit Fein justierung

lassen sich so mikroelektronische Bau gruppen

sehr einfach untersuchen. Die maximale Auflösung

der Infrarotkamera beträgt 640 x 480

Pixel bei einer Framerate von 32 Hz und selbst

wenn diese 125 Hz beträgt, kann die PI 640i mit

640 x 120 Pixel überzeugen.

Mit im Lieferumfang enthalten ist die lizenzfreie

Analysesoftware PIX Connect, alternativ

steht auch ein komplettes SDK zur Verfügung. ◄

Fraunhofer Vision auf der Control

Die Sonderschau »Berührungslose Messtechnik«

des Fraunhofer-Geschäftsbereichs

Vision wird auf der Control 2024 bereits zum

18. Mal durchgeführt. Sie zeigt auf 300 qm in

Halle 8 einen Querschnitt innovativer Technologien,

Applikationen und Systemkomponenten

aus dem Bereich der berührungslosen

Mess- und Prüftechnik und gibt Anwendern

eine erste Orientierungshilfe bei der Auswahl

der zur Bewältigung der eigenen Prüfaufgaben

geeigneten Technologie. Die Sonderschau hat

sich bei Ausstellern und Messebesuchern als

Marktplatz der Innovationen sowohl bei etabliert.

„Zahlreiche Fraunhofer-Institute forschen und

entwickeln im Bereich der Bildverarbeitung und

der optischen oder akustischen Prüfung für die

Qualitätssicherung. Am Control-Messestand

2024, der vom Fraunhofer-Geschäftsbereich

Vision koordiniert wird, werden dazu wieder

aktuelle Neuentwicklungen aus unterschiedlichen

Bereichen zu sehen sein.

Exponate

Wir stellen dieses Jahr Exponate aus den

Bereichen Inspektion von Oberflächen, optische

3D-Messtechnik, Inline-Messen und Prüfen,

Bauteilidentifikation oder Augmented Reality

vor. Daneben werden auch Neuentwicklungen

aus dem Bereich der zerstörungsfreien Prüfung

mit Technologien wie Röntgen-Computertomographie,

Terahertz, Ultraschall oder zu sehen

sein. Weitere Themen sind die akustische Überwachung

der Produktion sowie die Laserakustik.

Zahlreiche Exponate arbeiten mit Verfahren

der Künstlichen Intelligenz oder des Maschinellen

Lernens, sodass sich Ineressenten auch

hier einen Überblick über aktuelle Trends verschaffen

können.

Anwendungsbereiche

Die Systeme und Lösungen der Fraunhofer-

Institute kommen in zahlreichen Branchen zum

Einsatz wie Automobil und -zulieferer, M aschinenund

Anlagenbau, Luftfahrt, Kunststoff, Halbleiter,

aber insbesondere auch in Zukunftsbranchen,

wie der Batterie- bzw. Brennstoffzellenfertigung

oder dem Recycling. Ebenso werden

die Bereiche Robotik, Automatisierungstechnik,

Prozesstechnik oder Sensorik angesprochen.

Fraunhofer-Institut

für Integrierte Schaltungen IIS

Geschäftsbereich Vision

www.vision.fraunhofer.de

26 PC & Industrie 5/2024

Batteriemodule lückenlos optisch vermessen

100-prozentige 3D-Inline-Vermessung in der Batteriezellenfertigung

Qualitätssicherung

Drei Batterie-Typen

In der Elektromobilität kommen drei Typen

von Batterien zum Einsatz: die Pouchzelle, die

prismatische sowie die zylindrische Zelle. Sie

unterscheiden sich hauptsächlich in ihrer Bauweise

und den eingesetzten Materialien. Der

Fokus von senswork liegt auf der Qualitätskontrolle

der prismatischen und zylindrischen

Batteriemodule, die aufgrund ihrer Bauweisen

spezielle Herausforderungen in der Produktion

mit sich bringen.

ZScan Easy eignet sich zur schnellen 3D-Inline-Vermessung von Batteriemodulen. © senswork

Halle 8, Stand 8202

senswork

www.senswork.com

senswork, Experte für Machine-Vision- Systeme,

präsentiert mit ZScan Easy auf der Control in

Halle 8, Stand 8202 ein System zur schnellen

3D-Inline-Vermessung von Batteriemodulen.

Die Anwendung dieses Systems gewähr leistet

eine umfassende Qualitätssicherung für prismatische

und zylindrische Batteriezellenmodule in

der Fertigung. Damit wird sichergestellt, dass alle

funktions- und sicherheitsrelevanten Merkmale

zu 100 Prozent erfüllt sind.

Die Produktion von Lithium-Ionen-Batterien

für Elektroautos ist ein aufwendiger Prozess,

der hohe Material- und Energiekosten mit sich

bringt. Eine wirtschaftliche, prozesssichere Fertigung

mit minimalem Ausschuss ist daher von

entscheidender Bedeutung.

Prismatische Zelle

Die prismatische Zelle ist aktuell das häufigste

Format für E-Autos. Sie zeichnet sich durch eine

nahezu perfekte Kombination aus Energiedichte

und Sicherheit bei langer Lebensdauer aus. Allerdings

ist die Herstellung des Zellgehäuses aufwendiger

als bei den anderen beiden Typen.

Zylindrische Zelle

Die zylindrische Zelle ist eine bewährte Technologie

in der Batterieherstellung. Bedingt durch

seine Bauweise ist dieser Zelltyp in der maximalen

Lademenge begrenzt. Dadurch werden viele

Zellen für eine hohe Leistung benötigt.

Allen Zelltypen ist gemein, dass diese funktions-

und vor allem auch sicherheitsrelevante

Anforderungen erfüllen müssen. Diese können

oft nur durch eine dreidimensionale Vermessung

der Module überprüft werden, um Risiken wie

Kurzschlüsse oder Überhitzung zu vermeiden.

ZScan Easy

Auf der Control stellt senswork mit ZScan Easy

ein neues System zur Inline-3D- Vermessung

von Batteriemodulen unter Verwendung von

vier Flächenscannern des Herstellers Photoneo

vor, das in wenigen Sekunden komplette Batteriemodule

dreidimensional vermisst und die

Ergebnisse direkt an die Produktion überträgt.

Basierend auf dem senswork VisionCommander

3D Metrology Framework kommen dabei

typische Messfunktionen aus der GD&T-Welt zur

Anwendung. Einzigartig sind dabei sowohl die

schnelle Verarbeitung der 3D-Daten als auch die

Kalibrierung der Einzelscanner in einen zusammengehörigen

Koordinatenraum.

Schnell und präzise

ZScan Easy von senswork zeichnet sich durch

Schnelligkeit, Präzision und Automatisierungsfähigkeit

aus. Damit ermöglicht sie eine effiziente

Qualitätskontrolle während des gesamten

Produktionsprozesses. Unternehmen können

dadurch nicht nur Zeit und Kosten einsparen,

sondern auch die Qualität ihrer Batteriemodule

auf ein neues Niveau heben. ◄

PC & Industrie 5/2024 27

Qualitätssicherung

Erkennung verborgener Objekte

Das Unsichtbare sichtbar machen: Der neue RadarImager von Balluff

der RadarImager über dem Förderband platziert

wird, wirkt sich das auch positiv auf die

Maschinenlänge aus.“

Mit seinem RadarImager hat Balluff eine neue Lösung zur Objekterkennung entwickelt.

Das industrielle 3D-Bildgebungssystem basiert auf einer Radartechnologie und durchleuchtet

verschiedene Verpackungen.

Mit moderner Radartechnologie durchleuchtet

Balluff Verpackungen auf Vollständigkeit

und Unversehrtheit. Kunden profitieren dabei

von mehr Durchblick bei der Qualitätssicherung

und -kontrolle.

Erkennen, was optisch nicht sichtbar ist – effizient,

automatisiert und schadlos: Mit seinem

RadarImager hat der Sensor- und Automatisierungsspezialist

Balluff eine neue Lösung zur

Objekterkennung entwickelt. „Um in der Produktion

maximalen Output zu erzielen, sind

für Unternehmen die Qualitätssicherung und

-kontrolle entscheidende Faktoren“, sagt Jörg

Maier, Strategic Incubation Manager bei Balluff.

„Mit unserer Lösung heben wir diese auf ein

neues Level.“

Mit Radar Analyse ermöglichen

Das industrielle 3D-Bildgebungssystem basiert

auf einer Radartechnologie und durchleuchtet

verschiedene Verpackungen. Hierfür sendet der

RadarImager elektromagnetische Wellen aus.

Diese werden reflektiert bzw. absorbiert und

mit einer Software in Bilder übersetzt. Über ein

Gigabit-Ethernet Vision Protokoll gelangen die

Bildstapel – eine Zusammensetzung einzelner

Bildlagen – in die Auswertungssoftware.

Die dabei gewonnenen Daten bilden die Grundlage,

Unregelmäßigkeiten und Fremdkörper zu

erkennen. So kann überprüft werden, ob Verpackungen

vollständig und unversehrt sind.

Zudem können die Oberflächen beschaffenheit

erfasst, Verschlüsse geprüft und Füllstände

erkannt werden. „Mit dem RadarImager unterstützen

wir unsere Kunden dabei, die Prozesssicherheit

zu erhöhen und mögliche Rückrufe

und daraus entstehende Kosten zu vermeiden“,

so Jörg Maier. „Der Fertigungsprozess

wird kontinuierlich überwacht und die Messung

kann direkt in die Linie eingebunden werden. Da

Umgebungsunabhängiges

Sensorprinzip

Der RadarImager bietet nicht nur eine unkomplizierte

Alternative zu aktuellen aufwendigen

Maßnahmen, wenn es um das Durchleuchten

von Produkten geht – er arbeitet auch ohne

schädliche Strahlungen und ohne das Material

zu beeinflussen. Der Vorteil des Verfahrens:

Im verwendeten Frequenzbereich können

elektromagnetische Wellen sämtliche

nicht- leitfähige Materialien wie zum Beispiel

Folien, Kartonagen und Kunststoffe durchleuchten.

Metallische Gegenstände und Partikel werden

weiterhin detektiert. Zudem stellt die Radartechnologie

ein robustes Sensorprinzip dar, das

selbst bei Staub, Rauch, Feuchtigkeit, widrigen

Lichtbedingungen und rauen Oberflächen für

optimale Ergebnisse sorgt.

Verschiedene Industrien im Fokus

Zum Einsatz kommt der RadarImager unter

anderem im Bereich Food & Beverage sowie

in der Verpackungs-, Kosmetik- und Pharmaindustrie.

Während sich die Lebensmittelbranche

durch eine enorme Varianz der Verpackungsarten,

-formen und Anwendungsfällen auszeichnet,

spielt beispielsweise bei Medikamenten und

Nahrungsergänzungsmitteln die Qualitätssicherung

eine wesentliche Rolle. ◄

Balluff GmbH

www.balluff.com

Zum Einsatz kommt der RadarImager unter anderem in der Kosmetik- und Pharmaindustrie, sowie bei

Medikamenten und Nahrungsergänzungsmitteln.

28 PC & Industrie 5/2024

Qualitätssicherung

Mobile intelligente Ultra-Highspeed-Kameras

High Speed Vision GmbH

info@hsvision.de

www.hsvision.de

Die extrem lichtempfindlichen und vielseitigen

neuen Kameras MEMRECAM GO-12 und GO-9

mit ISO bis 200.000 (Mono) und bis 40.000 (Color)

eignen sich bestens für Aufnahmen bei Tageslicht,

und erübrigen zusätzliche Beleuchtungssysteme.

Das ermöglicht die preiswerte präzise

sporadische Ereignisanalyse in der Forschung,

Entwicklung, Qualitätssicherung, Automatisierung

und in Militärbereichen.

Kompakt, robust, 2,9 kg leicht und mit Abmessungen

von 128 x 128 x 135 mm eignet sich die

Kamera auch bestens in begrenzten Räumen.

Der direkt ansetzbare IDX-Akku kann externe

Stromversorgung erübrigen und bietet maximale

Flexibilität in der Anwendung. Mit einer vollen

Auflösung von 1008 x 896 Pixel mit 12.000 fps

(GO 12) und 9.000 fps (GO 9) wird eine große

Anwendungsbandbreite geboten. Bei reduzierter

Auflösung werden bis zu 220.000 fps erzielt.

Herausragendes Leistungsmerkmal ist die

WLAN-basierte integrierte Steuerung der Kamera

und perfekte Bildkontrolle direkt über Smartphone,

Tablet oder PC. Ohne spezielle Steuerungssoftwäre

ermöglicht das auf besonders einfache

Weise die Gestaltung von Anwendungen

und minimiert die Einrichtzeit. Der bis zu 64 GB

integrierte Ringspeicher bietet bis zu 64 Partitionen

mit extrem schneller Datenübertragung.

Die Kamera bietet Belichtungszeiten von 1/10 s

bis nahezu 0,01 µs. ◄

Build to last

ColorLite feiert 20 jähriges Firmenbestehen –

und ein optimiertes Inline- Spektralphotometer

Seit Firmengründung setzt die ColorLite

GmbH bei der Beleuchtung der Proben auf

stabile und beständige Hochleistungs-LEDs

sowie spektrale Farbmesstechnik der neuesten

Generation. Diese Kombination garantiert

präziseste Messergebnisse und eine lange

Lebensdauer.

Auf der Control 2024 legt die ColorLite GmbH

mit dem Farbmesssystem sph ipm ihren Schwerpunkt

auf die Inline-Farbmesstechnik. In Kombination

mit unterschiedlichem Zubehör ist das

System geeignet für alle Branchen.

Halle 10, Stand 1619

ColorLite GmbH

www.colorlite.de

Für den Einsatz direkt an der Produktionslinie

sind die Komponenten den Anforderungen

entsprechend robust in einem hochfesten

Aluminiumgehäuse mit Touch-Display verbaut.

Pünktlich zur Jubiläumsfeier bekam das Industrie-Spektralphotometer

ein neues „Gesicht“

verpasst. Die komplett neu entwickelte Software

für das Inline-Messsystem erlaubt die

Darstellung von Live-Messwerten, Trendanzeige,

sowie Soll- und Istwerten direkt am

Gerät. Dadurch ist die Basiseinheit autark und

kommt ohne zusätzlichen Rechner aus. Die

Auswertung der Messwerte sowie die Bedienung

kann direkt an der Linie erfolgen.

Mit verschiedensten Industrieschnittstellen

(Profibus,-net, Ethernet, RS232/485) werden

alle gängigen Ausgangsformate bedient. Eine

Anbindung an übergeordnete Datenbanken als

auch die Steuerung von Maschinenparametern

sind Bestandteil des Leistungsumfangs.◄

PC & Industrie 5/2024 29

Qualitätssicherung

Batterietest- und Messmodule für die Automatisierung, Testing und Labor

100 % Qualitätskontrolle in Sekundenbruchteilen

Bild 2: Das All-in-One-Modul 2511 ist für den Einsatz in der automatisierten

Fertigungsprüfung von Lithium-Ionen-Batteriezellen für eine lückenlose

100 %ige Qualitätssicherung in Millisekunden prädestiniert.

Bild 1a, b: In Batterien verbaute Zellen müssen möglichst identische

Parameter aufweisen. Alle Bilder © burster

Autor:

Dipl. Chem. Andreas Zeiff

Redaktionsbüro Stutensee

burster präzisionsmesstechnik

gmbh & co kg

info@burster.de

www.burster.de

Ob Telekommunikation, Werkzeuge,

Freizeit oder Elektromobilität

– viele moderne Geräte und

Fahrzeuge arbeiten heute netzunabhängig

mit Akkus. Damit diese

zuverlässig funktionieren, müssen

die einzelnen Akkuzellen möglichst

homogene elektrische Eigenschaften

haben und auch ihre mechanischen

Verbindungen zu 100 %

geprüft werden. Da für größere Batterien

zum Teil hunderte Einzelzellen

nötig sind, müssen die Messungen

für die Zellenbewertung schnell,

zuverlässig und sicher im Fertigungsprozess

ablaufen. Moderne

Industrie 4.0-taugliche Mess geräte

für alle relevanten Parameter rund

um die Einzelzell-Bewertung schaffen

dafür die Voraussetzung.

Eine Batterie

ist ein Zusammenschluss gleicher

Einheiten, bei elektrischen

Batterien von einzelnen Akkuzellen,

um im Verbund eine höhere

Spannung oder Kapazität zu erzielen.

Dadurch ist eine Batterie aber

nur so gut wie die schwächste verbaute

Akkuzelle. Batteriehersteller

müssen daher alle Einzelzellen und

sämtliche vorkonfigurierten Einzelmodule

für die laufende Produktion

auf ihre exakten Eigenschaften prüfen

und in Qualitätsgruppen klassifizieren.

Beim Akku eines Elektroautos

beispielsweise sind jedoch

meist einige hundert Zellen in mehreren

Modulen verbaut. Diese große

Anzahl in möglichst kurzer Zeit zu

prüfen, stellt besondere Anforderungen

an die Messtechnik. Langjährige

Erfahrung beim Einsatz von elektrischen

und mechanischen Messverfahren

ist Voraussetzung, um die

für die Batterieproduktion wesentlichen

Eigenschaften in einer Messgerätefamilie

zusammenzufassen.

Die modernen Geräte können dann

einzeln oder im Verbund eingesetzt

werden. Sie sind Industrie 4.0-tauglich

und lassen sich einfach mit den

gängigen Feldbussen verbinden,

in Fertigungsanlagen integrieren

oder für Forschung und Entwicklung

einsetzen.

Elektrische Eigenschaften

bei Einzelzellen prüfen

An erster Stelle stehen bei der

Zellen prüfung die individuellen elektrischen

Eigenschaften der Einzelzellen.

Wird in Reihenschaltung

eine Zelle mit geringerer Kapazität

verbaut, so kann der ganze Zellverbund

insgesamt nur die geringere

Strommenge abgeben. Es kann auch

zum Totalausfall führen, da die Zelle

mit geringerer Kapazität zuerst voll

ist, die anderen aber weiter geladen

werden und dabei die Zelle

mit der geringsten Kapazität überhitzt.

Auch beim Entladen kann die

abweichende Zelle überhitzen. Ein

weiteres Problem sind abweichende

Innenwiderstände, die zu ungleichmäßiger

Ladung und Erwärmung

der Zellen führen. Daher müssen

in Batterien verbaute Zellen möglichst

identische Parameter aufweisen

(Bild 1a,b). Da Akkupacks aus

Einzelzellen verschiedener Formate

(rund, Pouch, prismatisch) aufgebaut

werden, muss die Messtechnik alle

Varianten testen können.

Hoher Durchsatz

Bei oft tausenden von Einzelzellen

ist ein hoher Durchsatz bei der

Kontrolle unverzichtbar. Der Messgeräte-Einsatz

in der automatisierten

Fertigungsprüfung von Batteriezellen

30 PC & Industrie 5/2024

Qualitätssicherung

Bild 3: Eine abgestimmte PC-Software zur intuitiven Parametrierung/

Konfiguration erleichtert das Erstellen individueller Messprogramme

für eine lückenlose 100 %ige Qualitätssicherung

in Sekundenbruchteilen

erfordert daher umfangreiches

Know-how. Ein extra für solche

Aufgaben entwickeltes Messgerät

ist das All-in-One-Modul 2511

(Bild 2) des Messtechnikspezialisten

burster. Es bietet neben einer

AC-/DC-Innenwiderstandsmessung

mit Werten von 0,1 µΩ…300 mΩ in

4 Messbereichen von 10…300 mΩ

eine Vierleiter-Messmethode für

höchste Präzision und erlaubt,

Mess- und Bewertungs ergebnisse

in kürzester Zeit zu generieren. Die

Messungen können im Frequenzbereich

von 1 kHz, 100 Hz, 10 Hz,

1 Hz und bei Spannungen von

0...±5 VDC durchgeführt werden.

Das kaskadierbare Batteriemessmodul

erlaubt über Ein- bis Vielkanalanwendungen

und Temperaturmessung

in nur wenigen Millisekunden

Aussagen zu Elektrolytund

Elektrodenqualität im Vergleich

zu den Herstellersollvorgaben. Die

kompakte Bauweise sowie die Feldbus-Schnittstellen

PROFINET und

EtherCAT ermöglichen die einfache

Integration in die Produktion. Eine

darauf abgestimmte PC-Software zur

intuitiven Parametrierung/Konfiguration

erleichtert das Erstellen individueller

Messprogramme (Bild 3).

Hochstromverbindungen

prüfen

Bei Akkupacks müssen die einzelnen

Zellen verbunden werden.

Hierzu werden starre Busbar-

Verbinder, Leitungen oder Federkontakte

an die Zellen gedrückt,

geschraubt, geschweißt oder verpresst.

Dabei gilt es, vorgegebene

Übergangswiderstände sehr genau

einzuhalten, um Verlustleitung und

Eigen erwärmung des Akkus zu

minimieren. Bei den hohen Stückzahlen

in der Fertigung sind auch

hier Messgeräte mit sehr schneller

Auswertungslogik gefragt. Mit bis

zu 100 Messungen pro Sekunde

ist der RESISTOMAT Typ 2311

von burster auf die Anforderungen

von High-Speed-Anwendungen

in der Automation zugeschnitten

(Bild 4a,b). Zuleitungs- bzw. Übergangswiderstände

an den Prüfkontakten

werden durch die Vierleiter-

Messmethode eliminiert. Eine integrierte

Kabelbrucherkennung überwacht

die Messleitungen. Trotz eines

Messbereichs von 20 mΩ…200 kΩ

bei einer Auflösung bis 1 μΩ und

Bild 4a, b: Der RESISTOMAT Typ 2311 ist auf die Anforderungen von

High-Speed-Anwendungen in der Automation zugeschnitten.

einer Messgenauigkeit ≤0,03 % v.M.

erreicht das Prüfgerät Highspeed-

Messungen ab 10 ms pro Messung

inklusive Bewertung. Die Klassifizierungen

und Selektierungen übernimmt

ein 2- und 4-fach-Komparator

mit Schaltausgängen. Alle

Geräteeinstellungen können individuell

in bis zu 32 unterschiedlichen

Messprogrammen parametriert

werden, wahlweise auch über

die Ethernet-, USB- (Standard) oder

Feldbus-Schnittstellen (Option). Der

integrierte Datenlogger kann bis zu

900 Messwerte pro Messprogramm

abspeichern.

Bild 5: Beim Erfassen und Validieren

der Fügekräfte mit dem X/Y-Prozess-

Controller DIGIFORCE 9307 fallen

eventuelle Fügefehler sofort auf.

Mechanische Messwerte

bestimmen

Auch mechanische Kenngrößen

sind bei der Akkufertigung wichtig.

So lässt sich in der Fertigungslinie

durch Messen von Anzugdrehmomenten

und Anzugskräften sicherstellen,

dass Kontaktflächen sicher

montiert sind und die Übergangswiderstände

möglichst gering ausfallen.

Auch beim Verpressen von

Hochstromkontakten auf Leiterplatten

oder Einschieben einzelner Zellen

in Halteröhren oder Boxen gilt

es, die auftretenden Kräfte zu messen.

Erfassen und Validieren der

Fügekräfte decken eventuelle Fügefehler

sofort auf. Eine Kraft/Weg-

Einpressüberwachung mit Fenster-

und Hüllkurven technik erlaubt

z. B. die Erfassung von Min/Max- -

Spitzenwerten und Kraft-Mittelwerten

in einem parametrierten Toleranzbereich.

Mit dem X/Y-Prozess-

Controller DIGIFORCE 9307 (Bild 5)

sind solche Prüf methoden einfach

umzusetzen. Über eine Anbindung

via PROFINET, EtherCAT, EtherNet/

IP und Ethernet UDP unterstützt das

Modul eine flexible Ablaufsteuerung

und Mess datenerfassung. Bis zu

128 Messprogramme ermöglichen

eine hohe Produkt varianz. Wird beispielsweise

für das Einsetzen einzelner

Zellenplatten/Zellenblöcke in ein

Zellengehäuse der Kraft-Weg überwacht,

können für die Optimierung

der Taktzeit immer mehrere Einheiten

gleichzeitig gefügt und mit Hilfe von

kaskadierten DIGIFORCE-Controllern

jede einzelne Platte erfasst und

ausgewertet werden.

Langzeitüberwachung

des Ausdehnungsverhaltens

von Akkuzellen

Doch nicht nur zeitkritische Messungen

in der Fertigungslinie sind

wichtig, auch für Labormessungen

zum Batterieverhalten von Einzelzellen

und Akkupacks, beispielsweise

in der Entwicklung oder für Stichproben

kontrollen, werden Messgeräte

gebraucht. Damit lassen sich

auch mechanische Messwerte zur

Langzeitbeobachtung z. B. der Ausdehnung

bei Lade- und Entladezyklen

oder der Bestimmung der auftretenden

Kräfte mit Über wachung

der Temperaturen bzw. zur Optimierung

der Druckverteilung und

Lebensdauer leicht bestimmen. Der

burster Druckkraftsensor 8526 eignet

sich durch die kleine Bauform

und drei Befestigungs bohrungen

für solche Aufgaben in unterschiedlichen

Anwendungs gebieten (Bild 6).

Selbst Winkelfehler in der Krafteinleitung

von bis zu 3° Abweichung

zur Messachse beeinflussen das

Messergebnis nur sehr gering. Sein

breites Messbereichsspektrum von

0…100 N bis 0...1 MN erlaubt nicht

nur bei Akkuzellen z. B. die genaue

Erfassung der Kräfte bzw. die Ausdehnung

mit der Temperatur beim

Laden und Entladen der Zellen.

Das wiederum gestattet eine exakte

Bewertung des Langzeitverhaltens

und des Alterungsprozesses.◄

Bild 6: Mechanische Messwerte

zur Langzeitbeobachtung der

Ausdehnung bei Lade- und

Entladezyklen oder der Bestimmung

der auftretenden Kräfte

PC & Industrie 5/2024 31

Künstliche Intelligenz

Tiny-ML – Mikrocontroller erkennen Anomalien

Energie- und ressourcenschonende Lösungen für die erfolgsorientierte Digitalisierung im Mittelstand

Bild 1: Drei typische SBCs, oben ein Raspberry Pi, in der Mitte dessen

abgespeckte Variante Raspberry Pi zero, unten das Evaluationsboard

des MAX78000.

Der erwartete Wertbeitrag von KI

in Höhe 488 Milliarden EUR [1] im

Jahr 2025 für die deutsche Industrie

steht im krassen Missverhältnis

zu den Ergebnissen einer Studie

im Auftrag des Wirtschaftsministeriums:

Nur rund 6 % der deutschen

Unternehmen nutzen KI;

die meisten davon Großunternehmen

und Startups. Im klassischen

Mittelstand ist sicherlich ein großes

Potenzial vorhanden - aber wie

schon bei Industrie 4.0/Big Data

Autoren:

Andreas Federl (li), M.Sc.

TH Deggendorf

Markus Böhmisch (re), M.Sc.

Entwicklungsingenieur

Elec-Con technology GmbH

www.elec-con.com

klemmt die Säge bei der Einführungs-

und Umsetzungsunterstützung

für die ersten Gehversuche.

Der nachfolgende Artikel will Hilfe

zur Selbsthilfe geben, zeigt bewährte

Umsetzungsmethoden auf, vermittelt

Praxiserfahrung und versucht,

auf bereits bekannte Fallstricke aufmerksam

zu machen. Denn gerade

in der Zustandsüberwachung und

vorausschauenden Wartung bieten

sich Einsatzfelder für KI im industriellen

Umfeld, die eine schnelle

Amortisation versprechen.

Was ist KI

für den Mittelstand?

Bei KI denken viele erst einmal

an Chat-GPT und ähnliche Systeme

(Bild 2). Diese Systeme sind

sehr mächtig - haben aber auch

einen entsprechenden Hunger nach

Energie. Nach einer US-amerikanischen

Studie benötigt allein das

Training eines einzelnen dieser KI-

Modelle mindestens so viel elektrische

Energie wie 100 Haushalte.

Bild 2 zeigt ein Foto, das niemals

gemacht wurde. KI hat den real existierenden

Unternehmer Jeff Bezos

in eine fiktive Szene kurz vor dem

Launch seiner Website amazon.com

eingebettet. Das Spiel Mars Marauder

(unten rechts) gab es nie; das

iPhone (unten links, kaum erkennbar)

wurde 2007 vorgestellt - und

damit 12 Jahre nach dem behaupteten

Fototermin.

Doch auch kleinere KI-Modelle,

wie sie z. B. in der mittelständischen

Industrie zum Einsatz kommen können,

benötigen Strom. Je mehr KI-

Modelle auf Desktop-PCs zum Einsatz

kommen, desto schneller werden

sie sich zu einem weiteren Lastfaktor

für die Energieversorgung entwickeln

- und der Stromverbrauch

zu einem Kostenfaktor.

Ressourcenund

energieeffiziente

KI-Lösungen

Aus diesen Überlegungen heraus

ging das Labor für hardwarenahe

Digitalisierung an der Technischen

Hochschule Deggendorf (THD)

der Frage nach, wie sich ressourcen-

und energieeffiziente KI-

Lösungen entwickeln und umsetzen

lassen. Der Fokus liegt dabei

auf eng begrenzten Anwendungen,

welche auf vergleichsweise kleinen

und preiswerten Rechnern

oder Mikrocontrollern laufen können.

Entsprechend werden solche

Lösungen nachfolgend als “Tiny”

bezeichnet. Gemeinsam mit dem

Unternehmen Elec-Con technology

aus Passau, Hersteller digital

geregelter Stromversorgungen,

untersucht die THD, welche spezifischen

Möglichkeiten, aber auch

Einschränkungen sich aus dem

Einsatz solcher Modelle ergeben.

Schon Künstliche Intelligenz

oder nur

Maschinelles Lernen?

Prinzipiell zielt Künstliche Intelligenz

(KI) darauf, Maschinen zu

befähigen, angemessen und vorausschauend

in ihrer Umgebung zu

agieren, also auch bis zu einem

gewissen Grad Sinneseindrücke

zu erfassen und darauf zu reagieren,

Informationen aufzunehmen

und zu verarbeiten, als auch Wissen

zu speichern, Sprache zu verstehen

und zu erzeugen sowie perspektivisch

Probleme zu lösen und

Ziele zu erreichen.

Bereits anhand dieser Definition

wird klar, dass so ein Ansatz viel zu

mächtig ist, um damit vergleichsweise

einfache Herausforderungen

zu lösen, etwa zu erkennen, dass ein

gerade gefertigtes Teil in bestimmten

Eigenschaften vom erwarteten

Ergebnis abweicht.

Maschinelles Lernen

Daher fokussiert sich dieser Artikel

auf das Teilgebiet Maschinelles

Lernen (ML) der Künstlichen Intelligenz.

Um ein fehlerhaft gefertigtes

Teil sicher identifizieren zu können,

muss die Maschine viele, viele Gut-

Teile “gesehen” und erfasst haben.

Durch diesen iterativen Prozess

lernt das System, dass bestimmte

Abweichungen tolerabel sind (etwa,

weil in der Realität Fertigungstoleranzen

nicht vermeidbar sind).

Damit sind auch bereits die Kernbereiche

des maschinellen Lernens

umrissen. Aus den Daten, mit

denen das System “gefüttert” wird,

etwa Kamerabilder einer bestückten

Leiterplatte, entwickeln entsprechende

Algorithmen ein statistisches

Modell. Das System lernt

also nicht einfach Bilder auswendig,

sondern es versucht, in jedem

neuen Kamerabild bereits gelernte

Muster und Gesetzmäßigkeiten zu

erkennen.

Unbekannte Daten

selbständig beurteilen

Ziel ist es, das System zu befähigen,

neue, bisher unbekannte

Daten selbständig zu beurteilen.

Also z. B. in einem neuen Kamerabild

zu erkennen, ob ein Widerstand

auf einer Leiterplatte nur verrutscht

aber beidseitig kontaktiert ist

(Gut-Teil), oder aber z. B. der Widerstand

fehlt oder ein “Grabstein” produziert

worden ist (Bild 3). In diesem

Fall aktiviert das System z. B.

die automatisierte Aussonderung

und leitet die Baugruppe mit der

Info über die identifizierten Fehler

weiter zur Nacharbeit.

Bild 3 zeigt den Grabsteineffekt:

Wenn sich beim Reflow-Löten kleine

Bauteile aufstellen, ist ein Teil der

Anschlüsse nicht kontaktiert. Die-

32 PC & Industrie 5/2024

Künstliche Intelligenz

ser Fehler tritt in der Elektronikfertigung

häufig auf. Da Widerstände

vergleichsweise klein sind (bei der

Bauform 0402 etwa 1 mm lang und

0,5 mm breit), sind die Fehler nicht

immer leicht zu erkennen; die Suche

für das menschliche Auge ist ermüdend.

Daher kommt für solche Analysen

immer öfter KI zum Einsatz.

Leistungsfähigkeit

Hat man also, wie gerade skizziert,

eine bestimmte Aufgabe identifiziert,

die per Tiny-ML gelöst werden

soll, stellt sich die Frage nach

der erforderlichen Leistungsfähigkeit.

Ein System, das zwingend hochaufgelöste

Bilder mehrerer Video-

Kameras verarbeiten muss, benötigt

zweifellos mehr (Rechen-)Leistung,

als ein System, das lediglich

Standbilder zur Beurteilung heranzieht.

Häufig stellt man bei dieser

Betrachtung fest, dass ein Embedded-Rechner

oder ein entsprechend

ausgestatteter Mikrocontroller für die

Aufgabe völlig ausreicht.

Weiterführende

Überlegungen

Wenn es gelingt, Tiny-ML direkt

auf einem Embedded-Rechner oder

Mikrocontroller zu realisieren, ergeben

sich daraus einige Vorteile.

• Ressourcen- und Energieverbrauch:

Tabelle 1 vergleicht die

wesentlichen Parameter einiger

grundsätzlich geeigneter Systeme

mit einem Desktop-PC.

• Datensicherheit und Datenschutz:

Bei ausreichender Ausstattung

mit Rechenleistung bleiben

die gesammelten Daten auf

dem System. Weder für die Auswertung

noch für das Training

des Systems müssen rückverfolgbare

oder auf einzelne Personen

beziehbare Rohdaten weitergegeben

werden. Stattdessen

gibt ein entsprechend leistungsfähiges

System nur hoch aggregierte

und anonymisierte Daten

an übergeordnete Systeme weiter.

• Cybersicherheit: KI-Systeme

sind beliebte Ziele für Hackerangriffe,

und diese können durchaus

sehr subtil sein, etwa indem

ein böswilliger Angreifer dem System

bestimmte Botschaften “beibringt”.

Embedded Systeme sind

prinzipbedingt viel weniger angreifbar.

Zum einen wegen fehlender

oder eingeschränkter Netzwerkanbindung,

zum anderen aber auch,

weil darauf z. B. Betriebssysteme

zum Einsatz kommen, für die es

kaum entsprechende Schad- oder

Angriffswerkzeuge gibt.

Links im Bild: Bestückvorgang. Rechts: nach dem Löten

(1) Lötstopplack

(2) Pad (Anschlussfläche)

(3) Lötstopplack

(4) Lötvorgang

(5) Lötverbindung auf einer Seite

(6) Grabstein: Das Bauteil hat sich aufgestellt

Bild 3: Grabsteineffekt: Wenn sich beim Reflow-Löten kleine Bauteile

aufstellen, ist ein Teil der Anschlüsse nicht kontaktiert. © Elec-Con

Bild 2: Dieses Foto ist niemals gemacht worden. KI hat den real

existierenden Unternehmer Jeff Bezos in eine fiktive Szene eingebettet.

Bei einem entsprechenden Systemzuschnitt

ist es technisch auch

nicht möglich, dieses bzw. das angeschlossene

Netzwerk über die Sensoren

anzugreifen [2]. Mittels eines

KI-Ansatzes kann bei bestimmten

Aufgaben sogar komplett auf Sensoren

verzichtet werden. Das reduziert

die Systemkosten und kann

die Cybersicherheit deutlich verbessern.

So gelingt es etwa, mittels

Tiny-ML das Strom-Zeit-Profil

eines Verbrauchers auszuwerten

und darin Anomalien zu identifizieren.

Nur ein Beispiel dafür ist

das zuverlässige Erkennen eines

beschädigten CPU-Lüfters einer

Hochleistungs-Grafikkarte.

Zustandsüberwachung

und vorausschauende

Instandhaltung

Im industriellen Umfeld sind Applikationen

im Bereich der Zustandsüberwachung

und der vorausschauenden

Wartung häufige erste Einsatzgebiete

von KI-Verfahren, weil

sie in aller Regel wenig komplex

sind, aufgrund vermiedener ungeplanter

Maschinenstillstände aber

eine kurze Amortisationszeit versprechen.

Gerade wenn es darum geht,

unscharfe Muster oder Anomalien

zu erkennen, kann Tiny-ML seinen

Vorteil ausspielen. Damit lassen

sich auch Prognosen über die nahe

Zukunft treffen, basierend auf den

gesammelten Daten und erlernten

Mustern. Ein Beispiel ist das Erkennen

des bevorstehenden Ausfalls

eines Lagers. Rechtzeitig vor dem

ungeplanten Stillstand lässt sich

der Austausch des Lagers in die

Wartungsschicht verschieben und

sich so die Effizienz von Wartungsprozessen

erheblich steigern [3].

Anwendung von KI

in eingebetteten Systemen

Als Plattform für eingebettete

Systeme dienen häufig SBCs [4].

Beispiele für solche Systeme sind

Raspberry Pi, BeagleBone oder

Arduino. Diese kleinen Universalrechner

kommen auch in der Automatisierung,

der Robotik, zur Anbindung

von Geräten an das IoT (Internet

der Dinge) oder in der Lehre zum

Einsatz. Sie sind günstig, vielseitig

verwendbar sowie einfach zu programmieren.

Die permanente Arbeit einer weltweiten

Community sorgt dafür, dass

es für viele Applikationen bereits

Beispiellösungen gibt; man das

Rad also nicht immer vollständig

neu erfinden muss.

Spezieller SBC

Je höher die Stückzahl eines

Geräts ist, desto mehr lohnt sich

die Entwicklung eines speziellen

SBC mit applikationsspezifischer

Programmierung für genau diese

Anwendung. Teilweise werden solche

Systeme um dafür optimierte

Mikroprozessoren bzw. Mikrocontroller

herum aufgebaut. So sind

etwa in modernen Kraftfahrzeugen

bis zu hundert solcher eingebetteter

Systeme im Einsatz; dort

allerdings häufig als Steuergeräte

bezeichnet. Das Aufgabenspektrum

reicht von der komplexen und mit

mehreren Mikrocontrollern bestückten

Motorsteuerung über Bremssysteme,

Navigations- und Entertainment-Systeme

bis hin zum elektronischen

Blinker-Relais.

PC & Industrie 5/2024 33

Künstliche Intelligenz

Leistungsdaten in Vergleich

PC Raspberry Pi 2 (B) Raspberry Pi (Zero) Arduino Nano MAX78000FTHR

CPU Intel ARM Cortex A7 ARM Cortex A7 megaAVR ARM Cortex M4

+ Neural Network

Accelerator

Taktfrequenz [GHz] 2…5 0,6 1 0,016 0,1

Anzahl Kerne 1…8 4 1 1 2

Busbreite [bit] 64 32 32 8 32

Arbeitsspeicher [GB] 4…32 4 0,512 0,000032 0,00064

Rechenleistung [GFLOPS] 200…400 4….5 0,2…0,3 0,0013

Stromaufnahme (typ.) [W] 60 5 1,3 0,17 0,25

Raumbedarf (typ) [l] 5 0,12 0,03 0,01 0,02

Energiebedarf [8] [kWh] 5.256 438 113 15 22

Energiekosten [9] [EUR] 1.300 110 28 4 6

Preis (typ.) [EUR] 1.000 60 30 20 60

Tabelle 1: Vergleich der Leistungsdaten unterschiedlicher Rechner-Plattformen

Tiny-ML-Applikationen

Sowohl SBCs als auch Mikroprozessoren

sind wegen ihrer Flexibilität

sowie ihrer kleinen Abmessungen

ideal für Tiny-ML-Applikationen

geeignet. Sie sind in der Lage,

komplexe Berechnungen durchzuführen,

während sie gleichzeitig

wenig Energie verbrauchen (siehe

Tabelle 1). Zwar können preiswerte

SBCs nicht mit den Rechenleistungen

von PCs mithalten; dies

ist aber auch nicht zwingend erforderlich:

Viele KI-Modelle können

so optimiert werden, dass sie trotz

begrenzter Ressourcen anspruchsvolle

Aufgaben erfüllen können.

Durch die geschickte Anpassung

der KI-Modelle an die begrenzten

Ressourcen von eingebetteten Systemen

können diese mit geringem

Energieverbrauch und minimaler

Datenverarbeitung effektiv arbeiten.

So lässt sich ein leistungsfähiges

KI-System mit Ressourceneffizienz

und Datensparsamkeit

kombinieren.

Energie- und

Ressourceneffizienz

Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, dass

man für den Preis eines PCs rund

50 Arduino-Boards bekommt - die

zusammen etwa den halben Stromverbrauch

des PCs haben. Gerade

eine geringe Stromaufnahme ist ein

wichtiges Kriterium für Geräte und

Systeme, die aus dezentralen Energiequellen

wie Solarzellen, Batterien

oder Akkus versorgt werden. Entscheidend

dabei ist der sparsame

Umgang mit Daten, und zwar aus

folgenden Gründen:

• Beschränkte Ressourcen: Eingebettete

Systeme sind sparsam

ausgestattet und daher in aller

Regel nicht in der Lage, große

Datenmengen zu speichern oder

zu verarbeiten. Entsprechend kommen

hier ML-Modelle zum Einsatz,

welche selbst wenig Speicherplatz

benötigen und mit vergleichsweise

kleinen Datensätzen

effektiv arbeiten können.

• Hier sei angemerkt, dass für eine

effiziente Zustandsüberwachung

teilweise ein sehr tiefes Systemverständnis

erforderlich ist, um

die relevanten Daten zu identifizieren

und die für eine sinnvolle

Auswertung minimal erforderliche

Datenrate festzulegen.

• Energieeffizienz: Häufig arbeiten

eingebettete Systeme in Umgebungen,

in denen Energie eine

begrenzte Ressource ist. Das

Verarbeiten großer Datenmengen

erfordert mehr Rechenleistung

und damit mehr Energie.

Entsprechend führen datenund

rechensparsame Modelle zu einem

reduzierten Energieverbrauch.

• Datenschutz: Nicht selten erfassen

eingebettete Systeme persönliche

oder in anderer Weise sensible

Daten. Datensparsamkeit

kann dazu beitragen, die Menge

der gesammelten und gespeicherten

Daten zu minimieren und lokal

zu halten und so die Privatsphäre

der Nutzer zu schützen.

KI-Modelle

lassen sich komprimieren

Wie erreicht man im KI-Umfeld

einen sparsamen Umgang mit Daten?

Zum einen durch die Komprimierung

des Modells. Dazu kommen etwa

folgende Techniken zum Einsatz:

• Quantisierung: Codieren der

Parameter bzw. Gewichte in niedrigerer

Präzision. Etwa, indem

diese nicht - wie während des Trainings

- als 32-Bit- oder 64-Bit-Gleitkommazahlen

dargestellt werden,

sondern z. B. als Festkommazahlen

oder ganzzahlig mit entsprechender

Skalierung. Denn

gerade für kleine Mikrocontroller-

Architekturen, wie etwa Cortex M3,

die nicht über eine Gleitkomma-

Recheneinheit verfügen, stellen

solche mathematischen Operationen

einen hohen Rechenaufwand

mit entsprechendem Energiebedarf

dar.

• Pruning: Bei diesem Verfahren

sucht man gezielt nach unwichtigen

Gewichtungen. Werden solche

gefunden, werden sie entfernt;

teilweise lassen sich auch komplette

Feature-Kanäle entfernen

(z. B. extrem seltene Ereignisse).

Anschließend trainiert der Entwickler

das Modell neu, um den vom

Pruning verursachten Genauigkeitsabfall

zu kompensieren.

• Wissensdestillation: Hier versucht

man, das Wissen eines

komplexen, tief strukturierten

Modells möglichst ohne Verlust

der Gültigkeit auf ein kleineres

Modell zu skalieren. Hintergrund

dafür ist, dass das umfangreiche

Modell zwar sehr viel mehr Details

verarbeitet, dieses im konkreten

Fall aber nicht benötigt wird. Entsprechend

kann das kompaktere

Modell auf eine weniger leistungsfähige

Hardware-Plattform portiert

werden.

Edge-Computing

Ein weiterer Ansatz zum Sparen

von Daten und Energie ist Edge-

Computing: Anstatt Rohdaten zur

Verarbeitung an einen zentralen

Server zu senden, findet die Datenverarbeitung

direkt auf dem eingebetteten

System statt. Da weniger

Daten (ggf. drahtlos) übertragen

werden müssen, sinkt der Energieaufwand

für die Datenübertragung.

Gleichzeitig gewinnt man an Sicherheit

und garantiert die Privatsphäre

(siehe oben).

KI-Integration

in Mikrocontrollern

und Einplatinenrechnern

Der Raspberry Pi (siehe Tabelle 1)

ist ein Beispiel für einen kostengünstigen,

kompakten Einplatinenrechner,

der sich zunehmend

auch in industriellen Applikationen

findet. Diese SBCs lassen sich im

KI-Umfeld auch gut als Knoten in

einem verteilten KI-System nutzen.

Jeder Knoten führt dabei individuelle

Aufgaben aus und trägt zur

Gesamtleistung des Systems bei.

Die Programmierung erfolgt häufig

in Python (siehe Kasten).

KI-Rechenwerke

Mittlerweile gibt es erste Mikrocontroller

auf dem Markt, welche

nicht nur CPUs beinhalten, sondern

auch spezifische KI-Rechenwerke.

Mit solchen Bausteinen lassen sich

leistungsfähige, verteilte KI-Sys-

34 PC & Industrie 5/2024

Künstliche Intelligenz

teme mit geringstem Energieverbrauch

umsetzen. Ein Beispiel ist

der MAX78000, der dafür entwickelt

wurde, neuronale Netzwerke auszuführen

[5]. Seine CNN-Beschleunigungseinheit

[6] ermöglicht es, KI-

Inferenzen [7] mit nur Mikrojoule

an Energieverbrauch durchzuführen.

Tabelle 2 vergleicht wesentliche

Eigenschaften dieses Mikrocontrollers

mit einem Raspberry Pi.

Der MAX78000 ist als System-ona-Chip

(SoC) konzipiert und kann

Updates seines neuronalen Netzwerks

im laufenden Betrieb vornehmen.

Dies macht ihn zu einem flexiblen

und gut anpassbaren Werkzeug

für eingebettete KI-Anwendungen.

In der Praxis werden die

neuronalen Netzwerke zunächst in

gängigen Tools, wie etwa PYTorch

(auf dem PC) trainiert, bevor sie

mit den von Maxim bereitgestellten

Werkzeugen auf den Mikrocontroller

portiert werden.

Ausblick

Vorbeugende Instandhaltung und

Zustandsüberwachung sind gute

Einsteiger-Applikationen für den

Einsatz von KI im Mittelstand. Mittels

ML-Verfahren lassen sich z. B.

schleichende oder typische Veränderungen

in Strom-Zeit-Profilen erkennen,

ohne dass es zusätzlicher Sensoren

etc. bedarf. Für Einsteiger ist

die große Community bei den verbreiteten

SBCs ein nicht zu unterschätzender

Einsatzbeschleuniger.

Für fortgeschrittene Anwender

macht es Sinn, sich mit den Möglichkeiten

spezieller KI-Mikrocontroller

vertraut zu machen. Generell

empfehlen die Autoren, mit smarten

Ansätzen zu arbeiten und damit mit

kleinen, energie- und ressourceneffizienten

Lösungen. Für das Erkennen

von sich abzeichnenden Schäden

durch Verschleiß, blockierter

Lüfter oder fehlerhafter Druckvorgänge

ist sicherlich kein High-End-

IPC als Recheneinheit erforderlich.

Vergleich Raspberry Pi / MAX 78000FTHR

Raspberry Pi

MAX 78000FTHR

Weit verbreitet +++ --

Große Community +++ --

Vielfältige Anschlussmöglichkeiten ++ +

Rechenleistung / Speicher + -

KI-Rechenleistung + ++

KI-Flexibilität [10] - +++

Energieeffizienz / geeignet für mobile Applikationen - ++

Einfache Programmierung + -

Spezialisierte KI-Hardware - +++

Tabelle 2: Vergleich Raspberry Pi / MAX 78000FTHR

Wer schreibt:

Andreas Federl ist wissenschaftlicher

Mitarbeiter sowie Doktorand

im Labor für hardwarenahe Digitalisierung

an der Fakultät Elektrotechnik

und Medientechnik (EMT)

der Technischen Hochschule Deggendorf

(THD). Schwerpunkt seiner

Arbeit ist die Forschung im

Bereich der Stromversorgungstechnik,

Hardware für Embedded Systems

und Anwendung von künstlicher

Intelligenz im Bereich der

Elektrotechnik.

Markus Böhmisch ist Entwicklungsingenieur

bei der Elec-Con

technology GmbH. Er ist Spezialist

für digital geregelte DC/DC-Wandler.

Ein weiterer Schwerpunkt seiner

Arbeit sind Simulation sowie

die EMV-Optimierung von kundenspezifischer

(Leistungs-)elektronik.

Referenzen

[1] Quelle: Forschungsbeirat der

Plattform Industrie 4.0 (acatech)

[2] Nach Ansicht des TÜV Nord

Cert sind “Sensoren in der Automation

derzeit das gefährlichste

Einfallstor für Hacker”.

Python

Die weit verbreitete und leicht

zugängliche Programmiersprache

Python ist zu einer bevorzugten

Sprache für die Entwicklung von

KI-Anwendungen geworden. Beispielsweise

kann die Modellbildung

mithilfe der freien Software-Bibliothek

Scikit-Learn erfolgen, in welcher

zahlreiche Modelle aus dem

Bereich des maschinellen Lernens

zur Verfügung stehen. Weitere

Vorteile von Python sind:

[3] https://www.nist.gov/publications/key-elements-contextualize-ai-driven-condition-monitoring-systems-towards-their-risk

[4] SBC: Single Board-Computer

oder Einplatinenrechner.

Diese enthalten auf einer Leiterplatte

einen voll funktionsfähigen

Rechner mit Mikroprozessor,

Arbeitsspeicher, Ein-/Ausgabe-Bausteinen

(IOs), gelegentlich

auch Massenspeicher.

[5] https://www.stg-maximintegrated.

com/en/products/microcontrollers/

MAX78000.html#online-ds

[6] CNN ist die Abkürzung von Convolutional

Neural Network, zu

Deutsch etwa „faltendes neuronales

Netzwerk“. Dies ist ein

• Die einfache und intuitiv lesbare

Syntax erleichtert den schnellen

Einstieg und ermöglicht erfahrenen

Programmierern, sich auf

KI-Algorithmen und -Konzepte

zu fokussieren.

• Python bietet eine breite Palette

von Bibliotheken und Frameworks,

die speziell für KI entwickelt

wurden. Die bekanntesten

sind NumPy, Pandas, TensorFlow,

Keras, PyTorch und Scikit-Learn.

Diese Bibliotheken bieten vorgefertigte

Funktionen und Algorithmen

für Aufgaben wie maschinelles

Lernen, neuronale Netze,

Datenanalyse und -manipulation,

Bildverarbeitung etc.

• Es gibt eine große und weltweit

aktive Community, welche ständig

neue Bibliotheken, Frameworks

und Tools für KI entwickelt

und verbessert. Dadurch stehen

Anwendern eine Fülle von Ressourcen,

Tutorials, Dokumentationen

und Beispielcodes zur

Verfügung. Die Zusammenarbeit

und der Austausch von Wissen

in der Python-Community sind

auch für KI-Entwickler äußerst

wertvoll.

künstliches neuronales Netz.

Sein Konzept ist von biologischen

Prozessen inspiriert

und eignet sich insbesondere

für maschinelles Lernen.

[7] Eine Inferenz ist bei einem neuronalen

Netzwerk ein einzelner

schlussfolgernder Denkvorgang

bzw. ein Prozess, bei dem aus

gegebenen Eingangsdaten und

gelerntem Wissen Schlüsse

gezogen werden.

[8] bei zehn Jahren Dauerbetrieb

[9] bei Stromkosten von 25 ct/kWh

[10] Der MAX78000 unterstützt verschiedene

Gewichtsformate für

neuronale Netze und erlaubt

Aktualisierungen der KI-Netzwerke

im laufenden Betrieb ◄

• Python ist plattformunabhängig;

Programme in Python sind auf

unterschiedlichsten Betriebssystemen

wie Windows, macOS

oder Linux lauffähig. Diese Flexibilität

ist besonders wichtig, da

KI-Anwendungen auf verschiedenen

Plattformen und Geräten

implementiert werden müssen,

von Servern bis hin zu eingebetteten

Systemen.

• Nahtlose Integration von anderen

Programmiersprachen und

Tools: Im Bedarfsfall kann auf

leistungsstarke Bibliotheken

und Frameworks aus anderen

Sprachen zurückgegriffen werden.

So lassen sich komplexe

Berechnungen in Python dadurch

beschleunigen, dass diese als

optimierte Funktionen in C oder

Fortran programmiert werden.

PC & Industrie 5/2024 35

Künstliche Intelligenz

Deep Learning für IoT Anwendungen

der nächsten Generation - Teil I

Das EU-Projekt VEDLIoT zeigt, wie Deep Learning und künstliche Intelligenz helfen, den Anwendungsbereich

von IoT-Systemen zu erweitern.

ender Wartung oder autonomen

Steuersystemen entscheidend ist.

Trotz der zahlreichen Vorteile, die

Deep Learning für IoT-Systeme mit

sich bringt, gibt es bei der Implementierung

inhärente Herausforderungen,

beispielsweise hinsichtlich

Energieeffizienz, Zuverlässigkeit und

Sicherheit, die angegangen werden

müssen, um das Potenzial voll auszuschöpfen.

Das Projekt Very Efficient

Deep Learning in IoT ( VEDLIoT)

stellt Lösungen für diese Herausforderungen

bereit.

Das Internet der Dinge (engl. Internet

of Things - IoT), ein Netzwerk

miteinander verbundener Geräte, die

mit Sensoren und Software ausgestattet

sind, hat zum Einen die Art

und Weise revolutioniert, wie wir

mit der Welt um uns herum interagieren,

und gibt uns zum Anderen

die Möglichkeit, Daten wie nie zuvor

zu sammeln und zu analysieren.

Autor:

VEDLIoT Konsortium

Jens Hagemeyer

Koordinator

https://www.uni-bielefeld.de/

fakultaeten/technische-fakultaet/

arbeitsgruppen/kognitroniksensorik

Im Zuge des technologischen

Fortschritts und der fortschreitenden

Automatisierung werden immer

mehr Gegenstände mit Konnektivität

und Sensorfunktionen ausgestattet

und damit Teil des IoT-Ökosystems.

Es wird erwartet, dass die Zahl

der aktiven IoT-Systeme bis 2027

29,7 Milliarden erreichen wird, was

einen erheblichen Anstieg gegenüber

den 3,6 Milliarden Geräten im Jahr

2015 bedeutet. Dieses exponentielle

Wachstum erzeugt eine enorme

Nachfrage nach Lösungen, um die

Herausforderungen im Hinblick auf

Rechenleistung, Zuverlässigkeit und

Sicherheit von IoT-Anwendungen zu

bewältigen. Insbesondere industrielles

IoT, Automotive und Smart

Homes sind drei wichtige Bereiche

mit spezifischen Anforderungen, die

jedoch einen gemeinsamen Bedarf

an effizienten IoT-Systemen haben,

um optimale Funktionalität und Leistung

zu ermöglichen.

AIoT-Architekturen

Die Steigerung der Effizienz von

IoT-Systemen und die Freisetzung

ihres Potenzials kann durch künstliche

Intelligenz (KI) und die Schaffung

von AIoT-Architekturen (Artificial

Intelligence of Things) erreicht

werden. Durch den Einsatz hochentwickelter

Algorithmen und Methoden

des maschinellen Lernens befähigt

KI IoT-Systeme, intelligente

Entscheidungen zu treffen, große

Datenmengen zu verarbeiten und

wertvolle Erkenntnisse zu gewinnen.

Diese Integration treibt beispielsweise

die operative Optimierung

in industriellen IoT Systemen

voran, ermöglicht fortschrittliche

autonome Fahrzeuge und bietet

intelligentes Energiemanagement

sowie personalisierte Erfahrungen

in intelligenten Häusern.

Deep Learning

Unter den verschiedenen KI-Algorithmen

ist Deep Learning, das künstliche

neuronale Netze nutzt, aus

mehreren Gründen sehr gut für IoT-

Systeme geeignet. Einer der Hauptgründe

ist seine Fähigkeit, automatisch

aus Sensor-Rohdaten zu lernen

und Merkmale zu extrahieren.

Dies ist besonders wertvoll bei IoT-

Anwendungen, bei denen die Daten

unstrukturiert und verrauscht sein

können oder komplexe Beziehungen

aufweisen. Deep Learning ermöglicht

es IoT-Systemen außerdem, Echtzeit-

und Streaming-Daten effizient

zu verarbeiten. Diese Fähigkeit ermöglicht

eine kontinuierliche Analyse

und Entscheidungsfindung, was

bei zeitkritischen Anwendungen wie

Echtzeitüberwachung, vorausschau-

VEDLIoT:

Verbessertes IoT

in Kombination mit

effizientem Deep Learning

Eine Übersicht über die verschiedenen

VEDLIoT-Komponenten ist in

Bild 1 dargestellt.

Im Rahmen des VEDLIoT-Projekts

wird das IoT mit Deep Learning

integriert, um Anwendungen

zu beschleunigen und die Energieeffizienz

des IoT zu optimieren.

VEDLIoT erreicht diese Ziele durch

den Einsatz mehrerer Schlüsselkomponenten:

• Spezialisierte KI-Beschleuniger:

Diese Beschleuniger werden

zur Optimierung der Rechenleistung

eingesetzt und ermöglichen

eine erhebliche Senkung

des Energieverbrauchs ohne Leistungseinbußen.

Darüber hinaus

verbessern sie die Gesamteffizienz

von Deep-Learning-Modellen,

was schnellere Inferenzen

und eine bessere Skalierbarkeit

für IoT-Anwendungen ermöglicht.

• Hardware-sensitives Pruning

und Quantisierung: Durch den

Einsatz von hardware-sensitiven

Pruning- und Quantisierungsverfahren

beschleunigt VEDLIoT

Deep-Learning-Modelle und

reduziert den Speicherbedarf bei

gleichbleibend hoher Genauigkeit.

36 PC & Industrie 5/2024

Künstliche Intelligenz

Requirements

Safety & Robustness Modelling & Verification

Applications

Middleware

Microserver &

Accelerators

Hardware

Platforms

• Sicherheit und Zuverlässigkeit:

Die Verwendung von hardwarebasierten

vertrauenswürdigen

Arbeitsumgebungen gewährleistet

die Integrität und Zuverlässigkeit

der Deep-Learning-Modelle, die

in IoT-Umgebungen eingesetzt

werden. Darüber hinaus hilft ein

spezielles Architekturframework

bei der Berücksichtigung und

Integration von Sicherheits- und

ethischen Aspekten während des

Requirements Engineering.

• Anpassbare Hardware-Plattformen:

VEDLIoT nutzt individuell

anpassbare Hardware-Plattformen

und ermöglicht so maßgeschneiderte

Lösungen, die spezifische

IoT-Anforderungen erfüllen

und Deep-Learning-Algorithmen

optimieren.

Smart Home Industrial IoT Automotive AI

Coral SoM

Embedded/

Far Edge

Xilinx

Kria

COM-HPC

Xilinx Zynq

UltraScale+

Near Edge

VEDLIoT [1] konzentriert sich auf

einige Anwendungsfälle, wie z. B.

bedarfsorientierte Interaktionsmethoden

in Smart Homes (Bild 2),

industrielle IoT-Anwendungen wie

Zustandsüberwachung von Elektromotoren

für prädiktive Instandhaltung

(vorausschauende Wartung)

oder Erkennung von Lichtbögen in

Gleichstromverteilungen. Im Automobilbereich

(Bild 3) wird eine automatische

Notbremsung für Fußgänger

(PAEB)-System betrachtet, welches

verteilt, sowohl lokal im Fahrzeug

als auch in entfernt in der Edge implementiert

wird. (Bild 3).

VEDLIoT optimiert solche Anwendungsfälle

systematisch in einem

Bottom-up-Ansatz durch den Einsatz

von Requirements Engineering

und Verifikationstechniken,

wie in Bild 1 dargestellt. Das Projekt

kombiniert Expertenwissen aus

verschiedenen Bereichen, um eine

robuste Middleware zu schaffen,

die die Entwicklung durch Tests,

Benchmarking und Deployment-

Frameworks erleichtert und letztlich

die Optimierung und Effektivität

von Deep-Learning-Algorithmen

in IoT-Systemen sicherstellt.

In den folgenden Abschnitten stellen

wir die einzelnen Komponenten

des VEDLIoT-Projekts kurz vor.

Spezialisierte

KI-Beschleuniger

Jetson AGX

NVIDIA Xavier

Es gibt verschiedene Beschleuniger

für ein breites Anwendungsspektrum,

von kleinen eingebetteten

Systemen mit einem Leistungsbudget

im Milliwattbereich bis hin zu

leistungsstarken Cloud-Plattformen.

Diese Beschleuniger werden auf der

Grundlage ihrer Spitzenleistungswerte

in drei Hauptgruppen eingeteilt,

wie in Bild 4 dargestellt.

Ultra-Low-Power

Beschleuniger

Security & Safety

SMARC

Xilinx Zynq

UltraScale+

RPi CM4

ARVSOM

Die erste Gruppe ist die Ultra-Low-

Power-Kategorie (< 3 W), die aus

energieeffizienten Mikrocontrollerähnlichen

Kernen in Kombination

mit kompakten Beschleunigern für

spezifische Deep-Learning-Funktionen

besteht. Diese Beschleuniger

sind für IoT-Anwendungen konzipiert

und bieten einfache Schnittstellen

für eine leichte Integration.

Einige Beschleuniger dieser Kategorie

verfügen über Kamera- oder

Audioschnittstellen, die effiziente

Bild- oder Tonverarbeitungsaufgaben

ermöglichen. Sie können eine

generische USB-Schnittstelle bieten,

die es ihnen ermöglicht, als

Beschleunigergeräte zu fungieren,

die an einen Host-Prozessor angeschlossen

sind. Diese Ultra-Low-

Power-Beschleuniger sind ideal für

IoT-Anwendungen, bei denen Energieeffizienz

und Kompaktheit eine

wichtige Rolle spielen, und bieten

eine optimierte Leistung für Deep-

Learning-Aufgaben ohne übermäßigen

Stromverbrauch.

Der VEDLIoT-Anwendungsfall

der vorausschauenden Wartung

ist ein gutes Beispiel und nutzt

einen Ultra-Low-Power-Beschleuniger.

Eines der wichtigsten Designkriterien

ist der niedrige Stromverbrauch,

da es sich um ein batteriebetriebenes

kleines Gerät handelt,

das extern an jedem Elektromotor

installiert werden kann und

den Motor mindestens drei Jahre

lang ohne Batteriewechsel überwachen

soll.

Low-Power Beschleuniger

Die nächste Kategorie ist die Low-

Power-Gruppe (3 W bis 35 W), die

auf eine breite Palette von Automatisierungs-

und Automobilanwendungen

abzielt. Diese Beschleuniger

verfügen über Hochgeschwindigkeitsschnittstellen

für externe

Speicher und Peripheriegeräte

sowie eine effiziente Kommunikation

mit anderen Verarbeitungsgeräten

oder Hostsystemen wie PCIe.

Sie unterstützen modulare und auf

Mikroservern basierende Ansätze

und bieten Kompatibilität mit verschiedenen

Plattformen. Darüber

hinaus sind viele Beschleuniger dieser

Kategorie mit leistungsstarken

Anwendungsprozessoren ausgestattet,

auf denen vollständige Linux-

Betriebssysteme laufen und die

eine flexible Softwareentwicklung

und -integration ermöglichen. Einige

Geräte dieser Kategorie enthalten

spezielle anwendungsspezifische

integrierte Schaltkreise (ASICs),

während andere NVIDIAs eingebettete

Grafikprozessoren (GPUs)

integrieren. Diese Beschleuniger

PC & Industrie 5/2024 37

Cloud

Open

Call

Toolchain Emulation Benchmarking & Deployment

Bild 1: Überblick über die verschiedenen VEDLIoT Komponenten

Bild 2: Smart mirror Demonstrator

als Teil der Smart Home Anwendung

in VEDLIoT

u.RECS t.RECS RECS|Box

Trusted Execution &

Communication

Monitoring

RISC-V

extensions

Bild 3: Automatische Notbremsung für Fußgänger, entwickelt als Teil der

Automotive AI-Anwendung in VEDLIoT

Künstliche Intelligenz

Performance [GOPS]

10.000.000

1.000.000

100.000

10.000

1.000

100

10

ASIC

GPU

FPGA

GAP9

MAX78000

GAP8

GPX-10

Xcore.ai

Akida

KL720

KL520

Kendryte K210

Cloud AI 100

Tesla H100

Orin AGX

Tyr3

RunAI200 Groq TSP Tesla A100

Tyr2

SN10

Tyr1

Grayskull

Orin NX

Graphcore C2

Xilinx VC1902

NVIDIA T4 Tesla V100

Ascend 310

Xilinx VE2302 Mozart Google TPUv3

El Cano Hailo-8

Xavier AGX

GTX1660

Xavier NX

Myriad X InferX X1

HX40416 Jetson TX2

High Performance

Jetson Nano

Sophon BM1880

Low Power

Ultra Low Power

1

0,01 0,1 1

Power [Watt]

10 100 1000

Bild 4: Überblick über verschiedene KI-Beschleuniger

bieten ein ausgewogenes Verhältnis

zwischen Stromverbrauch und Verarbeitungsleistung

und eignen sich

daher gut für verschiedene rechenintensive

Aufgaben in der Automatisierung

und im Automobilbereich.

High-Performance

Beschleuniger

Die Hochleistungskategorie

(> 35 W) von Beschleunigern ist für

anspruchsvolle Inferenz- und Trainingsszenarien

in Edge- und Cloud-

Servern konzipiert. Diese Beschleuniger

bieten eine außergewöhnliche

Verarbeitungsleistung und eignen

sich daher für rechenintensive Aufgaben.

Sie werden in der Regel als

PCIe-Erweiterungskarten eingesetzt

und bieten Hochgeschwindigkeitsschnittstellen

für eine effiziente Datenübertragung.

Die Geräte dieser

Kategorie haben eine hohe Rechenleistung,

aber auch eine recht hohe

thermische Entwurfsleistung (TDP).

Zu diesen Beschleunigern gehören

dedizierte ASICs, die für ihre spezielle

Leistung bei Deep Learning-

Aufgaben bekannt sind. Sie bieten

beschleunigte Verarbeitungskapazitäten

und ermöglichen schnellere

Inferenz- und Trainingszeiten. Einige

GPUs der Verbraucherklasse können

ebenfalls in Benchmarking-Vergleiche

einbezogen werden, um

eine breitere Perspektive zu bieten.

Unterstützung bei der

Auswahl der Beschleuniger

Die Auswahl des richtigen

Beschleunigers aus der oben

erwähnten breiten Palette der verfügbaren

Optionen ist nicht einfach.

VEDLIoT erleichtert dies jedoch,

indem gründliche Bewertungen

und Evaluierungen verschiedener

Architekturen, einschließlich GPUs,

Field-Programmable Gate Arrays

(FPGAs) und ASICs durchführt wurden.

Im Rahmen des Projekts [2]

wurden die Leistung und der Energieverbrauch

dieser Beschleuniger

sorgfältig untersucht, um ihre Eignung

für bestimmte Anwendungsfälle

sicherzustellen.

Hardware-gesteuertes

Pruning und Quantisierung

Business Goals and Use Cases

Trainierte Deep-Learning-Modelle

weisen Redundanzen auf, die manchmal

auf das 49-fache ihrer ursprünglichen

Größe komprimiert werden

können, ohne dass die Genauigkeit

darunter leidet. Obwohl sich viele

Arbeiten mit einer solchen Komprimierung

befassen, zeigen die

meisten Ergebnisse theoretische

Geschwindigkeitssteigerungen, die

sich nur manchmal in einer effizienteren

Hardwareausführung niederschlagen,

da sie die Zielhardware

nicht berücksichtigen. Obwohl

bereits verschiedene Frameworks für

diese Schritte zur Verfügung stehen,

variiert ihre Interoperabilität, was zu

unterschiedlichen Ergebnissen führt.

VEDLIoT adressiert diese Herausforderungen

durch eine hardwarenahe

Modelloptimierung unter Verwendung

von ONNX, einem offenen

Format zur Darstellung von Machine-

Learning-Modellen, dass die Kompatibilität

mit dem aktuellen offenen

Ökosystem gewährleistet. Darüber

hinaus dient Renode (Antmicro Ltd,

„Renode IoT development Framework“,

www.renode.io), ein Open-

Source-Simulationsframework, als

funktionaler Simulator für komplexe

heterogene Systeme, der die Simulation

kompletter System-on-Chips

(SoCs) und die Ausführung derselben

Software auf der Hardware ermöglicht.

Zusätzlich verwendet VEDLIoT

das EmbeDL-Toolkit zur Optimierung

von Deep-Learning-Modellen

(EmbeDL AB, „EmbeDL Model Optimization

SDK“, https://www.embedl.

com/product). Das EmbeDL-Toolkit

bietet umfassende Werkzeuge

und Techniken zur Optimierung von

Deep-Learning-Modellen für einen

effizienten Einsatz auf ressourcenbeschränkten

Geräten. Durch die

Berücksichtigung hardwarespezifischer

Einschränkungen und Merkmale

ermöglicht das Toolkit Entwicklern

zu komprimieren, zu quantifizieren,

zu beschneiden und Modelle

zu optimieren, während gleichzeitig

die Ressourcenauslastung minimiert

und eine hohe Inferenzgenauigkeit

beibehalten wird. EmbeDL konzentriert

sich auf die hardwarenahe

Optimierung und stellt sicher, dass

Deep-Learning-Modelle effektiv auf

Edge- und IoT-Geräten eingesetzt

werden können, um das Potenzial

für intelligente Anwendungen in verschiedenen

Bereichen zu erschließen.

Mit EmbeDL können Entwickler

eine überragende Leistung, schnellere

Inferenzen und eine verbesserte

Energieeffizienz erzielen, was es zu

einer unverzichtbaren Ressource für

alle macht, die das Potenzial von

Deep Learning in realen Anwendungen

ausschöpfen wollen.

Sicherheit

und Zuverlässigkeit

Da VEDLIoT darauf abzielt, Deep

Learning mit IoT-Systemen zu kombinieren,

wird die Gewährleistung

von Sicherheit und Zuverlässigkeit

entscheidend. Um diese Aspekte in

den Mittelpunkt zu stellen, nutzt das

Projekt vertrauenswürdige Ausfüh-

Behaviour and Context Means and Resources Communication Quality Concerns

Logical, Process, Constraints Data, Learning, AU, Hardware Information, Connectivity Ethics, Privacy, Security, Safety

Analytical Level

Conceptual Level

Design Level

Bild 5: Architekturframework mit verschiedenen Ebenen

Run Time Level

38 PC & Industrie 5/2024

Künstliche Intelligenz

rungsumgebungen (TEEs) wie Intel

SGX und ARM TrustZone zusammen

mit Open-Source-Laufzeiten wie

WebAssembly [3], [4]. TEEs bieten

sichere Umgebungen, die kritische

Softwarekomponenten isolieren und

vor unbefugtem Zugriff und Manipulationen

schützen. Durch die Verwendung

von WebAssembly bietet

VEDLIoT eine gemeinsame Umgebung

für die Ausführung im gesamten

Kontinuum, vom IoT über Edge

bis hin zur Cloud.

Im Zusammenhang mit TEEs stellt

VEDLIoT Twine [5] und WaTZ [6] als

vertrauenswürdige Laufzeitumgebungen

für Intels SGX bzw. ARMs

TrustZone vor. Diese Laufzeitumgebungen

vereinfachen die Softwareerstellung

in sicheren Umgebungen

durch die Nutzung von WebAssembly

und seiner modularen Schnittstelle.

Diese Integration überbrückt

die Lücke zwischen vertrauenswürdigen

Ausführungsumgebungen und

AIoT und hilft Deep-Learning-Frameworks

nahtlos zu integrieren. Innerhalb

von TEEs, die WebAssembly

verwenden, erreicht VEDLIoT einen

hardwareunabhängigen, robusten

Schutz vor böswilligen Eingriffen,

wobei die Konfiguration sowohl der

Daten als auch der Deep Learning-

Modelle erhalten bleibt. Diese Integration

unterstreicht das Engagement

von VEDLIoT, kritische Softwarekomponenten

zu sichern, eine

sichere Entwicklung zu ermöglichen

und datenschutzfreundliche AIoT-

Anwendungen in Cloud-Edge-Umgebungen

zu ermöglichen.

Spezielles

Architekturframework

Bild 6: Überblick über die verschiedenen RECS-Plattformen, welche die VEDLIoT Hardwareplattform bilden.

Darüber hinaus verwendet

VEDLIoT ein spezielles Architekturframework

[7], [8], wie in Bild 5

dargestellt, das dabei hilft, die Anforderungen

und Spezifikationen von KI-

Komponenten und traditionellen IoT-

System elementen zu definieren, zu

synchronisieren und zu koordinieren.

Dieses Rahmenwerk besteht aus

verschiedenen architektonischen

Ebenen, die sich mit den spezifischen

Designbelangen und Qualitätsaspekten

des Systems befassen,

einschließlich Sicherheits- und

ethischer Überlegungen. Durch die

Verwendung dieser Architekturansichten

als Vorlagen und deren ausfüllen,

können Korrespondenzen und

Abhängigkeiten zwischen den qualitätsbestimmenden

Architekturansichten

und anderen Entwurfsentscheidungen,

wie z. B. der Konstruktion

von KI-Modellen, der Datenauswahl

und der Kommunikationsarchitektur

identifiziert werden. Dieser

ganzheitliche Ansatz gewährleistet,

dass Sicherheits- und Ethik aspekte

nahtlos in das Gesamtsystemdesign

integriert werden. Er unterstreicht

das Engagement von VEDLIoT für

Robustheit und die Bewältigung

neuer Herausforderungen in KIgestützten

IoT-Systemen.

Adaptierbare Hardware-

Plattformen für IoT-Systeme

Traditionelle Hardware-Plattformen

unterstützen nur homogene

IoT- Systeme. RECS [9] hingegen,

eine KI-fähige Mikroserver-Hardwareplattform

ermöglicht jedoch

die nahtlose Integration verschiedener

Technologien. So ermöglicht

sie eine Feinabstimmung der Plattform

auf spezifische Anwendungen

und bietet eine umfassende Cloudto-Edge-Plattform.

Alle RECS-Varianten

haben das gleiche Design-

Paradigma: eine dicht gekoppelte,

hochintegrierte Kommunikationsinfrastruktur.

Für die verschiedenen

RECS-Varianten werden unterschiedliche

Mikroservergrößen verwendet,

von der Kreditkartengröße bis

zur Tablet-Größe. Dies ermöglicht

es den Kunden, für jeden Anwendungsfall

und jedes Szenario die

beste Variante zu wählen. Bild 6

gibt einen Überblick über die RECS-

Varianten. Die drei verschiedenen

RECS-Plattformen eignen sich für

Cloud/Datencenter (RECS|Box),

Edge (t.RECS) und IoT-Nutzung

(u.RECS). Alle RECS-Server verwenden

Mikroserver nach Industriestandard,

die austauschbar sind

und die Nutzung der neuesten Technologie

durch den einfachen Austausch

eines Mikroservers ermöglichen.

Hardware-Anbieter dieser

Mikroserver bieten ein breites Spektrum

unterschiedlicher Rechenarchitekturen

wie Intel-, AMD- und

ARM-CPUs, FPGAs und Kombinationen

aus einer CPU mit einer

eingebetteten GPU oder einem KI-

Beschleuniger.

Teil II beschäftigt sich mit verschiedenen

IoT-Anwendungsfällen

für effiziente KI.

Das VEDLIoT-Projekt wurde durch

das Forschungs- und Innovationsprogramm

Horizont 2020 der Europäischen

Union unter Nr. 957197

gefördert.

Referenzen

[1] K. Mika, R. Griessl, J. Hagemeyer,

P. Trancoso und M. Pasin,

„VEDLIoT — Next generation accelerated

AIoT systems and applications,“

20th ACM International Conference

on Computing Frontiers, 2023.

[2] R. Griessl, J. Hagemeyer, M.

Porrmann und P. Trancoso, „Evaluation

of heterogeneous AIoT Accelerators

within VEDLIoT,“ DATE Conference

2023, 2023.

[3] J. Ménétrey, A. Grüter, P.

Yuhala, J. Oeftiger, P. Felber, M.

Pasin und V. Schiavoni, „A Holistic

Approach for Trustworthy Distri-

buted Systems with WebAssembly

and TEEs,“ 27th International Conference

on Principles of Distributed

Systems (OPODIS 2023), 2023.

[4] J. Ménétrey, M. Pasin, P. Felber,

V. Schiavoni, G. Mazzeo, A. Hollum

und D. Vaydia, „A Comprehensive

Trusted Runtime for WebAssembly

with Intel SGX,“ IEEE Transactions

on Dependable and Secure Computing,

2023.

[5] J. Ménétrey, M. Pasin, P. Felber

und V. Schiavoni, „TWINE: An

Embedded Trusted Runtime for

WebAssembly,“ 37th IEEE International

Conference on Data Engineering

(ICDE’21), 2021.

[6] J. Ménétrey, M. Pasin, P. Felber

und V. Schiavoni, „WaTZ: A Trusted

WebAssembly Runtime Environment

with Remote Attestation for

TrustZone,“ 42nd IEEE International

Conference on Distributed Computing

Systems (ICDCS’22), 2022.

[7] H.-M. Heyn, E. Knauss und

P. Pelliccione, „A compositional

approach to creating architecture

frameworks with an application to

distributed AI systems,“ Journal of

Systems and Software, 2023.

[8] S. K. Pradhan, E. Knauss und

H.-M. Heyn , „Identifying and managing

data quality requirements: a

design science study in the field of

automated driving,“ Software Quality

Journal, 2023.

[9] K. Mika, F. Porrmann, K. Nils, R.

Griessl und J. Hagemeyer, „RECS:

A Scalable Platform for Heterogeneous

Computing“.36th IEEE International

System-On-Chip Conference

(SOCC). ◄

1

PC & Industrie 5/2024 39

Robotik

Implementierung von Cobots

mit Hilfe eines digitalen Zwillings

Kollaborierende Roboter

in der Produktion

Cobots sind speziell entwickelte

Roboter, die in der Lage sind, sicher

und flexibel mit Arbeitskräften

zusammenzuarbeiten. Im Gegensatz

zu herkömmlichen Industrierobotern

können sie nach erfolgreich

abgeschlossener Risikobeurteilung

direkt neben Menschen

eingesetzt werden, ohne die Notwendigkeit

für aufwendige Sicherheitsvorkehrungen.

In der Produktion übernehmen

Cobots in der Regel repetitive oder

anstrengende Aufgaben, um Mitarbeitende

zu entlasten und die Effizienz

d zu steigern. Sie lassen sich

flexibel an sich ändernde Produktionsanforderungen

anpassen und

können schnell und einfach umprogrammiert

werden. In Kombination

mit digitalen Zwillingen bieten Cobots

eine innovative Lösung zur weiteren

Steigerung der Effizienz und Qualität

in der industriellen Fertigung.

Cobots lassen sich intuitiv programmieren

Schnell und ohne Fehler:

In einer zunehmend digitalisierten

und automatisierten Welt steht

die Industrie vor der Herausforderung,

ihre Fertigungsprozesse kontinuierlich

zu optimieren, um wettbewerbsfähig

zu bleiben. Dabei spielt

es eine zentrale Rolle, schnell, effizient

und fehlerfrei zu fertigen. Immer

mehr Unternehmen entscheiden sich

daher dafür, Prozesse mit Robotern

zu automatisieren.

Autor:

Andrea Alboni

General Manager Western Europe

Universal Robots

www.universal-robots.com/de

Um die Implementierungsphase

der neuen Technologie zügig, komplikationslos

und ohne große Unterbrechungen

in der Produktion zu

gestalten, hat sich in diesem Kontext

eine innovative Lösung etabliert:

die Verwendung eines digitalen

Zwillings. Siemens nutzt diesen

Ansatz bereits. So hat das Gerätewerk

des Konzerns am Standort

Erlangen seine insgesamt mehr

als 70 Roboter virtuell in Betrieb

genommen und damit Planungsfehlern

vorgebeugt.

Der digitale Zwilling

Ein digitaler Zwilling ist eine virtuelle

Repräsentation eines physischen

Produkts oder Prozesses,

das Unternehmen in der Planungsund

Entwurfsphase nutzen, um ihre

Produktionsabläufe zu optimieren.

Er ist in der Fertigung bereits ein

gern genutztes Tool, mit dem Ingenieure

und Planer verschiedene Szenarien

simulieren. Dadurch können

potenzielle Schwachstellen identifiziert

und behoben werden, bevor sie

sich auf die reale Produktion auswirken.

Dies führt zu einer erhöhten

Prozess- und Produktqualität

sowie zu einer Reduzierung von

Ausschuss und Nacharbeit. Ein

Bereich, in dem digitale Zwillinge

besonders vielversprechend sind,

ist die Implementierung kollaborierender

Roboter, kurz Cobots.

Implementierung

kollaborierender Roboter

Ein Unternehmen, das bei der Einführung

von Cobots bereits auf die

virtuelle Technologie setzt, ist Siemens.

Das Gerätewerk Erlangen

(GWE) hat sich in diesem Zuge als

digitale Vorzeigefabrik etabliert. Hier

spielen die kleinen Roboterarme eine

entscheidende Rolle bei der Optimierung

der Fertigungsprozesse,

Die Belegschaft wurde durch ein umfassendes Change-Management

von Anfang an mit einbezogen.

40 PC & Industrie 5/2024

Robotik

indem sie Mitarbeitende entlasten

und unliebsame Aufgaben übernehmen.

Der Einsatz eines digitalen

Zwillings ermöglicht es dem Werk,

Prozesse virtuell zu optimieren, die

Roboter deutlich schneller zu nutzen

und letztendlich eine hohe Qualität

der Produkte sicherzustellen.

Das GWE trieb die Digitalisierung

und Automatisierung seiner

Produktion mit der Intention voran,

auf Dauer wettbewerbsfähig zu bleiben.

Denn fehlende Fachkräfte, steigender

Kostendruck aus dem Ausland

und eine immer digitaler werdende

Welt wurden zunehmend

zu einer Herausforderung für das

Werk – wie auch für viele andere

deutsche Produktionsbetriebe. Den

Verantwortlichen war klar: Wenn

das Werk konkurrenzfähig bleiben

sollte, führte kein Weg an der Automatisierung

vorbei.

Cobots von Universal Robots

Große Industrieroboter kamen

dabei für die Fertigung, die im

kleinen bis mittleren Stückzahlbereich

produziert, aufgrund der fehlenden

Wirtschaftlichkeit nicht in

Frage. Eine passende Alternative

fand Maximilian Metzner, Globaler

Leiter Autonome Fertigung Elektronik

bei Siemens, in den kollaborierenden

Robotern von Universal

Robots (UR): „Die Cobots von Universal

Robots sind äußerst kompakt,

vielseitig und vor allem einfach zu

bedienen“, sagt Metzner. „Das größte

Plus ist aber die Flexibilität, die wir

dadurch gewinnen, dass die Technologie

intuitiv zu programmieren

und zu handhaben ist. Bei großen

Die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine

kann ohne Schutzzaun erfolgen.

Anlagen muss eine Fremdfirma

kommen und helfen. Bei Universal

Robots lassen sich anfallende technische

Finessen intern lösen und

direkt in die Linie übertragen. Das

hat uns sofort überzeugt.“

Beschleunigung der

Cobot-Integration durch

virtuelle Planung

Beschleunigt wurde die Integration

der Cobots durch ein besonderes

GWE-Spezifikum: Durch digitale

Zwillinge der Produkte kann jeder

Schritt der Wertschöpfungskette

virtuell geplant und im VR-Labor

des Werks simuliert werden. Mithilfe

der Plattform Process Simulate

wird aus dem digitalen Zwilling

schließlich das Roboterprogramm

generiert. Das führt zu einer einfacheren

Kommunikation, verhindert

Planungsfehler und ermöglicht es

dem Unternehmen, weiteres Automatisierungspotential

zu nutzen.

Heute sind im Gerätewerk Erlangen

rund 70 kollaborierende Roboter

Maximilian Metzner-

Globaler Leiter Autonome Fertigung

Elektronik bei Siemens

Die Cobots leisten höchste Präzisionsarbeit.

von UR im Einsatz und verrichten

unterschiedliche Aufgaben. Ein Beispiel

ist die Montage von Bauteilen.

Mehrere UR3 Cobots verschrauben

Flachbaugruppen – eine Tätigkeit,

die für die Mitarbeitenden weder

spannend noch einfach ist. Diese

Anwendung ist inzwischen in acht

GWE-Fertigungslinien im Einsatz.

Sie steigert die Produktivität. Ein

anderes Anwendungsbeispiel ist ein

automatisierter Kleber auftrag eines

Frequenzumrichters. Hier platziert

ein UR5 – ausgestattet mit einem

Dosiersystem – 60 Klebepunkte an

20 Kondensatoren auf einer Baugruppe.

Im Vergleich zur manuellen

Dosierung sorgt der Cobot mit

seiner Wiederholgenauigkeit für

ein gleichbleibend gutes Klebe bild.

Gleichzeitig sind die Produktionsmitarbeiter

nicht länger dem Kontakt

zum giftigen Kleber ausgesetzt.

Eine Erfolgsgeschichte

Im Gerätewerk Erlangen war die

Automatisierung der Fertigungsprozesse

ein voller Erfolg. Der Einsatz

der Cobots unter Zuhilfenahme von

digitalen Zwillingen erhöht nicht nur

die Produktivität und verbessert

die Kostenposition des Unternehmens.

Sie steigert auch die Motivation

der Belegschaft, da die Einführung

komplikationslos ablief und

sie die anstrengenden Tätigkeiten

letztendlich nicht mehr selbst ausführen

muss.

Das GWE konnte so seine Position

als attraktiver Partner in seinem

Fertigungsnetzwerk für Leistungselektronik

deutlich stärken.

Das fränkische Werk gilt heute

außerdem als Aushängeschild der

Siemens AG für eine erfolgreiche

Digitalisierungs- und Automatisierungs-Transformation

und dient so

vielen Endkunden als Vorbild. „Der

Schlüssel zum Erfolg war, dass

wir die Planung und Umsetzung

mit unseren eigenen Fachkräften

aus Technologie, Produktion und

Instandhaltung realisiert haben.

Dadurch halten wir alle Fäden bei

uns“, so Michael Brucksch, Leiter

Abteilung Automatisierungstechnik

bei Siemens.

Fazit

Digitale Zwillinge und Cobots bieten

Synergien für die Produktionsoptimierung.

Die Herausforderungen,

mit denen die produzierende Industrie

konfrontiert ist, erfordern innovative

Ansätze, um mit der Konkurrenz

auf den globalen Märkten

mitzuhalten. Die Kombination aus

digitalen Zwillingen und kollaborierenden

Robotern bietet eine erfolgsversprechende

Lösung, neue Technologien

schneller zu integrieren und

dabei Fehler frühzeitig zu erkennen

und zu beheben. ◄

Michael Brucksch

Leiter Automatisierungstechnik

bei Siemens

PC & Industrie 5/2024 41

Messen/Steuern/Regeln

Universelles Messmodul mit Sensorversorgung

Vielseitige Eingangskanäle

Ausgestattet ist das Q.series X A107

4x Lemo 2B SV-Modul mit vier universellen

analogen Eingangskanälen,

die jeweils eine Vielzahl von Signalen

messen können, darunter Spannung,

Strom, Widerstand, RTD und Dehnungsmessstreifen.

Es zeichnet sich

durch eine programmierbare Sensorversorgung

für jeden Kanal aus und

bietet einen Versorgungsspannungsbereich

von 3,3 V bis 20 V (bzw. bis

zu 24 V, wenn die Versorgungsspannung

größer als 27,3 V ist) in Schritten

von 10 mV und eine Strombegrenzung

von 50 mA bis 100 mA in

Schritten von 100 µA.

Vereinfachte

Sensorintegration

AMC - Analytik & Messtechnik

GmbH Chemnitz

info@amc-systeme.de

www.amc-systeme.de

Das Q.series X A107 4x Lemo 2B

SV-Modul ist ein anpassungsfähiges

und präzises universelles Messmodul,

das für Ingenieure entwickelt

wurde, die eine genaue Datenerfassung

in verteilten Installationen

benötigen.

Dieses Modul, das Teil der

modularen und skalierbaren

Q.series X-Produktfamilie ist,

verfügt jetzt über programmierbare

Sensorversorgungsspannungs-

und Strombegrenzungsfunktionen

pro Kanal.

Das Q.series X A107-Modul

umfasst eine vielseitige Sensorversorgung,

die für eine Vielzahl

von aktiven Sensoren wie Druckaufnehmer,

verstärkte Wägezellen

und Beschleunigungssensoren

geeignet ist. Die integrierte Sensorversorgung

macht externe Stromquellen

überflüssig und stellt sicher,

dass die Sensoren direkt vom Datenerfassungssystem

ausreichend

mit Strom versorgt werden. Diese

WLAN Thermometer 1x Pt100 für IoT

Der Wuppertaler Spezialist

für Web-Thermometer Wiesemann

& Theis bietet ab sofort

ein WLAN-Thermometer an:

Es misst und teilt Temperaturdaten

über WLAN, sendet

MQTT-Meldungen, Push-

Nachrichten auf Smartphones

und Daten auf Wunsch in die

W&T Cloud.

Das etablierte Web-Thermometer-Sortiment

von Wiesemann

& Theis wächst um die

erste WLAN-Komponente:

Das WLAN-Thermometer 1x

Pt100 funktioniert gewohnt

verlässlich, aber drahtlos. Der

beiliegende Pt100 Klasse-A

Kabelfühler hat einen Messbereich

von -50 °C bis 180 °C,

mit geeigneten Pt100-Fühlern

können auch Temperaturen

von -200 °C bis 650 °C

erfasst werden.Bei individuell

konfigurierbaren Ereignissen

wie Temperaturüberoder

Unterschreitung kann es

MQTT-Nachrichten absetzen

und über ntfy.sh auch Push-

Nachrichten auf Smartphones

versenden. Dank hoher Störfestigkeit,

Hutschienenmontage

und 24V-Versorgung eignet es

sich bestens für die Temperaturüberwachung

in Industrieumgebungen.

Temperaturdaten

können von überall aus im

Browser überwacht und zur

sicheren Speicherung in die

W&T Cloud übertragen werden.

Wiesemann & Theis

GmbH

www.wut.de

42 PC & Industrie 5/2024

Messen/Steuern/Regeln

Innovation vereinfacht den Einrichtungsprozess,

reduziert die Komplexität

der Verkabelung und minimiert

die Anzahl der Verbindungspunkte,

was wiederum dazu beiträgt, potenzielle

Rauschstörungen während

der Datenerfassung zu verringern.

Hochauflösende

Datenerfassung

und Signalverarbeitung

Die Präzision des Moduls wird durch

einen hochpräzisen 24-Bit-A/D-Wandler

und eine Abtastrate von 20 kS/s

pro Kanal verbessert, wodurch sichergestellt

wird, dass jede Messung mit

hoher Auflösung und Detailgenauigkeit

erfasst wird. Die Signalkonditionierungsfunktionen

des Moduls,

einschließlich Linearisierung, Filterung,

Mittelwertbildung und RMS-

Berechnung, ermöglichen eine maßgeschneiderte

Signalverarbeitung,

die den spezifischen Anforderungen

komplexer technischer Anwendungen

gerecht wird.

Galvanische Trennung

für Systemintegrität

Um den Schutz empfindlicher

Messgeräte zu gewährleisten, bietet

der A107 4 x Lemo 2B SV eine

3-Wege-galvanische Trennung von

500 VDC zwischen Kanälen, Stromversorgung

und Bussystem, um vor

elektrischem Rauschen zu schützen

und die Integrität und Zuverlässigkeit

der Messdaten zu verbessern.

Robustes Design

Das A107 4 x Lemo 2B SV-Modul

besteht aus einem Aluminiumund

ABS-Gehäuse und ist für den

zuverlässigen Einsatz in industriellen

Umgebungen ausgelegt und

hält Temperaturen im Bereich von

-20 °C bis +60 °C und einer Luftfeuchtigkeit

von 5 % bis 95 % bei

50 °C stand.

Kommunikation

und Kompatibilität

Zusätzlich zu seinen vielseitigen

Eingangskanälen und seinem Design

bietet das Q.series X A107 4 x Lemo

2B SV-Modul eine breite Palette

von Kommunikations- und Kompatibilitätsoptionen,

um sich nahtlos

in verschiedene industrielle Systeme

zu integrieren. Das Q.series X

A107 4 x Lemo 2B SV-Modul wird

zu einem leistungsstarken und flexiblen

Werkzeug für die präzise

Datenerfassung und -steuerung in

verteilten Installationen.

* Die direkten EtherCAT-Fähigkeiten

können, ergänzt durch den Einsatz

eines Buskopplers für EtherCAT,

für einen effizienten und schnellen

Datenaustausch genutzt werden.

* Das Modul unterstützt verschiedene

Schnittstellen wie CAN-FD,

ModbusTCP, Profinet, OPC UA

und mehr in Kombination mit der

Q.station X, um die Kompatibilität

mit verschiedenen Steuerungssystemen

zu gewährleisten.

Hauptmerkmale

• Universelle analoge Eingangskanäle:

- Ausgestattet mit vier Kanälen,

die jeweils eine Abtastgeschwindigkeit

von 20 kS/s ermöglichen

und eine breite Palette von Eingangstypen

abdecken

- Spannung: Bereiche von ±10 V,

±1 V und ±100 mV.

- Stromstärke: Bis zu ±25 mA.

- Potentiometer: Von 1 kOhm bis

10 kOhm.

- Widerstand: Zwischen 400 Ohm

und 4 kOhm.

- RTD: Unterstützt Pt100- und

Pt1000-Sensoren.

- Dehnungsmessstreifen: Mit

Bereichen von ±2,5 mV/V,

±50 mV/V und ±500 mV/V.

• Konnektivität:

- Verfügt über 4 x 8-polige Lemo

2B-Steckverbinder für robuste

und sichere physische Verbindungen.

• Programmierbare

Sensorversorgung:

- Spannungsversorgung: Einstellbar

von 3,3 V bis 20 V (bis

zu 24 V, wenn die Versorgung

größer als 27,3 V ist) in präzisen

Schritten von 10 mV.

- Strombegrenzung: Konfigurierbar

von 50 mA bis 100 mA

in Schritten von 100 µA, ermöglicht

eine fein abgestimmte

Steuerung zum Schutz von

Sensoren und Schaltkreisen.

• Zusätzliche Anforderungen an

die Stromversorgung:

- Das Modul benötigt eine dedizierte

Stromversorgung für

die SV-Sammelschiene, um

die galvanische Trennung

aufrechtzuerhalten, die für

die Vermeidung elektrischer

Interferenzen zwischen den

Kanälen entscheidend ist. Das

unabhängige Netzteil unterstützt

bis zu maximal 4 A auf

der SV-Sammelschiene und

gewährleistet so einen stabilen

Betrieb und Systemintegrität.

◄

Mixed-Signal-Oszilloskope

Die smarte Lösung für Service und Home-Office

Logikanalysator + Protokollanalysator + DSO

Digital: 2 GHz Timing – 200 MHz State Analyse

Analog: 200 MHz bei 12-Bit Auflösung

8-128 Kanäle – Digital & Analog simultan

8 Gb Speicher – Streaming-Modus

www.acutetechnology.de

Messen/Steuern/Regeln

Berührungsloses Messen leicht gemacht

Evaluation Kit für Füllstandssensoren

Die Control Software des EBE Evaluation Kits lässt sich intuitiv einbinden und bietet einen übersichtlichen Überblick

über die gemessenen Werte. © EBE Elektro-Bau-Elemente GmbH

In der Welt der industriellen Automatisierung

und Sensortechnologie

stellt die präzise Messung von Füllständen

eine kontinuierliche Herausforderung

dar. EBE sensors+ motion

bringt nun ein Evaluation Kit für Füllstandssensoren

auf den Markt, das

nicht nur durch seine Präzision, sondern

auch durch seine Benutzerfreundlichkeit

besticht. Ziel ist es,

Anwendern ohne tiefgreifende technische

Kenntnisse die Möglichkeit

zu geben, schnell und unkompliziert

valide Messergebnisse zu erzielen.

EBE Elektro-Bau-Elemente GmbH

www.ebe.de

Intuitive Bedienung

Das Herzstück des Kits ist eine

Software, die speziell entwickelt

wurde, um die Benutzung des Füllstandssensors

so intuitiv wie möglich

zu gestalten. Die Einrichtung

erfolgt in wenigen Schritten: Nach

dem Download der Control Software

von der EBE-Homepage und

dem Verbinden des Sensors über

das beiliegende Interface kann der

Anwender direkt starten. Weitere

Ausrüstung, Schnittstellen oder

Software für Datenauswertung wird

nicht benötigt. Diese Zugänglichkeit

ist besonders für jene von Vorteil,

die sich schnell und effizient mit der

Funktionsweise des Sensors vertraut

machen möchten. Durch die

Verwendung des Evaluation Kits

wird die Anbindung und Kommunikation

mit dem Füllstandssensor

zum Kinderspiel.

Intuitive Software trifft auf

leistungsstarke Hardware

Die grafische Benutzeroberfläche

der Software bietet eine detaillierte

Darstellung der Messwerte,

die über den Sensor erfasst werden.

Durch Features wie Zoomund

Bewegungsfunktionen des

Graphen können Anwender die

Daten genauer betrachten und analysieren.

Eine Übersicht aller relevanten

Informationen zum Sensor

ist stets verfügbar, was die Bewertung

der Sensorleistung erleichtert.

Eine weitere Funktion ist die Möglichkeit,

Messwerte einfach aufzuzeichnen

und in gängigen Formaten

wie .csv oder .xls zu speichern.

Dies ermöglicht eine effiziente

Weiterverarbeitung und Analyse

der Daten, was besonders für

Elektronikentwickler von großem

Nutzen ist.

Anpassung auf Knopfdruck

Die Software erlaubt es dem

Anwender, den Sensor eigenständig

für die Nutzung mit PWM (Pulsweitenmodulation)

zu konfigurieren.

Die Messbereichsgrenzen können

individuell eingestellt werden, um

den Sensor optimal an die jeweiligen

Anforderungen anzupassen.

Bei der Konfiguration der PWM-

Grenzwerte steht die Software unterstützend

zur Seite, was den Prozess

erheblich vereinfacht. Danach

kann der Sensor direkt in das Kundensystem

über die kundenkonfigurierte

PWM-Schnittstelle eingebunden

werden. Zusätzlich stellen alle

Sensoren auch eine Standard-I 2 C-

Schnittstelle zur Verfügung.

Kontaktlose

Füllstandsmessung

leicht gemacht

Mit seinem neuen Evaluation Kit

für Füllstandssensoren bietet EBE

sensors + motion eine benutzerfreundliche

und innovative Lösung

für die Anbindung und Testung von

Füllstandssensoren in der Industrie.

Die Kombination aus intuitiver Software

und leistungsstarker Hardware

macht dieses Kit zu einem

nützlichen Werkzeug für jeden, der

sich mit der berührungslosen Messung

und Analyse von Füllständen

beschäftigt. Die einfache Handhabung

und die umfangreichen Funktionen

bieten Anwendern eine bisher

unerreichte Flexibilität und Effizienz

bei der Arbeit mit Füllstandssensoren.

◄

Eine zuverlässige und kontaktlose Füllstandsmessung bieten die neuen

Füllstandssensoren von EBE sensors + motion.

44 PC & Industrie 5/2024

IPCs/SBCs/Module/Embedded

Kompaktes und robustes Embedded-System

mit außergewöhnlicher Leistung

Portwell stellt das WEBS-89I0, einen kompakten und robusten Industrie-PC auf DIN-Schienen mit Intel Celeron

J6412 Prozessor als ideale Lösung für die industrielle Automatisierung vor, der den Wandel bei der industriellen

Automatisierung beschleunigen wird

Portwell Inc., ein weltweit führender

Anbieter von IPCs, stellt das

WEBS-89I0, ein wegweisendes

Embedded-System mit außergewöhnlicher

Leistung und Zuverlässigkeit,

vor. Mit seinem Intel Celeron

J6412 Prozessor, einem kompakten

und robusten lüfterlosen

Aufbau und einer reichen Ausstattung

mit E/A-Schnittstellen wie drei

GbE, Dual Display und Erweiterungssteckplätzen,

bietet das WEBS-89I0

herausragende Rechenleistung und

Flexibilität und macht es zur idealen

Lösung zur Beschleunigung der

Werksautomatisierung und des Wandels

in der Industrie.

Hohe Rechenleistung

Das WEBS-89I0 hat einen Intel

Celeron J6412 Prozessor in fortschrittlicher

10-nm-Technologie, der

für seine hohe Rechenleistung und

seinen geringen Energieverbrauch

bekannt ist. Mit seiner Fähigkeit zur

Verarbeitung von Sensordaten und

zu komplexen Analysen und Entscheidungen

steigert es die Effizienz

bei der Werksautomatisierung

und der Überwachung von Anlagen.

Die lüfterlose Ausführung sorgt für

einen stabilen Betrieb unter rauen

Einsatzbedingungen und verlängert

die Lebensdauer des Systems.

European Portwell Technology B.V.

info@portwell.eu

www.portwell.eu

Kompakter Aufbau

Der kompakte Aufbau des WEBS-

89I0 verbessert die Raumausnutzung

und erleichtert seinen Einsatz besonders

unter beengten Platzverhältnissen.

Zudem bietet das WEBS-89I0

einen zweikanaligen Ausgang für

ein hochauflösendes Display und

erfüllt die Anforderungen industrieller

Anwendungen beim Maschinensehen.

Mit drei GbE-Ports, drei

USB-Ports, RS-232, RS-485 und

Erweiterungssteckplätzen, die 5G

und Wi-Fi 6 unterstützen, lässt sich

das WEBS-89I0 flexibel an die verschiedensten

Anforderungen in der

industriellen Automatisierung anpassen,

um den Wandel in der Produktion

zu beschleunigen.

Zuverlässig für

industrielle Anwendungen

In dem Maß, wie sich die produzierende

Industrie entwickelt, werden

die Erhöhung der Produktivität,

die Senkung der Kosten und

die Steigerung der Qualität für die

Unternehmen immer wichtiger. Im

Unterschied zu traditionellen manuellen

Prozessen mit ihren erheblichen

Arbeitskosten, geht der Trend

heute zur Automatisierung, zur Erhöhung

der Effizienz und der Qualität

bei gleichzeitiger Reduzierung der

Produktionskosten. Mit seinen vielen

Vorteilen ist das WEBS-89I0 für

industrielle Anwendungen bestens

geeignet. Die kompakte, lüfterlose

Konstruktion mit einem großen Temperaturbereich

spart nicht nur Platz,

sondern sie erhöht auch die Zuverlässigkeit,

sorgt für einen geräuschlosen

Betrieb und erlaubt die nahtlose

Anpassung an raue Industrieumgebungen.

Erfüllt alle Kommunikationsbedürfnisse

Mit drei Gigabit- Ethernet-Ports

deckt es die verschiedensten Anforderungen

an die Vernetzung von

Industriesteuerungen ab, bietet

Redundanz bei der Bandbreite

und erfüllt effektiv alle Kommunikationsbedürfnisse.

Außerdem verbessern

die beiden HD-Display-

Optionen die Effizienz bei Multitasking

und Workflow-Management

als ideale Lösung in den verschiedensten

Industrie szenarien. Darüber

hinaus hat das WEBS-89I0 umfangreiche

Fähigkeiten zur drahtlosen

Kommunikation. Es unterstützt 5G

und Wi-Fi 6 für schnelle und stabile

drahtlose Verbindungen und

erfüllt mühelos aktuelle und künftige

Anforderungen.

Vielfältige

Erweiterungsmöglichkeiten

Der kompakte, robuste und lüfterlose

Aufbau des WEBS-89I0 und

seine vielfältigen Erweiterungsmöglichkeiten

eröffnen zahlreiche

industrielle Anwendungen, z. B.

in der Werksautomatisierung, bei

der Anlagenüberwachung, in intelligenten

Lagerhäusern, beim Transportmanagement,

bei der Sichtprüfung,

im Energiebereich und bei der

Umweltüberwachung für den Wandel

in der Industrie. Es bietet so

erhebliche Vorteile im Markt und

verbessert die allgemeine Wettbewerbsfähigkeit.

Innovative Lösungen

aus einer Hand

Als führendes Unternehmen

bei der Herstellung von Industriecomputern

und Gold Member

der Intel Partner Alliance verfügt

Portwell über innovative Forschungs-

und Entwicklungseinrichtungen

und stabile lokale

Produktions kapazitäten.

Mit ihrem globalen Kundendienst

in den Regionen EMEA, NA, LATAM

und APAC bietet Portwell schnelle

Unterstützung nach den Bedürfnissen

der Partner. Mit innovativen

Lösungen aus einer Hand,

einschließlich industriellen Einplatinenrechnern,

modularen Industriesystemen,

industriellen Spannungsversorgungen,

industriellen

Speichergeräten, Industriegehäusen,

FPGA, Hardware, Software

und kundenspezifischen Projekten

bietet Portwell technische DMSund

EMS-Supportleistungen, einschließlich

Produktberatung, kollaborativer

Entwicklung, industrieller

Zertifizierung, Massenproduktion

und globaler Logistik.

Von der Produktberatung bis zur

Massenproduktion erfüllt Portwell

die Bedürfnisse der Kunden und

hilft Unternehmen, erfolgreicher zu

sein. Die Vorstellung des WEBS-

89I0 gibt dem Markt für industrielle

Automatisierung noch effizientere,

flexiblere und stabilere Lösungen

an die Hand, um den Wandel in der

industriellen Automatisierung weiter

zu beschleunigen.◄

PC & Industrie 5/2024 45

IPCs/SBCs/Module/Embedded

Schlanker, lüfterloser Embedded-Computer

für Automatisierungs- und Robotik-

Anwendungen

heit und Effizienz der Datenverarbeitung

verfügt der ARK-2251 über

zwei 2,5 GbE-LAN-Ports, die einen

Wi-Fi 6E-Durchsatz ermöglichen.

Außerdem unterstützt er AMO-

IO29 TPM-2.0-Module und bietet

eine höhere Cybersicherheit für

eine datenschutzfreundliche und

sichere Umgebung.

DeviceOn-Plattform

Advantech, ein führender Anbieter

von AIoT-Plattformen und -Services,

stellt den ARK-2251 vor, einen schlanken

und voll funktionalen lüfterlosen

Embedded-Computer mit Intel Core

i3/i5/i7-Prozessoren der 13. Generation.

Dieses hochmoderne System

bietet robuste Rechenleistung,

verschlankte Verarbeitungsprozesse

und Echtzeit-Analysen und zeichnet

sich durch seine mehr als 19

E/A-Anschlüsse aus, die eine einfache

Verbindung mit verschiedenen

Sensoren und Geräten ermöglichen.

Advantech

ww.Advantech.eu

Es können auch Funktionen, wie

Feldbusprotokoll mit mehr als

10 iDoor-Modulen hinzugefügt werden.

Der ARK-2251 unterstützt drahtlose

Verbindungen mit Wi-Fi 6- und

5G-Modulen über einen M.2-Steckplatz

und bietet durch optionale

TPM 2.0-Module und DeviceOn-Software

eine zusätzliche Sicherheitsebene

und Fernverwaltungsfunktionen.

Durch sein schlankes Profil

mit einer Höhe von nur 2,13 Zoll ist

er ideal für verschiedene Anwendungen

und Umgebungen, wie Fördersysteme

und autonome mobile

Roboter (AMRs).

Ultraflaches Design mit

umfangreicher Konnektivität

Der ARK-2251 mit seinen Intel

Core i3/i5/i7 Prozessoren der

13. Generation nutzt für den effizienten

Betrieb eine Performance-

Hybridarchitektur. Sein schlankes,

lüfterloses Design und sein

flaches Profil mit einer Höhe von

nur 2,13 Zoll sind ideal für industrielle

Anwendungen mit eingeschränkten

Platzverhältnissen und

unterstützen einen weiten Betriebstemperaturbereich.

Mit mehr als

19 E/A-Schnittstellen eignet sich der

Embedded-Computer für die unterschiedlichsten

industriellen Anforderungen.

Außerdem unterstützt er

mehr als 10 iDoor-Module und bietet

damit anpassbare Erweiterungsoptionen

für spezifische Integrationsanforderungen.

Darüber hinaus

bietet der ARK-2251 ein optionales

PoE-Modul, das bis zu 15 W pro

Port (LAN 2 und LAN 3) liefert und

die Stromversorgung von Geräten

wie Beleuchtungen, Zugangspunkten,

IP-Kameras oder anderen IoT-

Geräten erleichtert, die an Wänden

und Decken montiert sind und keinen

direkten Zugriff auf eine Steckdose

haben. Der ARK-2251 macht

Deployment einfach und flexibel.

Zuverlässig, schnell

und sicher für

Edge/AIoT-Anwendungen

Angesichts der steigenden Anzahl

von IoT-Geräten sind drahtlose

Funktionen für die Verarbeitung und

Speicherung der riesigen Datenmengen,

die von Kameras und

Sensoren am Edge generiert werden,

entscheidend. Der ARK-2251

erfüllt diese Anforderung durch die

Bereitstellung von Mini-PCIe- und

M.2-Schnittstellen und unterstützt

damit eine höhere Flexibilität beim

Deployment in einem Netzwerk. Der

M.2-Steckplatz unterstützt Wi-Fi 6-

und 5G-Module und gewährleistet

eine robuste drahtlose Konnektivität.

Für eine verbesserte Sicher-

Darüber hinaus ist im ARK-2251

die DeviceOn-Plattform integriert,

die nahtlos mit Windows, Linux und

Android OS kompatibel ist. Diese

Plattform bietet eine effiziente Verwaltung

von verschiedenen Geräten

wie Sensoren, Zähler und GPS.

DeviceOn ist eine hocheffiziente

und robuste Plattform, die vor Ort

oder in der Cloud installiert werden

kann und eine nahtlose Fernverwaltung

der Stromversorgung, Systemüberwachung,

Fehlerbehebung und

AIoT-Geräte-Upgrades von überall

und jederzeit ermöglicht.

Hauptmerkmale

• Intel Core i3/5/7-Prozessoren

der 13. Generation

• Dual DDR5 4800 MHz

SODIMM Speicher

(bis zu 64 GB)

• 12 ~ 24 V DC Weitbereichs-

Versorgungseingang

• E/A-Anschlüsse: 2 x 2,5 GbE,

1 x GbE, 6 x USB 3.1, 6 x COM,

1 x 16-bit DIO, 2 x CAN Bus

• Unterstützt mehr als 10 iDoor-

Module (optional), AMO-IO29

TPM 2.0-Module (optional),

MIOe-PSE-Modul (optional)

und DeviceOn-Software

Customization Services

Für Kunden, die dieses Produkt

in einer maßgeschneiderten Variante

benötigen, bietet Advantechs

europäisches DMS Team eine breite

Palette lokaler Design- und Fertigungsdienstleistungen.

◄

46 PC & Industrie 5/2024

IPCs/SBCs/Module/Embedded

AI-Controller für den robusten Einsatz

Der Inferenz-KI-Controller Nuvo-

9166GC ist das jüngste Modell des

renommierten Herstellers Neousys

und jetzt beim deutschen Distributor

Acceed erhältlich. Überzeugend

ist vor allem seine Kombination aus

industriegerechter Robustheit, individuellen

Erweiterungsoptionen, etwa

für Kameras, und serverbasierter

Inferenzleistung, wie sie für aktuelle

und zukünftige Anwendungen

der künstlichen Intelligenz gefordert

ist. Die nach Kundenwunsch konfigurierbare

Plattform unterstützt die

jüngste GPU-Karte L4 von Nvidia

und liefert auf Basis verschiedener

Intel-Prozessoren der 13. Generation

(Raptor Lake) eine Rechenleistung

von bis zu 30 TeraFLOPS.

Robuste Konstruktion

Besonders interessant für industrielle

und sicherheitsrelevante

Anwendungen ist beim neuen

AI-Controller Nuvo-9166GC die

robuste Konstruktion, die auf Basis

des bewährten Thermo-Konzepts

mit passiver Kühlung für CPU und

Arbeitsspeicher den zuverlässigen

Systembetrieb bei anspruchsvollen

Umgebungstemperaturen von -25 bis

+60 °C erlaubt. Für den extrem tiefen

Temperaturbereich bietet Acceed

die Ausstattung mit speziellen SSD

oder HDD an. Darüber hinaus wird

ein breiter Bereich der Spannungsversorgung

unterstützt. Diese Eigenschaft

ist bei Installationen von Vorteil,

wo konstante Spannungen nicht

immer gegeben sind.

Der Nuvo-9166GC ist mit seiner

individuellen Auswahl an Leistungsmerkmalen

(CPU, Schnittstellen,

kundenspezifische Mezzanine-Boards)

an Anpassungsfähigkeit

und Nachhaltigkeit kaum

zu übertreffen. Die wesentlichen

Schnittstellen sind 5× 2,5-Gigabit-

Ethernet plus 1× Gigabit-Ethernet

(optional mit PoE), insgesamt 12×

USB (davon 7× USB 3.2), MezIO-

Interface, PCIe-Kassette, mini-PCIe-

Sockel und M.2-Steckplatz, beispielsweise

für Mobilfunk-Module.

Performancestarke

Grafikkarte

Als Alternative oder Erweiterung

der integrierten Grafikeinheit Intel

HD Graphics 770 unterstützt der

Controller die performancestarke

Grafikkarte L4 von Nvidia, die im

Bereich der generativen KI (Inferenz

von Bild- und Textdaten) mit

2,5x höherer Leistung im Vergleich

zur Vorgängergeneration aufwartet.

Als Lösung für Videoanwendungen,

etwa das Live-Streaming

oder Augmented und Virtual Reality

(AR/VR), können bis zu 1.040

gleichzeitige AV1-Video-Streams

bei 720p30 für mobile Benutzer

gehostet werden.

Der Arbeitsspeicher

des Nuvo-9166GC ist bis 64 GB

erweiterbar (DDR5 4800 SDRAM),

für Festplatten stehen zwei interne

SATA-Ports (2,5“ SSD/HDD) mit

RAID-Unterstützung zur Verfügung,

außerdem ein M.2-Steckplatz für

NVMe-SSD. Zusätzlich zu den bei

Box-Computern üblichen Grafikausgängen

DVI-D und VGA ist ein

universeller DisplayPort vorhanden,

der 4K2K-Auflösungen bis 4096 ×

2304 Pixel unterstützt.

Kostengünstige

Erweiterungen

Endkundenspezifische I/O-Funktionen

lassen sich als kostengünstige

Erweiterungen mit optionalen

Mezzanine-Karten (MezIO-Module

mit seriellen Schnittstellen, digitalen

I/O-Schnittstellen, LVDS-Ausgang,

CAN-Bus, DTIO oder Speichererweiterung)

umsetzen.

GPU-unterstützte KI-Leistung,

industrieorientierte Robustheit und

seine außergewöhnliche Funktionsvielfalt

prädestinieren den Nuvo-

9166GC als Edge-KI-Inferenz-

Plattform für anspruchsvolle Applikationen,

etwa in den Bereichen

Fertigungskontrolle, Videoanalyse,

Streaming, Logistik, Gebäudeautomation

oder autonome Roboter

(AMR). Als Zubehör werden unter

anderem passende Netzteile und

schwingungsdämpfende Montagebügel

angeboten.

Weitere Informationen

Auf www.acceed.com informiert

der deutsche Distributor Acceed

ausführlich über die Konfigurationsmöglichkeiten

des neuen Nuvo-

9166GC sowie über weitere KI-Controller,

Box-PCs und Komponenten

für anspruchsvolle Umgebungen

und Aufgaben.

Acceed GmbH

ww.acceed.com

PC & Industrie 5/2024 47

IPCs/SBCs/Module/Embedded

Handlicher Allround-Mini-PC mit der neuesten

Generation von Intel-Prozessoren

Neue Version des Giada BQ612 jetzt bei Concept International für Digital Signage, Industrie und Desktop

mit breitem Schnittstellenangebot sowie einem Warnmeldesystem für mehr Sicherheit.

Der PC ist mit der neuesten Generation von Intel-Prozessoren ausgestattet und eignet sich somit auch für rechenintensive Systeme und Analytics.

Die gesockelte CPU lässt sich bei Bedarf einfach austauschen.

Der BQ612 gehört zu den Allroundern im Portfolio

des Münchner Value Added Distributors Concept

International. Ob in der Industrie, für Analytics

oder als handlicher Desktop-Rechner – mit

einer gesockelten und daher austauschbaren

CPU, die bis zur Core-i9-Variante der 13. Generation

von Intel-Prozessoren erhältlich ist, zweimal

LAN sowie neun USB-Anschlüssen, verteilt

auf Vorder- und Rückseite, ist das Gerät flexibel

und für fast jeden Einsatzbereich gerüstet.

Zudem stellt ein exklusives Warnmeldesystem

sicher, dass der PC nicht unautorisiert geöffnet

wird. Der Allrounder ist ab sofort erhältlich.

Concept International GmbH

www.concept.biz

Das Multitalent

Multitalent ist nicht zu hoch gegriffen, vereint

der BQ612 doch alles, was ein Rechner dieser

Größe und Klasse aufbieten kann – dank seinem

robusten Metall-Gehäuse im handlichen

Mini-PC-Format (200 x 185 x 35,5 mm).

Hochleistungs-CPU für mehr Power

Eine gesockelte, das heißt individuell anpassbare

und austauschbare CPU, ist Standard beim

BQ612. Dabei ist eine Bestückung bis zur i9-Version

der 13. Generation von Intel möglich. Aber

genauso lässt sich ein i5 der 12. Generation verbauen:

eine CPU mit dem besten Preis-/ Leistungsverhältnis.

Der Arbeitsspeicher beträgt

bis zu 64 GB RAM verteilt auf zwei SO-DIMM-

Steckplätze für DDR4-3200 MHz. Der BQ612

kommt sowohl mit HDMI- als auch mit einem

Display-Port-Anschluss. Per HDMI kann der

Mini-PC 4K ausgeben. Der Display-Port glänzt

sogar mit einer 8K-Auflösung. Alles in flimmerfreien

60 Hz.

Neunmal USB, zweimal LAN

und ein SIM-Slot

Mit zwei LAN-Anschlüssen (RJ45) kann der

PC als Edge-Gerät eingesetzt werden, beispielsweise

als Netzwerk-Bridge oder zur sicheren,

netzwerktechnisch getrennten Maschinensteuerung

im Industriebereich. Weiter wartet der

Mini-PC mit einem praktischen SIM-Karten-Slot

auf, der ihn unabhängig von LAN- oder WLAN-

Netzen macht, indem man eine LTE-Karte einsetzen

kann. Hinzu kommen insgesamt neun

USB-Anschlüsse (sechsmal USB 2.0, zweimal

USB 3.2 Gen2 und einmal USB TypC3.2 Gen2),

welche auf Vorder- und Rückseite verteilt sind.

Als Betriebssystem ist wahlweise Windows 10/11

oder Linux Ubuntu mit an Bord.

Warnmeldesystem für mehr Sicherheit

Eine Besonderheit des BQ612 ist die Warnmeldung

beim Öffnen der Computerabdeckung.

Es entsteht kein Alarm oder ein anderweitig störendes

Geräusch, jedoch zeichnet der Computer

im BIOS dies auf und warnt beim nächsten

Start den Benutzer über den Vorgang oder

reportet den Vorgang an ein Netzwerkmanagementsystem.

Somit wird sichergestellt, dass die

Abdeckung nicht unautorisiert entfernt wurde.

Dies erhöht die Sicherheit enorm und ist sonst

bei keinem anderen PC dieser Serie eingebaut.

24/7-Verfügbarkeit

Eine 24/7-Verfügbarkeit stellt die JAHC-Technologie

von Giada sicher – eine Hardware-Komponente,

die auch den sogenannten Watchdog

beinhaltet. Dieser sorgt für einen automatischen

Re-Boot des Systems, wenn es ein Problem mit

der Software gibt, und ermöglicht mit RTC (Real-

Time-Clock) zusätzlich das Rauf- und Runterfahren

des PCs zu festen Tages- und Uhrzeiten.

Viele Einsatzmöglichkeiten

Die Einsatzmöglichkeiten des BQ612 sind mit

dieser Konfiguration so flexibel wie vielfältig: Der

Mini-PC arbeitet in Digital-Signage-Installationen

in Shops oder am Point of Sale, in anspruchsvollen

Analytics-Systemen mit einer großen Zahl

an auszuwertenden Daten, als Industrie-PC an

48 PC & Industrie 5/2024

IPCs/SBCs/Module/Embedded

Maschinen, in Industrial-Signage-Installationen

mit komplexen Visualisierungen oder einfach als

praktischer und platzsparender Hochleistungs-

Office-PC. Weil die Schnittstellen durchdacht

an Vorder- und Rückseite des Gehäuses angebracht

sind, eignet sich der BQ612 überdies für

den Einsatz an schwer zugänglichen Orten, wie

beispielsweise in einer Stele oder hinter Bildschirmen

verbaut.

Service von Concept für mehr Komfort

Der PC ist ab sofort zu einem Listenpreis

von 250,- Euro (unbestückt) bei Concept International

erhältlich. Attraktive Konditionen und

SLAs gibt es für Reseller, Digital-Signage- und

AV-System integratoren. Standard-Service bei

Concept ist eine Zwei-Jahres-Garantie (optional

fünf Jahre) sowie der Total Preparation Service.

Ein wahres Multitalent: Mit neun USB-Anschlüssen, zweimal LAN, einem SIM-Karten-Slot sowie HDMI-

Schnittstelle und Display Port – verteilt auf Vorder- und Rückseite – ist der BQ612 vielfältig einsetzbar.

Dabei unterstützt der Münchener Distributor auf

Wunsch den Roll-out von Projekten und bietet

projektspezifische Konfigurationen sowie einen

Dauertest des Gerätes, auch in hoher Stückzahl,

an. Durch den Lagerbestand in Deutschland

ist bei Bedarf schnell ein Ersatzgerät vor

Ort und der Kunde muss sich um nichts weiter

kümmern. Plug & Play lautet die Devise. ◄

Online-Konfigurator für industrielle Panel-PCs

Die ICO Innovative Computer GmbH, ein

etablierter Anbieter von industriellen IT-

Lösungen, setzt mit dem Launch ihres neuen

Online-Konfigurators für industrielle Panel-

PCs neue Maßstäbe. Im Rahmen dieser Entwicklung

präsentiert das Unternehmen stolz

zwei neue Serien – den Custom Panelmaster

C84 und den Custom Panelmaster A84 –, die

durch exzellente Qualität und maßgeschneiderte

Konfigurationsmöglichkeiten gekennzeichnet

sind.

ICO Innovative Computer GmbH

www.ico.de

Der Custom Panelmaster C84

mit einem Intel Core i5-Prozessor und kapazitiven

Touchscreens von 10“ bis 21,5“ ausgestattet,

ermöglicht Kunden die Konfiguration

eines lüfterlosen Panel-PCs mit IP66-Frontschutz

und hochmoderner Hardware. Diese

Serie ist besonders geeignet für anspruchsvolle

Umgebungen in der industriellen Automatisierung

und Fertigung.

Die Custom Panelmaster A84

präsentiert sich als Serie von online konfigurierbaren

Panel-PCs mit resistiven Touchscreens

von 10“ bis 21,5“, ideal für vielfältige

Anwendungen. Der Nutzer kann dabei die

Bildschirmgröße, den Arbeitsspeicher, die

mSATA SSD-Kapazität und weitere Features

nach eigenen Wünschen anpassen.

Intuitiver Online-Konfigurator

Der intuitive Online-Konfigurator ermöglicht

es Kunden, ihre Panel-PCs in wenigen Minuten

individuell zu gestalten und die perfekte

Kombination von Funktionen für ihre spezifischen

Anforderungen zu wählen. Dieser wegweisende

Service unterstreicht das Engagement

von ICO für kundenorientierte Lösungen.

Kunden haben die Flexibilität, nicht nur das

gewünschte Betriebssystem direkt auszuwählen,

sondern auch kundenspezifische Anwendungen

vorab auf ihren Panel-PCs installieren

zu lassen. Diese Dienstleistung spart nicht

nur Zeit, sondern gewährleistet auch einen reibungslosen

Start, da die kundenspezifische

Software oder individuelle Einstellungen vor

dem Versand gründlich getestet werden. Das

Ziel ist es, Implementierungsprozesse für die

Kunden so nahtlos wie möglich zu gestalten

und eine individuelle, einsatzbereite Lösung

zu bieten. ICO bleibt somit weiterhin dem Versprechen

verpflichtet, maßgeschneiderte IT-

Lösungen zu liefern und den sich ständig weiterentwickelnden

Anforderungen der Kunden

gerecht zu werden.

Höchstmaß an Flexibilität

„Unsere neuen Serien, der Custom Panelmaster

C84 und A84, sind das Ergebnis jahrzehntelanger

Erfahrung und enger Zusammenarbeit

mit den Herstellern. In Verbindung

mit unserem Online-Konfigurator bieten

wir unseren Kunden nun ein Höchstmaß an

Flexibilität und Anpassbarkeit“, sagte Bruno

Granja, Produktmanager bei ICO Innovative

Computer GmbH.

Der neu eingeführte Online-Konfigurator ermöglicht

es Kunden, diese leistungsstarken

Panel-PCs nach ihren individuellen Anforderungen

anzupassen. Diese Geräte bieten

eine perfekte Symbiose aus Leistung, Anpassungsfähigkeit

und Benutzerfreundlichkeit. In

der eigenen Fertigung von ICO, gemäß strengen

DIN EN ISO Qualitätsstandards, werden

die Panel-PCs schon in kleinen Stückzahlen

gefertigt und gründlich getestet. ◄

PC & Industrie 5/2024 49

IPCs/SBCs/Module/Embedded

Panel-PC-Serie in zwei unterschiedlichen Designs

Die ICO Innovative Computer GmbH präsentiert ihre neueste Produktlinie aus dem Segment Panel-PCs,

die Nodka Panelmaster Serie.

Umfassende Schnittstellen

Die Panelmaster Serie zeichnet

sich durch ihre beeindruckende

Vielfalt an Schnittstellen aus. Mit

3x Gigabit-LAN, optionaler WLAN-

Konnektivität, 4x RS232/485, 4x

USB 3.2 Gen 1 und 2x USB 2.0

bietet jeder Panel-PC zahlreiche

Anschlussmöglichkeiten für Peripheriegeräte,

Netzwerke und Datenübertragung.

Vielfältige

Einsatzmöglichkeiten

Diese innovative Serie bietet hochmoderne

Panel-PCs in zwei Varianten

mit unterschiedlichen Größen

und hochwertigen Materialien, um

den anspruchsvollen Anforderungen

verschiedenster Anwendungen

gerecht zu werden.

ICO Innovative Computer GmbH

www.ico.de

Vielseitige Auswahl an

Größen und Touchscreen-

Technologien

Die Panelmaster Serie ist in zwei

Varianten erhältlich – mit resistivem

Touchscreen und silbernem Aluminiumgehäuse

oder kapazitivem

Touchscreen in einem schwarzen

Aluminiumgehäuse mit einer edlen

Vollglasfront. Die Serie umfasst

Modelle in verschiedenen Größen,

darunter das kompakte 10,4“ Panelmaster

1080 bis hin zum beeindruckenden

21,5“ Panelmaster 2182.

Jedes Modell wurde entwickelt, um

höchste Leistung und Zuverlässigkeit

zu bieten und somit eine breite

Palette von industriellen Anwendungen

abzudecken.

Robust und leistungsstark

Alle Panel-PCs der neuen Panelmaster

Serie sind mit einem Intel

Core i5-11500T Prozessor ausgestattet,

der eine herausragende Leistung

für anspruchsvolle Aufgaben

gewährleistet. Mit einer Betriebstemperatur

von 0 °C bis 50 °C

sind diese Geräte für den Einsatz

in unterschiedlichsten Umgebungen

geeignet. Der IP65 Frontschutz

sorgt zudem für Zuverlässigkeit

und Langlebigkeit, selbst unter

extremen Bedingungen.

Dank ihrer robusten Bauweise

und leistungsstarken Hardware eignet

sich die Panelmaster Serie ideal

für eine Vielzahl von Anwendungen.

Von industriellen Steuerungssystemen

bis hin zu Logistik- und Produktionsumgebungen

- die Serie bietet

eine zuverlässige Lösung für jede

Herausforderung.

Die ICO Innovative Computzer

GmbH bleibt bestrebt, innovative

Technologien bereitzustellen, um

den steigenden Anforderungen der

Industrie gerecht zu werden. Mit der

neuen Panel-PC Serie setzt das

Unternehmen erneut Maßstäbe in

puncto Leistung, Vielseitigkeit und

Zuverlässigkeit. ◄

Control Panel mit vielfältiger Konnektivität

KISS V4 ADL Familie wächst: Kontrons robuster KISS Rackmount-PC im 1U-Format

mit hoher Performance und Energieeffizienz

Kontron Europe GmbH

www.kontron.de

Kontron, ein weltweit führender

Anbieter von IoT/Embedded Computer

Technology (ECT), präsentiert

zur Embedded World 2024

die neue Control Panel Serie auf

Basis modernster Prozessortechnologie.

Die integrierte Software

basiert auf Kontrons intelligentem

QIWI Toolkit sowie optional mit

SoftSPS CODESYS.

Leistungsstärkere

Control Panels

Kontron erweitert sein HMI-Portfolio

um leistungsstärkere Control

Panels basierend auf Arm NXP

i.MX8M Plus Prozessoren für die

Geräte- und Maschinensteuerung

sowie die Gebäudeautomation.

Die neue Produktlinie zeichnet

sich durch eine markant höhere

Rechen- und Grafikleistung, eine

stark erweiterte Konnektivität und

einen großen Funktionsumfang

aus. Die zahlreichen Schnittstellen

ermöglichen die Kommunikation

mit verschiedensten Feldbussen

und Cloud-Anbindungen.

Darüber hinaus bietet das Control

Panel mit seinem internen M.2 Slot

und zusätzlichem Erweiterungsstecker

vielfältige Anpassungsmöglichkeiten

an verschiedenste

Anforderungen.

Attraktives Gehäusedesign

Das attraktive Gehäusedesign

mit optisch gebondetem Multitouch

IPS-Displays (7‘‘ - 15,6‘‘ FHD) wurde

gemäß dem Kompatibilitätsversprechen

beibehalten. Verfügbar

mit Aluminium- oder Edelstahlrahmen

sind sie speziell für den Einsatz

im industriellen Umfeld und

für Umgebungstemperaturen von

0 bis +55 °C ent wickelt worden. Die

Standardausführung mit Schutzklasse

IP65 an der Frontseite ist

50 PC & Industrie 5/2024

Embedded-PC für IoT und Edge-Computing

PLUG-IN präsentiert die PICE3910-Serie

IPCs/SBCs/Module/Embedded

PLUG-IN Electronic GmbH

www.plug-in.de

Für höchste Anforderungen an

CPU-Power und Grafikleistung

präsentiert PLUG-IN Electronic

die lüfterlose Industrie-PC Serie

PICE3910. Der Nachfolger der vielfach

bewährten PICE3900-Serie ist

mit neusten Intel Core Prozessoren

der 12. und 13. Generation i9/i7/i5/

i3 ausgestattet. Die Modelle wurden

als universelle Industrie-PCs

für Anwendungen in der Automatisierung,

im Industrial-IoT und für

Edge-Computing konzipiert.

Zahlreiche Schnittstellen

und Speicheroptionen

ermöglichen die flexible

Anpassung der robusten

Box-PCs, die ab sofort lieferbar

sind.

Dank seiner zwei SO-

DIMM-Sockets unterstützt

die PICE3910-Serie bis zu

64 GByte DDR5-RAM.

Flexible

Speicheroptionen

Für flexible Speicheroptionen

stehen M.2 (2242

Typ M und B), HDD und

SSD sowie mSATA zur

Verfügung. Die Box-PCs

bieten als Schnittstellen

sechs mal USB 3.2 und

vier mal USB 2.0 sowie

zwei isolierte RS232/422/485-

Schnittstellen. Die vier LAN-Ports

unterstützten auch erweiterte Funktionalität

wie Wake-on-LAN, Teaming

und PXE.

Optional können die PCs mit

Wireless-Konnektivität über Wi-Fi

oder LTE inklusive 5G konfiguriert

werden. Die fünf Modelle der Serie

bieten eine breite Palette an Konfigurationsmöglichkeiten

für unterschiedlichste

Anforderungen. Von

leistungsstarken PCIe x16 Schnittstellen

bis hin zu vielseitigen Kombinationen

aus PCI und PCIe x4

Optionen.

Robustes Design

Die PICE3910 PCs sind die Nachfolgemodelle

der erfolgreichen

PICE3900-Serie von PLUG-IN Electronic,

die sich in zahlreichen Projekten

in Industrie, Messtechnik und

Forschung bewähren. Ein großer

Eingangsspannungsbereich von 12

bis 30 VDC, der erweiterte Temperaturbereich

von -20 bis 60 °C und

das robuste Design ermöglichen

den Einsatz der Box-PCs auch in

rauen Umgebungsbedingungen.

Direkt einsatzbereit

PLUG-IN Electronic liefert Modelle

aus der PICE3910-Serie, sowie

weitere Embedded PCs und Systeme

für die Mess- und Automatisierungstechnik,

individuell konfiguriert,

umfassend getestet und

direkt einsatzbereit. Die Beratung

zum passenden System für Industrie

und Forschung, die kundenspezifische

Ausstattung inklusive

Software und die Betreuung im

gesamten Lebenszyklus gehören

seit über 30 Jahren zum Selbstverständnis

des Münchner Branchenexperten.

◄

Neues Control Panel mit vielfältiger Konnektivität und optionaler SoftSPS

CODESYS für den Einsatz im industriellen Umfeld

perfekt für den Einbau in Schaltschrank

und Konsole geeignet.

Control Unit CU und CUmini

Mit den Controller Boards der Control

Panels stellt Kontron auch die

Hutschienenrechner Control Unit

CU und CUmini zur Ver fügung,

welche sich ideal als Edge Device

einsetzen lassen.

Die einfache Anpassung der

Control Panel und Control Units

an kundenspezifische Anforderungen

ist dank modularem Aufbau

gewährleistet. Langfristige Verfügbarkeit,

höchste Fertigungsqualität

und kompetenter technischer

Support werden garantiert.

Zur schnellen und effizienten

Realisierung anspruchsvoller Automatisierungs-

und Visualisierungslösungen

sind die Steuerungen auf

Wunsch mit CODESYS SoftSPS

lieferbar.

Einfache Konfiguration und

Parametrierung

Mit dem integrierten QIWI Software

Toolkit werden dem Anwender

Möglichkeiten zur einfachen

Konfiguration und Parametrierung

der Geräteeinstellungen, Browsereigenschaften

und CODESYS Einstellungen

zur Verfügung gestellt.

So ist zum Beispiel die Konfiguration

des Netzwerkes, der Zeitund

Spracheinstellungen sowie

das Hochladen von Zertifikaten

für sichere Webseiten sowohl auf

dem Gerät als auch über Fernzugriff

möglich. Zudem stellt das

Toolkit einen File- und Package-

Manager sowie Updatemechanismen

bereit. ◄

PC & Industrie 5/2024 51

IPCs/SBCs/Module/Embedded

One fits all – Embedded GPU Computer

• Mit vier Slots in drei Varianten

wartet die Expansionsbox4 auf.

In der Version 4a können 1x PCIe

X16, 2x PCIe X4 und 1x PCIe X1

oder 2x PCI X8 und 2x PCIe X4

oder 1x PCIe X16 und 2x PCI, 1x

PCIe X4 genutzt werden. Neben

der Eignung für Legacy Anwendungen

durch den PCI Slot kann

auch hier eine GPU-Karte zum

Einsatz kommen, da die Expansionsbox4b

ein eigenes Netzteil

mit bis zu 380 W integriert hat.

Mit der neuen Embedded-PC

Serie TANK-XM811 sind der Phantasie

(fast) keine Grenzen gesetzt.

Multi Purpose bedeutet Mehrzweck,

insofern ist dieser modulare

Embedded-GPU Computer

für viele Anwendungen passend.

Insbesondere für anspruchsvolle

Aufgaben in den Bereichen Surveillance,

Transportation, Machine

Vision, Advanced Manufacturing

oder Vision Guided Robotik eignet

sich der TANK-XM811 besonders.

Die Versionsvielfalt ist durch

ein Grundmodul gekennzeichnet,

welches sich hardwareseitig mit

fünf verschiedenen Expansionsboxen

verbinden lässt.

• Ausbaustufe 1 (Grundmodul) bietet

integrierte Features und I/Os

in einer Box.

• Der Multi-Purpose Embedded-

PC lässt sich in Expansionsbox

2a als Multi-Connectivity mit 8x

2.5GBE LAN nutzen, welche die

Power over Ethernet (PoE)Funktion

bereits integriert hat.

• In der Expansionsbox 2b können

via 2x M.2b Key, 1x M.2a Key oder

1x PCIe-Mini Zusatzkarten (z. B.

Feldbuskarten) integriert werden.

• Expansionsbox 3 bietet drei Slots

mit jeweils 1x PCIe X16 und 1x PCIe

X4 oder 2x PCIe X8 Schnittstellen

für kommerzielle Zusatzkarten.

• Die größte Expansionsbox kommt

mit sechs Slots. Dadurch sind folgende

Kombinationen möglich:

2x PCIe X8, 2x PCIe X4 und 1x

PCIe X1 oder 2x PCI X8 und 2x

PCIe X4 oder 1x PCIe X16 und 2x

PCI, 1x PCIe X4 genutzt werden.

Warum 6 Slots? Sollen zwei GPU

Karten genutzt werden, gehen diese

über 2 Slots. Insofern können die 6

Slots neben den GPU Karten mit 1-2

Zusatzkarten ausgestattet werden.

Auch diese Version beinhaltet ein

eigenes Netzteil mit bis zu 380 W.

compmall GmbH

info@compmall.de

www.compmall.de

Alder Lake Mini-ITX Board

mit Single Volt Spannungseingang

ICP Deutschland ergänzt sein

Portfolio im Bereich der Mini-ITX

Boards um die neuen KINO-ADL-

P Mini-ITX Mainboards. Neben

neuester CPU-Technik bietet das

KINO-ADL-P auch viele Schnittstellen,

um Peripheriegeräte anzuschließen.

ICP Deutschland GmbH

www.icp-deutschland.de

Es ist als kostengünstige Einstiegsversion

mit Intel Celeron

7305 Prozessor erhältlich. Die performante

Version ist mit ent weder

Intel Core i3-1220P, i5-1240P, oder

i7-1260P Prozessoren der 12. Generation

ausgestattet. Mittels OEM

Upgrade besteht auch die Möglichkeit,

Raptor Lake Prozessoren

einzusetzen.

Hohe Speicherflexibilität

Alle Varianten unterstützen auf

den zwei horizontal angeordneten

DDR4-SO-DIMM Slots bis

zu 64 GB Arbeitsspeicher mit einer

Takt frequenz von 3200 MHz. Diese

ermöglichen eine hohe Speicherflexibilität

und bieten ausreichend

Speicherkapazität für anspruchsvolle

Anwendungen. Das Mainboard

unterstützt den Betrieb von

drei Displays, über einen Display-

Port, einen HDMI Port, sowie einen

IEI iDPM 3040 Slot. Der iDPM Slot

kann über Erweiterungsmodule

LVDS, VGA und eDP zur Verfügung

stellen, was eine vielseitige

Bildausgabe ermöglicht.

Schnelle und zuverlässige Netzwerkkonnektivität

für Anwendungen

mit hohem Datendurchsatz, ist

beim Kino-ADL-P über einen 2.5

GbE Intel I225LM und zwei 2.5

GbE Intel I225V LAN Controller

sichergestellt.

Schnittstellen

Für den Anschluss von Peripheriegeräten

verfügt das Board über vier

USB3.2, vier USB2.0, zwei serielle

RS-232/422/485 und zwei RS-232

Schnittstellen. Für den Betrieb von

SSDs oder HDDs sind zwei SATA

6Gb/s Schnittstellen vorhanden.

Erweiterungsoptionen bietet das

KINO-ADL-P über einen PCIe Gen

3 x4 Slot, einen M.2 E Key Slot für

WIFI und Bluetooth, einen M.2 2280

M-Key, sowie einen M.2 B 3042 Key

Slot. Das KINO-ADL-P ist für einen

Spannungsbereich von 12 bis 28

Volt ausgelegt und kann in einem

Temperaturbereich von 0 °C bis

60 °C betrieben werden.

52 PC & Industrie 5/2024

IPCs/SBCs/Module/Embedded

Tuning für KI-Lösungen

AIB-SN31 – NVDIA Board-Bundle mit der Jetson Orin NX Plattform

NVDIA Plattformen sind die Grundlage

für Produkte, die zur Lösung solcher

Aufgabenstellungen beitragen

und deshalb eine ausgezeichnete

Option für jeden Systemintegrator.

Das kompakte Board Bundle

AIB-SN31-1-A1 mit der Jetson Orin

NX Plattform bietet zukunftsweisende

Lösungen, wenn man sich

im Bereich der Künstlichen Intelligenz

(KI) hervorheben möchte.

Diese von NVIDIA entwickelte Plattform

ist nicht nur ein Meilen stein

in der KI-Leistung, sondern stellt

auch eine Fülle von Schnittstellenoptionen

bereit, die sie zu einem

vielseitigen Werkzeug für jede Art

von KI-Anwendung macht.

maximale Anpassungsfähigkeit. Mit

USB 3.1 Typ-C und USB 2.0 bietet

die Plattform schnelle und vielseitige

Anschlussmöglichkeiten für

eine Reihe von Peripheriegeräten.

Die Integration von Gigabit Ethernet

stellt sicher, dass die Lösungen

immer vernetzt und leistungsfähig

bleiben. Sie stellt Kameraeingänge

für die erweiterte Bildverarbeitung

bereit. Die Unterstützung mehrerer

Kameras eröffnet neue Möglichkeiten

in Qualitäts- und Bildverarbeitungsanwendungen.

Zusätzliche

I/O-Optionen wie GPIOs, I 2 C,

SPI und UART ermöglichen es, die

Plattform für spezifische Kundenbedürfnisse

anzupassen.

Leistungsfähig und kompakt

Extrem robust

Spectra GmbH & Co. KG

www.spectra.de

Anspruchsvolle KI-Aufgaben in

Bereichen wie maschinelles Lernen,

fortschrittliche Bildverarbeitung und

komplexe Datenanalysen benötigen

sehr leistungsstarke Plattformen.

Die NVIDIA Jetson Orin NX Plattform

kombiniert beeindruckende

Rechenleistung mit einem kompakten

Design, was sie ideal für

den Einsatz in Umgebungen macht,

in denen Platz ein entscheidender

Faktor ist.

Vielfältige Schnittstellen

Die vielfältigen Schnittstellen

des AIB-SN31-1-A1 sorgen für

Das Board-Bundle wurde entworfen,

um auch in den anspruchsvollsten

industriellen Umgebungen

zuverlässig zu funktionieren. Die

Jetson Orin NX Plattform zeichnet

sich durch ihre Robustheit und

Fähigkeit aus, in einem breiten Temperaturbereich

zu arbeiten. Dies

garantiert eine zuverlässige Funktion

der Lösungen auch unter extremen

Bedingungen. ◄

Auf Kundenwunsch liefert ICP das

KINO-ADL-P auch als Bundle mit

geeignetem industriellen Arbeitsspeicher

und Speichermedium aus.

Spezifikationen

• Mini-ITX Board mit Intel Core

i7/i5/i3, Celeron

• Intern zwei SATA 6Gb/s

Schnittstellen, vier USB 2.0

• 2x RS-232/422/485

• Erweiterungsmöglichkeiten:

1x PCIe Gen3 x4, 1x M.2 E

Key, ein M.2 M 2280 Key, ein

M.2 B 3042 Key Slot

• 2 x 260-pin 3200 MHz DDR4

SO-DIMM bis zu 64 GB

Anwendungen

• IoT

• Drei unabhängige Displayausgänge:

1x HDMI, 1x Display

Port, 1x IEI iDPM 3040 slot

• Automatenbau

• Maschinenbau

• 3x 2.5 GbE (2x Intel I225V,

1x I225LM Controller)

• Anzeigesysteme

• Ultraflache Embedded Systeme

• Vier USB 3.2, vier interne USB 2.0

• Point of Sale Applikationen ◄

PC & Industrie 5/2024 53

Komponenten/Stromversorgung

Erfolgreiche Partnerschaft weiter vertieft

CTX beteiligt sich am italienischen Kühlkörper-Hersteller PADA Engineering.

Die CTX-Geschäftsführer Wilfried Schmitz (links) und Jens Mirau (rechts)

freuen sich mit Benedetta Fiorani, Geschäftsführerin von PADA Engineering,

auf die engere Zusammenarbeit. Bilder © CTX Thermal Solutions GmbH

Seit nahezu 25 Jahren besteht zwischen

CTX und PADA Engineering

eine intensive und vertrauensvolle

Kooperation. Jetzt heben die beiden

Unternehmen ihre erfolgreiche Partnerschaft

auf ein neues Level: CTX

hat sich am italienischen Hersteller

für Kühlkomponenten beteiligt. Vertrieb

und Marketing von CTX und

PADA rücken noch näher zusammen

– mit vielen Vorteilen für die

Kunden.

CTX Thermal Solutions GmbH

info@ctx.eu

www.ctx.eu

PADA Engineering mit Sitz in

Calcinelli beliefert CTX schon seit

nahezu 25 Jahren mit Profil- und

Flüssigkeitskühlkörpern. Das traditionsreiche

italienische Unternehmen

entwickelt und fertigt

seit den neunziger Jahren Kühlkomponenten

für elektronische

Geräte und zählt zu den Marktführern

der Branche.

Weltweit

bedarfsgerecht liefern

Mit der Beteiligung von CTX versprechen

sich beide Unternehmen

vor allem für ihre Kunden vielfältige

Vorteile: Kundenwünsche werden in

Zukunft noch schneller realisiert, Lieferketten

verkürzt und beschleunigt

– der Local-to-local-Content wird

erhöht. Nicht zuletzt ist geplant,

das CTX-Lieferportfolio aus Italien

in Zukunft um weitere Kühlkörpertechnologien

zu erweitern, wie zum

Beispiel Skived-Fin-Kühlkörper. Die

aktuellen Lieferanten bleiben darüber

hinaus weiter bestehen, um so

auch wie bisher weltweit bedarfsgerecht

liefern zu können.

Potenziale

gemeinsam ausschöpfen

„Rückblickend ist unsere Beteiligung

an PADA eine durch und durch

konsequente Entscheidung“, so

Wilfried Schmitz, Geschäftsführer

von CTX. „Wir schätzen uns gegenseitig

und freuen uns sehr darauf, in

Zukunft noch enger zusammenarbeiten

und unsere Potenziale gemeinsam

auszuschöpfen.“

Benedetta Fiorani, Geschäftsführerin

von PADA, ergänzt: „Wir sind

stolz, mit dieser Operation das über

die Jahre aufgebaute gegenseitige

Vertrauen besiegelt zu haben. Wir

sind sicher, dass wir gemeinsam

wachsen können, um unseren Kunden

den besten Support zu bieten.“

Kühlkörper von CTX

CTX zählt mit seinen anwendungsspezifischen

Kühllösungen für die

industrielle Leistungselektronik zur

europäischen Spitze der Branche.

Je nach geforderten Spezifikationen

kann das Nettetaler Unternehmen

dabei auf die unterschiedlichsten

Herstellungsverfahren zurückgreifen.

Aus Italien kommen derzeit

Profil- und Flüssigkeitskühlkörper.

Dieses Lieferportfolio soll zeitnah

um weitere Produkte wie Skived-

Fin-Kühlkörper erweitert werden.

Profilkühlkörper

– nach ihrem Herstellungsverfahren

auch Extrusionskühlkörper

genannt – sind die Klassiker

bei der Kühlung von Leistungselektronik.

Sie werden in der Regel

aus einer Aluminium-Stranggusslegierung

mit einer Wärmeleitfähigkeit

von 180 W/mK gefertigt.

Ihre Rippen sorgen für eine große

Kühlkörperoberfläche und damit

für eine effektive Wärmeabfuhr

durch natürliche Konvektion. Auf

diese Weise sichern Profilkühlkörper

den stabilen Betrieb von Elektronikbauteilen

und erhöhen deren

Lebensdauer.

Flüssigkeitskühlkörper

sind nach wie vor die effizienteste

Kühllösung für Leistungselektronik.

Direkt am Hotspot montiert, transportieren

die kompakten, leistungsstarken

Kühlkörper Wärme zügig ab.

Typische Anwendungsbereiche sind

unter anderem Batteriemanagementsysteme

von Elektrofahrzeugen,

die Medizintechnik, Technologien

der Erneuerbaren Energie und

Hochspannungsumrichter.

Skived-Fin-Kühlkörpern

Bei Skived-Fin-Kühlkörpern werden

die Kühlrippen aus einem Aluminium-

oder Kupferblock einzeln

herausgeschält – die Verbindung

zwischen Rippen und Kühlkörper

wird dabei nicht unterbrochen. Auf

diese Weise entstehen Kühlkörper

mit einer hohen Dichte an besonders

feinen und hohen Rippen, die

übergangslos mit der Kühlkörperbasis

verbunden sind. Dies gewährleistet

eine hohe spezifische Leistungsdichte.

◄

Mitarbeiter von PADA Engineering und CTX-Geschäftsführung

54 PC & Industrie 5/2024

Erkennen und schützen vor Übertemperaturen

in elektronischen Geräten

Thermoflagger ICs von Toshiba mit Starterkit von GLYN

Komponenten/Stromversorgung

Für den Aufbau einer wirksamen Schutzschaltung wird der Thermoflagger

in Verbindung mit einem oder mehreren PTC-Temperatur-Limit-Sensoren

verwendet.

Thermoflagger ICs der Toshiba

TCTH0-Serie (Vertrieb: GLYN)

bieten einen einfachen und zuverlässigen

Ansatz, um Übertemperaturen

in elektronischen Geräten

zu erkennen und bei Bedarf Sicherheits-

und Gegenmaßnahmen zu

ergreifen. Für den schnellen Start

hat Distributor GLYN ein Evaluationboard

dazu entwickelt.

Glyn Jones GmbH und Co.

Vertrieb von elektronischen

Bauelementen KG

www.glyn.de

Die Funktionsweise

schnell erklärt:

Für den Aufbau einer wirksamen

Schutzschaltung wird der Thermoflagger

in Verbindung mit einem

oder mehreren PTC-Temperatur-

Limit-Sensoren verwendet. Der IC

prägt über seine Konstantstromquelle

einen Strom in den PTC-

Widerstand ein. Der Spannungsfall

wird mit dem eingebauten Komparator

mit der internen Referenzspannung

verglichen.

Kommt es zu einer abnormen Temperaturerhöhung,

steigt der Widerstandswert

des PTCs exponentiell

an und die Klemmspannung steigt

über den Schwellwert des Komparators.

Das triggert den Fehlerausgang

des Thermoflagger ICs.

Das Signal wird, je nach Typ, über

einen Push-Pull oder Open-Drain

Ausgang bereitgestellt.

Beim Latch-Up-Derivat erfolgt ein

Rücksetzen über einen dedizierten

RESET-Eingang. Die Auto-Retry-

Variante setzt den Ausgang nach

Beendigung des Übertemperaturereignisses

eigenständig in den

Ursprungszustand zurück.

Bis zu 10 PTCs über einen

Thermoflagger möglich

Um Temperaturen an mehreren

Stellen im Gehäuse zu überwachen,

können mehrere PTCs in Reihe

geschaltet werden. Dabei können

die PTCs auch verschiedene Nenntemperaturen

haben. So können mit

nur einem Thermoflagger unterschiedliche

Auslösetemperaturen

in einem String überwacht werden.

Thermoflagger operieren in einem

Betriebstemperaturbereich von

1,7 V bis 5,5 V. Bei den Derivaten

bestehen folgende Auswahlmöglichkeiten:

1 µA oder 10 µA Konstantstrom,

Open-Drain- oder Push-Pull-

Ausgang, Auto-Retry- oder Latch-/

RESET-Funktionalität.

Vielseitig einsetzbar

Dank des sehr kleinen SOT-553

ESV Gehäuses von 1,6 x 1,6 mm

eignen sich die Thermoflagger-ICs

für einen einfachen Übertemperaturschutz

von kleinsten Geräten bis hin

zu kompletten Industrieanlagen. ◄

Für den schnellen Start hat Distributor GLYN ein Thermoflagger

Evaluationboard entwickelt.

Geschirmte SMD Induktivitäten in kompakter Bauform

knitter-inductive erweitert mit der T-Serie sein

Portfolio an SMD-Induktivitäten. Diese stechen

vor allem durch ihre hohen Sättigungsströme

bei einer sehr kompakten Bauform hervor.

Die neuen, magnetisch vollständig abgeschirmten

Induktivitäten werden hauptsächlich

in DC/DC-Wandlern, Spannungsregler-Modulen,

Embedded-PCs und Schaltnetzteilen verwendet.

knitter-inductive bietet die T-Serie in

vielen verschiedenen Baugrößen, von 1,6 x

0,8 x 0,8 mm bis 6,6 x 6,4 x 3,1 mm, an. Verfügbar

sind Induktivitätswerte von 0,10 µH

bis 10,0 µH, Sättigungsströme von 1,3 A bis

35,0 A und niedrige DCR-Werte ab 2,0 mΩ.

Die neue T-Serie vereint viele Vorteile, wie zum

Beispiel die Verwendung von massivem Draht

für die Wicklung, durch den ein hohes Stromund

niedriges DCR-Rating erzielt wird. Darüber

hinaus ermöglicht das geschirmte Design

bei sehr kompakter Grundgröße den Einsatz

in einem breiten Anwendungsspektrum.

Der Betriebstemperaturbereich der SMD

T-Serie liegt zwischen -40 °C und +125 °C.

Die Bauteile sind standardmäßig in Tape&Reel

verpackt um ein kostengünstiges und zuverlässiges

Bestücken beim Kunden zu ermöglichen.

knitter-switch

www.knitter-switch.com

www.knitter-inductive.com

PC & Industrie 5/2024 55

Komponenten/Stromversorgung

Kombinationsgehäuse Profil

mit Kühlrippen und Nut für Transistorhaltefeder

Fischer Elektronik

GmbH & Co. KG

www.fischerelektronik.de

Ob in der Leistungselektronik, der

Automobilindustrie oder in der Telekommunikationstechnik

– Anwendungen,

die eine sichere Befestigung

von Transistoren und deren

effiziente Entwärmung fordern,

benötigen Gehäuse mit einem speziellen

Design, welches die Transistoren

fest an ihrem Platz hält und

gleichzeitig eine optimale Wärmeableitung

gewährleistet.

Hierzu hat Fischer Elektronik das

Produktportfolio der Kombinationsgehäuse

mit einem weiteren Gehäuseprofil

erweitert. Die Kombinationsgehäuse

der Serie KO H von

Fischer Elektronik bestehen aus

zwei Aluminiumstrangpressprofilen,

die über ein Feder-Nut System

miteinander kombiniert und mittels

2 mm starken Deckelplatten verschlossen

werden.

Das neue Profil KO FR 1 verfügt

über seitliche, innenliegende Konturen,

über die mittels universeller

Einrast-Transistorhaltefedern aus

Edelstahl verschiedenartige Transistorgehäusetypen

befestigt werden

können, wodurch sich deren Montage

einfach, schnell und zuverlässig

gestaltet.

Die seitlich außenliegenden Kühlrippen

des Profils dienen dazu, die

Wärme der Transistoren effektiv

an die Umgebung abzuleiten und

somit die Betriebstemperatur der

Bauteile zu senken. Dies ist besonders

wichtig, da zu hohe Bauteiltemperaturen

die Leistungsfähigkeit

und Lebensdauer der Transistoren

beeinträchtigen.

Im Profil integrierte, innenliegende

1,8 mm breite Führungs nuten

ermöglichen den Einschub von Leiterplatten

mit einer Breite von 94

und 100 mm, wobei auch kleinere

Leiterplatten mithilfe von speziellen

Einpresselementen ebenso aufgenommen

werden können. Standardmäßig

sind die Gehäuse in sechs

Längen (100, 120, 160, 200, 220,

234 mm) sowie in vier verschiedenen

Oberflächenausführungen erhältlich.

Neben den Standardausführungen

können die Kombinationsgehäuse

nach Kundenangaben mechanisch

bearbeitet, oberflächenbehandelt

und bedruckt werden.

Dieses Profil wurde speziell für

Anwendungen entwickelt, bei denen

eine hohe Wärmeabfuhr und eine

sichere Befestigung von Transistoren

erforderlich sind. ◄

EINKAUFSFÜHRER

MESSTECHNIK & SENSORIK

mit umfangreichem Produkt index, Firmenverzeichnis und

deutschen Vertretungen ausländischer Firmen.

Alle Infos unter: www.beam-verlag.de/einkaufsfuehrer

Kontakt: info@beam-verlag.de

Einsendeschluss für Unterlagen: 08.05.2024

Anzeigen-/Redaktionsschluss: 26.04.2024

JETZT UNTERLAGEN ANFORDERN!

56 PC & Industrie 5/2024

Bediensicher und schmutzresistent

Serie 709/719: Snap-in-Portfolio mit neuer Umspritzung

Komponenten/Stromversorgung

Franz Binder GmbH & Co.

Elektrische Bauelemente KG

info@binder-connector.de

www.binder-connector.de

Mess- und Handbediengeräte in

hygienekritischen Anwendungsfeldern,

etwa in medizintechnischen

Ausrüstungen, erfordern

ein Design, das neben sicherer

Handhabung auch für Unempfindlichkeit

gegen Verschmutzungen

optimiert ist. binder hat daher

seine Snap-in-Serien 709 und 719

mit einer neuen Umspritzung ausgestattet,

die einhändiges Stecken

und Lösen unterstützt, aber auch

die Schmutzresistenz verbessert.

Schnell und stabil

binder, ein führender Anbieter

industrieller Rundsteckverbinder,

bietet die Steckverbinder seiner

Produktserien 709 und 719 mit

einer neuen Umspritzung der geraden

Varianten an. Die Steckverbinder

mit Schnappverriegelung

zeichnen sich – gemessen an der

Baugröße – durch hohe Haltekräfte

aus, können aber dennoch schnell

gesteckt und entriegelt werden.

Diese Eigenschaften zahlen sich

beispielsweise in Anwendungen der

Mess- und medizinischen Gerätetechnik

aus, die gehobenen Anforderungen

an die funktionale Sicherheit

unterliegen.

Sicherheitsrelevante

Eigenschaften verbessert

Da es sowohl in der Mess- als

auch in der Medizintechnik häufig

darauf ankommt, die Geräte und

ihre Schnittstellen vor Verschmutzungen

aus der Umgebung zu schützen,

haben binder-Ingenieure eine

Umspritzung im Dreiecks-Design entwickelt,

die weder Fugen noch Riefen

oder Hinterschnitte aufweist, in

welchen sich Schmutz ansammeln

kann. Die Resistenz der Applikationen

gegenüber Verunreinigungen

erhöht sich damit deutlich. Außerdem

liegen die geraden Produktvarianten

dank der neuartigen Umspritzung

sehr gut in der Hand, womit

einhändiges Stecken und Lösen der

Verbindung sicher und komfortabel

möglich ist.

Knickschutz

Bei der Neuentwicklung der

Umspritzung ist es den Produktdesignern

bei binder gelungen, trotz

des neuen Designs ohne speziellen

Knickschutz die Eigenschaften auf

dem hohen Niveau der Vorgängerversion

zu halten. Der Knickschutz

sorgt dafür, dass die Litzen unter

mechanischer Beanspruchung –

beim Knicken des Kabels – nicht

brechen. Dies wurde anhand von

Biegetests im Vorfeld auch mit dem

neuen Design nachgewiesen.

Produktserien im Überblick

Die Produkte der Snap-in-Serien

709 und 719 bieten Anwendern die

Vorteile eines schnellen und sicheren

Verriegelungssystems mit hohen Haltekräften.

Sie sind als Kabelstecker

und -dosen mit oder ohne Zugentlastung

erhältlich. Die 3- bis 5-poligen

Serien wurden für Anschlussquerschnitte

bis 0,25 mm 2 (bis AWG 24)

ausgelegt. Der Anschluss selbst

erfolgt mittels Löten beziehungsweise

Tauchlöten. Die gemäß IP40

geschützten Produkte erreichen eine

mechanische Lebensdauer von 100

und mehr Steckzyklen.

Anwendungsgebiete

• Messtechnik und

Instrumentierung

• Medizintechnik

Eigenschaften

• Schutzart: IP40,

• Polzahl: 3- bis 5-Pol,

• Anschlussart:

Löten, Tauchlöten,

• Bemessungsspannung: 60 V,

• Bemessungsstrom: 3 A,

• Betriebstemperaturbereich:

-25 °C bis +70 °C,

• Lebensdauer:

>100 Steckzyklen ◄

70 % mehr Messweg

Alles wird kleiner, der Platz immer

begrenzter: Der Computer, der vor

Jahren noch einen eigenen Raum

benötigte, steckt mittlerweile in der

Tasche. CD- und Videosammlungen

wurden durch Streaming ersetzt,

großer Hubraum durch kleine, aufgeladene

Motoren. Alles wird kleiner,

dabei aber effizienter und kann

sogar mehr.

So wie einige Wegaufnehmer von

a.b.jödden. Die können nämlich

jetzt bei gleicher Gehäusegröße

viel mehr Weg messen. Möglich

macht dies eine innovative Technik,

die dafür sorgt, dass weitaus

mehr Informationen während des

Messvorgangs bereitgestellt werden

können.

Wenn der Platz also begrenzt

ist und trotzdem ein längerer

Weg gemessen werden soll, ist

die SM401.120er Serie genau das

Richtige. Für alle anderen: Natürlich

kann die Reihe auch weniger messen,

sogar mit einer Genauigkeit

von 0,25 %. Also warum weniger

nehmen, wenn auch mehr geht?

a.b.jödden gmbh

info@abjoedden.de

www.abjoedden.de

PC & Industrie 5/2024 57

Komponenten/Stromversorgung

Den Elementen trotzen

Industrielle Radarsensoren mit CAN-Schnittstelle -

Sensoren für Distanz, Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung

Messbetriebsarten Erstes Objekt (1), Stärkste Reflexion (2)

und Schnellstes Objekt (3)

Reflexionsfaktoren unterschiedlicher Materialien

Pepperl + Fuchs SE

www.pepperl-fuchs.com

Die Radar-Technologie (Radio

Detection And Ranging) nutzt ein

aktives Sende- und Empfangsverfahren

im Mikrowellen-GHz-

Bereich. Der Radarsensor sendet

eine elektromagnetische Welle aus,

erfasst deren Reflexion und ermittelt

anhand der Differenz in Laufzeit

und Frequenz die Entfernung und

Geschwindigkeit zum Zielobjekt.

Da sich elektromagnetische Wellen

mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten,

geschieht dies praktisch

ohne Zeitverzögerung.

Kompakt und wetterfest

Die neuen Radarsensoren von

Pepperl+Fuchs bringen die dafür

benötigte Technologie in einer

äußerst kompakten Bauform unter.

Dieses Gehäuse mit den Schutzarten

IP68/69 hat sich bei anderen

Sensoren des Herstellers, wie etwa

dem Ultraschallsensor VariKont-L2,

als besonders robust und praktisch

bewährt. Nicht zuletzt erlaubt seine

Bauform größte Flexibilität bei der

Montage. Der dreh- und schwenkbare

Sensorkopf kann in so gut wie

jeder Einbausituation optimal auf den

Zielbereich ausgerichtet werden.

Für die Messung verwenden die

Geräte die frequenzmodulierte Dauerstrichmethode

(Frequency Modulated

Continuous Wave, FMCW). Damit

können sie sowohl die Distanz als

auch die Bewegungsrichtung und

die Geschwindigkeit von Objekten

in ihrem Erfassungsbereich präzise

bestimmen. Das Frequenzband von

122-123 GHz weist eine hohe Robustheit

gegenüber Störeinflüssen wie

Regen, Nebel, Wind, Staub auf. Die

Geräte zeichnen sich zudem durch

hohe elektromagnetische Verträglichkeit

(EMV) aus, sie erreichen E1-vergleichbare

EMV-Werte. Das bedeutet,

dass eine zuverlässige Messung

trotz hoher Störpegel bei leitungsgebundener

und hochfrequenter Einstrahlung

gewährleistet ist.

Kommunikation

und Anschlussfähigkeit

Für den elektrischen Anschluss

stehen wahlweise standardisierte

M12-Anschlussstecker sowie speziell

für den Einsatz in Fahrzeugen entwickelte

Stecker wie DEUTSCH oder

AMP Superseal zur Verfügung. Messwerte

und Parametrierbefehle werden

durch eine integrierte CANopen-Schnitt-

stelle übermittelt. Über den CAN-Bus

oder das FDT-Rahmenprogramm PACTware

und einen Device Type Manager

(DTM) kann man auf zahlreiche Parameter

sowie erweiterte Funktionen zugreifen

und den Sensor flexibel an die jeweilige

Anwendung anpassen. Die CANopen-

Schnittstelle ermöglicht zudem eine differenzierte

Zustandsüberwachung und

Diagnose. Im Zusammenspiel mit einer

fehlersicheren SPS können die Radarsensoren

daher auch in sicherheitsrelevanten

Anwendungen eingesetzt

werden. Ein einzelnes Gerät genügt,

um den Sicherheitslevel PL c Kat. 2

zu erreichen.

Variabel im Betrieb

Radarsignale werden von verschiedenen

Materialien in unterschiedlichem

Ausmaß reflektiert, am

besten von Metall. Für eine standardisiert

hohe Signalqualität können

Winkelreflektoren aus Metall sorgen,

die an geeignete Stellen im

Erfassungsbereich der Sensoren

angebracht sind. Zugleich können

nichtmetallene Objekte durch entsprechende

Parametrierung und

die Auswahl der Messbetriebsart

ausgeblendet werden.

Radarsensoren der Serie MWC25M-L2M-B16 mit verschiedenen Anschlussoptionen

58 PC & Industrie 5/2024

Komponenten/Stromversorgung

Um die Funktionsweise der

Radarsensoren an die Anwendung

anzupassen, stehen drei

verschieden Messbetriebsarten

zur Verfügung:

• Im Modus „Erstes Objekt“ wird

materialunabhängig das Objekt

erkannt, das sich am nächsten

zum Sensor befindet. Objekte

im Ausfahrbereich oder Aktionsradius

von Fahrzeug und Ausleger

werden verlässlich detektiert.

• Im Modus „Stärkste Reflexion“

erfasst der Sensor das Objekt mit

den besten Reflexionseigenschaften.

Ein Füllstand kann hier bspw.

durch die Kunststoff-Außenwand

eines Tanks gemessen werden.

• Im Modus „Schnellstes Objekt“

wird das Objekt detektiert, das

sich am schnellsten auf den

Sensor zu- oder von ihm wegbewegt.

Diese Messbetriebsart ist

unter anderem für die Wegüberwachung

bei fahrerlosen Transportsystemen

geeignet.

Die große Reichweite der Sensoren

erlaubt es, verschiedene

Bereiche rund um das Fahrzeug

abzusichern. Der Einsatz mehrerer

Geräte in unmittelbarer Nähe

zueinander ist problemlos möglich,

da sie sich nicht gegenseitig beeinflussen.

Die Abtastrate von bis zu

200 Hz erlaubt es im Betrieb kurze

Reaktionszeiten zu realisieren. ◄

Robustes Varikont-Gehäuse für flexible Montage

Intelligente Stromverteilungs-Einheiten

May Distribution Berlin führt ein breites Programm im Bereich intelligenter Steckdosenleisten

von nVent SCHROFF.

Die RackPower iPDU verfügt über einen im Betrieb austauschbaren RMS-

Stromzähler mit 3“ großem Farb-LCD-Display und Touchscreen-Funktion.

RackPower Intelligente Stromverteilungseinheiten

(intelligent Power

Distribution Units, iPDUs) umfassen

fortschrittliche Lösungen für das

Power-, Umgebungs- und Sicherheitsmanagement

in Rechenzentren

und IT-Umgebungen. Rack-

Power iPDUs liefern umfassende

Heilbronn, 15. + 16. Mai,

Stand B-502

May Distribution Berlin

www.may.berlin

und präzise Daten zur Energiemessung,

um Stromressourcen effizient

zu nutzen, fundierte Entscheidungen

zur Kapazitätsplanung zu

treffen, die Betriebszeit zu verbessern

und Energie zu sparen.

Die gesamte Palette der iPDUs,

Umgebungssensoren und Access

Security eHandles (eHandles für

die Zugangskontrolle) von Rack-

Power sind der Schlüssel zur Erfüllung

der unternehmenskritischen

Anforderungen von Rechenzentren.

Merkmale

• Erhältliche Konfigurationen:

Eingang gemessen, Ausgang

geschaltet und/oder Ausgang

gemessen

• Globale NEMA- bzw. IEC-konforme

Stecker und Buchsen

• Externe Kommunikation und

Überwachung mit geschützten

und sicheren LAN-Verbindungen

• Lokale und dezentrale Stromüberwachung

einzelner Ausgänge

und Stromkreise mit Anzeige der

Angaben zu Strom (A), Spannung

(V), Leistung (kW), Energieverbrauch

(kWh) und Leistungsfaktor

der gesamten PDU mit einer

Messgenauigkeit von ±1 %

• Werkzeuglose hot-swap-fähige

Network Management Card

(NMC) für flexible Montage und

zukünftige Upgrades

• Überwachung des Status von

Leistungsschaltern, ermöglicht

die aktive Überwachung und

Alarmierung des Ein-/Aus-Status

von Leistungsschaltern

• Farbcodierte Ausgänge nach

Leistungsschalter für visuelle

Phasen- und Lastbankerkennung

zur Verringerung menschlicher

Fehler

• Verstellbare werkzeuglose Montage

für schnelle Installation

• Gut lesbares Datendisplay und

interaktive Grafikanzeige

• Einfache Identifizierung der

Stromquelle durch benutzerdefinierte

elektronische Farbcodierung

auf dem Display

• Per Reihenschaltung können

bis zu 64 PDUs über eine einzige

IP-Adresse verwaltet und

überwacht werden

• Zwei-Wege-Gleichstromverteilung

zur Gewährleistung der

Betriebszeit mit stets aktivem

Netzwerkmanagement und

Alarmen

• Umweltüberwachung und

Zugangskontrolle mit Plug-and-

Play-Unterstützung für bis zu 8

digitale Sensoren pro PDU

Spezifikationen

• Stahlgehäuse

• Ein- oder dreiphasig

• Eingangsspannungen:

120, 208, 230, 240, 400

oder 415 VAC

• Verschiedene Kabellängen

und Steckertypen erhältlich

• NEMA 5-20R, C13, C19, 2-in-1

C13/C15 und 4-in-1 C13/C15/

C19/ C21

• Kombinationsbuchsen

erhältlich

• 10/100/1000-Mbps-Ethernet-

Netzwerk

• Anpassbares Montagezubehör

Oberfläche

Standardmäßig schwarz, andere

Optionen erhältlich ◄

PC & Industrie 5/2024 59

Komponenten/Stromversorgung

D-SUB Schnellverschluss-System

CONEC SnapLock Hauben & Steckverbinder

Es wird ein D-SUB Schnellverschluss-System

benötigt, welches

eine schnelle Ver- und Entriegelung

ohne zusätzliches Werkzeug möglich

macht und das durch ein hörund

spürbares „Klick“ eine Verriegelung

auch an schlecht einsehbaren

Geräteschnittstellen ermöglicht?

Ein bestehendes System soll

mit Schnellverschlusshauben nachgerüsten

werden?

CONEC Elektronische

Bauelemente GmbH

www.conec.com

Das CONEC SnapLock Verriegelungssystem

besteht aus D-SUB-

Steckverbindern und D-SUB Hauben,

die ein schnelles und sicheres

Verriegeln ohne zusätzliche Verschraubung

ermöglichen. Ein in die

Haube integrierter Federclip verrastet

mit einem am Gegenstecker montierten

Rastbolzen und somit wird

eine schnelle und sichere Verbindung

hergestellt.

Zwei Varianten

Der Rastbolzen am Steckverbinder

ist in zwei Varianten verfügbar:

1. Am Steckverbinder fest integriert,

wie z. B. ein Standard-

Gewindeeinsatz. Dies hat den

Vorteil, dass die Rastbolzen nicht

verloren gehen können und auch

nicht in einem zweiten Arbeitsgang

montiert werden müssen.

Die Steckverbinder sind direkt

nach der Bestückung auf die Leiterplatte

einsetzbar.

2. Als Kit zur nachträglichen Montage

am Steckverbinder bei Hinterwandinstallationen

oder zur Nachrüstung

bestehender Systeme,

zur Verwendung mit der CONEC

SnapLock Haube.

Die Verrastung des Verriegelungsmechanismus

wird durch ein

hör- und spürbares Klicken signalisiert.

Mit einer hohen Haltekraft

wird eine sichere Verriegelung der

Steckverbindung für viele Anwendungsgebiete

bereitgestellt.

Kunststoffhauben

Die Kunststoffhauben sind in den

Baugrößen 1 – 5 in metallisierter

oder schwarzer Ausführung verfügbar.

Das Material ist flammhemmend

nach UL 94 V0. Neben

den Hauben werden auch entsprechende

D-SUB Steckverbinder

(9 - 50-pol.) mit integriertem Rastbolzen

angeboten. Hierbei wird der

Rast bolzen mit dem Steckergehäuse

verpresst und ist somit unverlierbar.

Des Weiteren besteht die Möglichkeit

einer Haube-zu-Haube-Verbindung.

Diese wird mittels Verbindungsbolzen-Kit

umgesetzt. Über

ein Kunststoff plättchen kann die

Verbindung einseitig gegen Lösen

(über eine Verriegelungsplatte pro

Seite) ge sichert werden.

Eine weitere Ergänzung ist

das Nachrüst-Kit für vorhandene

D-SUB-Systeme mit Gewindeeinsatz

UNC 4-40. Das Kit besteht

aus zwei Rastbolzen mit Unterlegscheiben.

Vorteile:

• Schnelle und einfache

Ver- und Entriegelung

• Sichere Verriegelung / hohe

Haltekraft

• Schneller montierbar als

Standard-Schraubverriegelung

• Schock- und vibrationsfest

• Ausführung in Kunststoff schwarz

und Kunststoff metallisiert

• Gerade und seitliche

Kabeleingänge

• Haube-zu-Haube-Verbindung

mittels Verriegelungs-Kit

• Steckverbinder mit integriertem

Bolzen

• Integrierter Bolzen unverlierbar

• Kit für Hinterwandmontage und

Nachrüstung bestehender Systeme

Anwendungsfelder:

• Antriebstechnik

• Automatisierungstechnik

• Gehäuse-Geräteanschluss

• Kommunikationstechnik

• Maschinenbau

• Prozessautomation und

Steuerungstechnik

• Transporttechnik ◄

Gehäuse für präzise und zuverlässige Messtechnik

In den verschiedensten Branchen

und Anwendungsfeldern spielen bei

der Überwachung und Optimierung

von Prozessen Messgeräte eine

zentrale Rolle. Die präzise Erfassung,

Analyse und Kontrolle verschiedenster

physikalischer und

geometrischer Größen sind hierbei

essentiell. Für zuverlässige Ergebnisse

müssen alle Komponenten

- auch die Gehäuse - höchsten

Qualitätsstandards entsprechen.

Die Welt der Messtechnik und

auch die Anforderungen an die

Gehäuse sind so vielfältig wie

komplex: ob mobil oder stationär,

indoor oder outdoor, kabelgebunden

oder autark. Eines haben alle

Geräte jedoch gemeinsam, sie

sind stets mit hochwertiger und

präziser Elektronik ausgestattet,

die entsprechend „verpackt“ und

geschützt werden muss. Punkte

wie IP-Schutzart, das passende

Gehäusematerial, Größe und

Design sind somit bei der Auswahl

des Gehäuses von zentraler

Bedeutung. Je nach Anwendungsschwerpunkt

bietet das OKW-Produktprogramm

vielfältige Lösungen.

Odenwälder Kunststoffwerke

Gehäusesysteme GmbH

www.okw.com

60 PC & Industrie 5/2024

Highspeed-Steckverbinder

mit extrem hoher Datenübertragungsrate

25+ Gbit/s Colibri-Highspeed-Steckverbinder von ept

Komponenten/Stromversorgung

ept GmbH

www.ept.de

Colibri, der Highspeed-Steckverbinder

aus dem Hause ept, ist jetzt

auch mit einer Datenübertragungsrate

von 25+ Gbit/s verfügbar. Bisher

gab es die Version 10 Gbit/s,

die im Jahr 2019 um die Version

16 Gbit/s erweitert wurde und somit

auch PCI-Express-Gen4-Signale

übertragen kann. Um den heutigen

Anforderungen des Marktes gerecht

zu werden und auch anspruchsvollste

Highspeed-Anwendungen

zu ermöglichen, bietet ept mit dem

Colibri 25+ Gbit/s jetzt einen noch

leistungsstärkeren Highspeed-

Steckverbinder mit einem Raster

von nur 0,5 mm.

Layoutund

steckkompatibel

Wie auch die vorangegangenen

Versionen ist der Colibri 25+ Gbit/s

für einen Leiterplattenabstand von

5 oder 8 mm verfügbar. Plug und

Receptacle bietet ept mit 220 Polen

an – eine 440-polige Version, bestehend

aus zwei Plugs beziehungsweise

Receptacles mit je 220 Pins,

wird in einem Bestückrahmen zusammengehalten.

Die Steckverbinder

der verschiedenen Generationen

werden dabei untereinander layoutund

steckkompatibel sein.

Wann immer hohe Datenübertragungsraten

erforderlich sind, ist der

Colibri der Steckverbinder der Wahl:

Der kleine Highspeed-Profi kommt

vor allem bei Mezzanine-Board-to-

Board-Systemen und COM-Express-

Spezifikationen zum Einsatz. Er wird

dabei in verschiedenen Anwendungsfeldern

verbaut, beispielsweise in

der industriellen Automatisierung,

bei Kiosk- und POS-Systemen, in

der Medizintechnik, Messtechnik

und im Gaming sowie im Bereich

der Transportation und Gebäudetechnik.

Kontinuierliche

Optimierung

Durch kontinuierliche Optimierungen

im Kontaktdesign des Plugs

ist es ept mit dem Colibri 25+ Gbit/s

gelungen, einen Highspeed-Steckverbinder

zu entwickeln, der nicht

nur kompatibel mit der PCI Express

Gen4 ist, sondern darüber hinaus

eine hervorragende Signalqualität

ermöglicht und somit eine bessere

Alternative zum störungsanfälligeren

USB 4.0 darstellt. Darüber hinaus

eignet sich der Colibri mit 25+ Gbit/s

ausgezeichnet für Ethernet-Anwendungen,

da durch Parallelschaltung

mehrerer Leitungen eine Datenübertragungsrate

von 100 Gbit/s erreicht

werden kann.

Noch mehr

Datenübertragung

und Signalintegrität

Heutige Anforderungen gehen

klar zu noch mehr Datenübertragung

und Signalintegrität – damit

Zuverlässigkeit, Leistungsfähigkeit

und Sicherheit von digitalen Systemen

in Branchen wie in der Medizintechnik

unterstützt sind. In dem

Zusammenhang bleibt die Auswahl

geeigneter Board-to-Board Steckverbinder

ein Designthema, zumal

Miniaturisierung und Robustheit des

Gesamtsystems immer mehr Geltung

bekommen.

Ob mit 5G (6G), KI, Quantenkommunikation

oder Edge Computing

und Fog Computing – sofern diese

kommenden Technologien ihren

Einfluss auf die Signalintegrität und

Datenübertragung haben werden,

wird es den Bedarf nach Steckverbindern

mit passender Datenübertragungsleistung

auch weitergeben.

◄

www.beam-verlag.de

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PC & Industrie 5/2024 61

Komponenten/Stromversorgung

Mehrpunktjustage bei Kalibrierungen

von Sensor und Messgerät

Ein Kalibrierschein enthält gewöhnlich

die Messwerte, Abweichungen

zum Referenzwert, die jeweilige

Messunsicherheit, Angaben zum Kalibrierverfahren,

die Umgebungskonditionen

und ggf. besondere Messbedingungen.

Bisher einzigartig im

Bereich des Kalibrierwesens ist die

Möglichkeit einer Mehrpunktjustage,

die im Rahmen einer Kalibrierung

von ALMEMO- Messtechnik durchgeführt

werden kann.

Durch den Einsatz intelligenter

Fühlerstecker besteht die Möglichkeit

den zu kalibrierenden Prüfling,

also Fühler und Messkette, in jedem

Kalibrierpunkt auf den Sollwert zu

justieren. Somit müssen später keine

weiteren Korrekturen vom Kunden im

Prozess vorgenommen werden. Mögliche

Übertragungsfehler sind ausgeschlossen

und der Prozess kann sofort

ohne Verzögerungen durch Dateneingabe

fortgefahren werden. Die

Korrekturwerte des Prüflings sind im

Speicher des ALMEMO-Anschlusssteckers

hinterlegt und stehen jederzeit

zur Verfügung.

Diese Daten können auch zur

Bestimmung der Langzeitdrift verwendet

werden. Zusätzlich zur Identifikation

des Messequipments können

eigene ID-Nummern im Speicher

des Steckers abgelegt werden.

Wird ein digitaler ALMEMO-

Stecker eingesetzt, kann auf das

übliche, obligatorische Abbauen

der gesamten Messtechnik vor

Ort zwecks Kalibrierung verzichtet

werden, da nur der Fühler mit

seinem Anschlussstecker zur Kalibrierung

einge reicht werden muss.

Über diese intelligenten, digitalen

Anschlussstecker können übrigens

auch Sensoren anderer Hersteller

digitalisiert und mehrpunktjustiert

werden. Obligatorisch ist hierfür

lediglich das ALMEMO-Messgerät.

AHLBORN Mess- und

Regelungstechnik GmbH

www.ahlborn.com

Hochleistungs-SMT-Shunt-Widerstand

ermöglicht präzise Strommessungen

Die Serie LRMAH2512 ist ein

AEC-Q200-qualifizierter Hochleistungs-SMT-Shunt-Widerstand

mit niedrigen Werten bis hinunter

auf 200 μΩ. Bei einer Belastung

von bis zu 6 W beträgt der theoretisch

maximal messbare Strom

bis zu 173 A und ist somit praktisch

nur durch die Strombelastbarkeit

der Leiterplattenbahnen begrenzt.

Mit 12 Werten von 0,2 bis 10 mΩ

bei 1 % Toleranz und einem TCR

mit bis zu 50 ppm/°C bieten die

Widerstände der Serie LRMAH2512

eine kompakte Grundfläche von

6,4 x 3,1 mm.

pk components

www.pk-components.de

Eine wichtige Eigenschaft ist

das Vermögen hohen Einschaltund

Stromstößen standzuhalten.

Die kurzfristige Überlast-Leistung

wird mit 15 W bei 5 s angegeben.

Ein definierter Abstand des Widerstandselementes

zur Leiterplatte

minimiert den Temperaturanstieg

auf der Leiterplatte und erhöht die

Zuverlässigkeit der Baugruppe.

LRMAH2512 eignet sich ideal für

hochpräzise Strommessungen in

Batteriemanagement-, Motorsteuerungs-

und Stromumwandlungsprodukten.

Der niedrige TCR und

die niedrige Induktivität dieses Designs

ermöglichen eine genaue

Erfassung des Stromes ohne Kompensationsschaltung.

Hauptmerkmale

• Bis zu 6 W Nennbelastbarkeit

bei 70 °C

• 12 Werte von 0,2 bis 10 mΩ

• Null-Ohm-Jumper-Version

• Robuste Schweißkonstruktion

• TCR bis zu 50 ppm/°C

• Hotspot von der Leiterplatte

entfernt

• Geringe Induktivität

Anwendungsgebiete

• Stromversorgung

• Motorantrieb

• Batterieüberwachung

• Überwachung von Solarzellen

• Prozesssteuerung ◄

62 PC & Industrie 5/2024

PROFINET Kabel sind zweifach grün

Komponenten/Stromversorgung

BizLink green: Kabel mit pflanzenbasierten Außenmänteln bieten hervorragende Leistung und minimieren

Umweltauswirkungen

BizLink, ein weltweit führender

Anbieter von Verbindungslösungen,

stattet zwei seiner leistungsstarken

PROFINET Kabel nun mit einem

umweltfreundlichen Außenmantel

auf Pflanzenbasis aus. Der neue

Kabelmantel besteht aus nachhaltigen

Materialien, die den ökologischen

Fußabdruck im Herstellungsprozess

minimieren und gleichzeitig

höchste Zuverlässigkeit und

Leistung bieten.

BizLink bietet die neuen green

PROFINET Kabel aus der FieldLink-

Produktfamilie in zwei verschiedenen

Varianten an: Sowohl bei der PVCals

auch bei der PUR-Variante werden

die Außenmäntel auf Basis

pflanzlicher Rohstoffe hergestellt,

die nicht aus fossilen Brennstoffen

stammen. Die benötigten Rohstoffe

werden aus kurzen und lokalen Lieferketten

bezogen, was den CO 2 -Ausstoß

zusätzlich verringert. Dieser

innovative Ansatz verbessert den

ökologischen Fußabdruck in der

Herstellung erheblich und ebnet

den Weg für eine grünere Zukunft.

Robust und flexibel

Die elektrischen und mechanischen

Eigenschaften der Kabel

bleiben erhalten. Beide green PRO-

FINET Kabel wurden für eine flexible

Verlegung entwickelt und sind

bestens für den Einsatz in einer

rauen Industrieumgebung geeignet.

Als PUR-Version hält green

PROFINET in Schleppkettenanwendungen

mehr als 3 Millionen

Biegezyklen stand. Alle Schleppkettenkabel

werden im hauseigenen

Schleppkettentestcenter auf ihre

Belastbarkeit geprüft.

Nachhaltig und leistungsstark

Nils Klippel, Leiter von BizLinks

Automation & Drives Business Unit

sagt dazu: „Mit unseren neuen PRO-

FINET Kabeln setzen wir nicht nur

auf erstklassige Leistung, sondern

auch auf eine nachhaltige Zukunft.

Bei BizLink sind wir stolz darauf,

innovative Lösungen anzubieten, die

sowohl die Anforderungen unserer

Kunden als auch die Bedürfnisse

unseres Planeten erfüllen. Neben

dem Einsatz alternativer Werkstoffe,

werden wir auch unsere Beschaffungs-

und Fertigungsprozesse weiter

optimieren.”

PROFINET ist ein Industrial Ethernet-Standard,

der in der Automatisierungstechnik

eingesetzt wird.

PROFINET Kabel sind speziell entwickelte

Netzwerkkabel, die für die

Kommunikation zwischen verschiedenen

Automatisierungsgeräten in

einer industriellen Umgebung verwendet

werden. Diese Kabel spielen

eine entscheidende Rolle bei

der Übertragung von Daten zwischen

Steuerungssystemen, Sensoren,

Aktuatoren und anderen

Komponenten in einem Produktionsnetzwerk.

Genauso leistungsfähig

BizLink vertreibt seine Field-

Link PROFINET Kabel bereits seit

mehr als 20 Jahren mit verschiedenen

Standard- oder hybriden

Konstruktionen für die feste, flexible

oder hochflexible Verlegung in

Fertigungsumgebungen. Die neuen

green PROFINET Kabel kombinieren

nun bewährte Technologien mit

einem Mantel, der aus umweltfreundlichen

Materialien hergestellt wurde

und trotzdem alle relevanten Übertragungseigenschaften

garantiert.

Eigenschaften

auf einen Blick

• Nachhaltiger Mantel: Der Kabelmantel

besteht aus umweltfreundlichen

Materialien und trägt dazu

bei, Ressourcen zu schonen.

• Hohe Übertragungsgeschwindigkeit:

Die Kabel bieten eine

zuverlässige und schnelle Übertragung

von Daten gemäß den

PROFINET-Standards.

• Robuste Bauweise: Die Kabel

sind für den Einsatz in industriellen

Umgebungen ausgelegt

und widerstehen widrigen Bedingungen.

• Kompatibilität: Die Kabel

sind vollständig kompatibel mit

PROFINET-Systemen und gewährleisten

eine nahtlose Integration

in bestehende Netzwerke.

BizLink Special Cables

Germany GmbH

www.bizlinktech.com

Ringkraftsensoren mit galvanisch getrenntem Eingang

Inelta Sensorsysteme hat sein Portfolio an

Ringkraftsensoren um neue Modell varianten

erweitert. Der als messende Unterlegscheibe

fungierende Sensortyp dient der Erfassung axial

wirkender Kräfte an Schrauben, Wellen oder

Achsen und kommt beispielsweise zur Ermittlung

oder Überwachung von Vorspannkräften

bei Verschraubungen zum Einsatz.

Die Ringkraftsensoren der Serie RKT60

sind nun für vier Nennlasten von 5, 10, 15

und 20 kN erhältlich. Die Baureihe zeichnet

sich durch einen kompakten Verformungskörper

aus Edelstahl, eine geringe Bauhöhe

und einen mechanischen Überlastschutz aus.

Zum Schutz vor Berührung, Staub und Feuchtigkeit

bietet der Hersteller die Sensoren auch

in vergossener Ausführung an. Darüber hinaus

führt Inelta Modellvarianten mit inte griertem

Messverstärker im Programm. Diese Einheiten

mit DMS-Vollbrücke, Verformungskörper aus

Edelstahl und äußerst ebener Auflage fläche

sind besonders unempfindlich gegen exzentrisch

einwirkende Kräfte. Eine weitere Neuheit

stellen die in Schutzart IP67 gefertigten

Ringkraftsensoren der Serie RKT120 mit 10 kN

Nennkraft dar.

Inelta Sensorsysteme GmbH & Co. KG

www.inelta.de

PC & Industrie 5/2024 63

Software/Tools/Kits

Business Continuity Management als Strategie

Resilienz neu definiert

BCM erfolgreich

im Unternehmen umsetzen

Zu den wichtigsten Komponenten

des BCM gehört die Risikobewertung.

Hier geht es um die Identifizierung

und Bewertung potenzieller

Risiken und Schwachstellen,

die den Geschäftsbetrieb stören

könnten. Sie umfasst sowohl

interne als auch externe Bedrohungen,

die von Naturkatastrophen

und technischem Versagen bis hin

zu menschlichem Versagen und

böswilligen Aktivitäten wie Cyberangriffen

reichen.

Bei der Risikobewertung geht es darum, potenzielle Risiken und Schwachstellen, die den Geschäftsbetrieb stören

Autor:

Philippe Schrettenbrunner

Deputy Head of Cybersecurity

MaibornWolff

www.maibornwolff.de

Business Continuity Management

(BCM) ist ein Ansatz zur Ermittlung

potenzieller Bedrohungen und

Schwachstellen, zur Bewertung ihrer

möglichen Auswirkungen auf den

Geschäftsbetrieb und zur Entwicklung

von Strategien zur Risikominderung

und Gewährleistung der Kontinuität.

Wie können Unternehmen

BCM richtig umsetzen und worauf

gilt es dabei zu achten?

Widerstandsfähigkeit

stärken

In einer sich ständig verändernden

globalen Landschaft, die immer wieder

geprägt ist von unvorhergesehenen

Umständen wie Naturkatastrophen

bis hin zu Cyberangriffen,

hat sich das Konzept des Business

Continuity Management als

entscheidender Aspekt der Widerstandsfähigkeit

von Unternehmen

herauskristallisiert. BCM umfasst

eine Reihe von Prozessen, Verfahren

und Strategien, mit denen

sichergestellt werden soll, dass

wesentliche Geschäftsfunktionen

während und nach störenden Ereignissen

fortgeführt werden können,

um den Ruf des Unternehmens, die

Marke und die Fähigkeit zur Bereitstellung

von Produkten und Dienstleistungen

zu schützen. Im Wesentlichen

geht es beim BCM darum,

sich auf das Schlimmste vorzubereiten

und gleichzeitig das Beste

anzustreben.

Notwendigkeit

Die Notwendigkeit von BCM wird

deutlich, wenn man die potenziellen

Folgen von Betriebsunterbrechungen

bedenkt. Unabhängig davon, ob sie

durch unvorhergesehene Umstände

wie extreme Wetterereignisse, Stromausfälle

oder geopolitische Unruhen

oder durch vorsätzliche Handlungen

wie Cyberangriffe oder Ausfälle in

der Lieferkette verursacht werden,

können Unterbrechungen weitreichende

Auswirkungen auf Unternehmen

aller Größen und Branchen

haben. Ohne angemessene Vorbereitung

können diese Unterbrechungen

zu finanziellen Verlusten,

behördlichen Strafen, rechtlichen

Verpflichtungen und Rufschädigung

führen und die Existenz eines

Unternehmens gefährden.

Business Impact Analyse

Eine weitere wichtige Rolle spielt

die Business Impact Analyse (BIA) –

also die Analyse der Auswirkungen

von Betriebsunterbrechungen auf

das Geschäft. Bei der BIA werden

die potenziellen Folgen von Unterbrechungen

kritischer Geschäftsprozesse

bewertet, einschließlich

finanzieller Verluste, betrieblicher

Ausfallzeiten und der Nichteinhaltung

gesetzlicher Vorschriften.

Durch die Festlegung von Prioritäten

für kritische Funktionen und

Ressourcen können Unternehmen

ihre Bemühungen auf die Gewährleistung

ihrer Kontinuität konzentrieren.

Geschäftskontinuitätspläne

Auch die Entwicklung von

Geschäftskontinuitätsplänen (BCPs),

die auf der Grundlage der Ergebnisse

der Risikobewertung und der

BIA beruhen, ist essenziell. Darin

werden die vor, während und nach

einem Störfall zu ergreifenden Maßnahmen

beschrieben. Dazu gehören

Maßnahmen wie die Einrichtung

alternativer Arbeitsorte, Backup-

Systeme und Kommunikationsprotokolle,

um die Kontinuität des

Betriebs sicherzustellen.

Schulungsprogramme und Sensibilisierungskampagnen

tragen

64 PC & Industrie 5/2024

Software/Tools/Kits

Bei der Business Impact Analyse werden die möglichen Auswirkungen untersucht, die eine Unterbrechung kritischer

dazu bei, dass die Mitarbeiter ihre

Aufgaben und Verantwortlichkeiten

bei der Umsetzung der BCP und

der Reaktion auf Notfälle verstehen.

Zudem sind regelmäßige Tests

und Übungen unerlässlich, um die

Wirksamkeit der BCP zu überprüfen

und verbesserungsbedürftige

Bereiche zu ermitteln. Dies kann

Tabletop-Übungen, Simulationsübungen

und groß angelegte Proben

umfassen, um verschiedene Katastrophenszenarien

zu simulieren

und die Reaktionsbereitschaft der

Organisation zu bewerten.

Wettbewerbsvorteile

durch ein umfassendes BCM

Die Implementierung von BCM

bietet Unternehmen zahlreiche

Vorteile. So ermöglicht BCM es

Unternehmen, potenzielle Störungen

zu antizipieren und sich

darauf vorzubereiten, und verbessert

so ihre Fähigkeit, widrigen

Ereignissen zu widerstehen

und sich von ihnen zu erholen,

ohne den Betrieb zu beeinträchtigen.

Durch die Identifizierung

und Abschwächung potenzieller

Risiken hilft BCM Unternehmen,

ihr Risiko finanzieller,

betrieblicher und rufschädigender

Verluste zu verringern.

Durch den Nachweis, dass sie in

der Lage sind, die Kontinuität des

Betriebs auch bei widrigen Umständen

aufrechtzuerhalten, können

Unternehmen das Vertrauen von

Kunden, Investoren und anderen

Interessengruppen gewinnen. Viele

Aufsichtsbehörden verlangen von

Unternehmen BCM-Pläne, um die

Kontinuität kritischer Dienste zu

gewährleisten. Die Einhaltung dieser

Vorschriften hilft Unternehmen,

Strafen und rechtliche Verpflichtungen

zu vermeiden.

In der heutigen vernetzten

Geschäftswelt kann BCM eine Quelle

von Wettbewerbsvorteilen sein, die

Unternehmen, die auf Störungen gut

vorbereitet sind, von denen unterscheidet,

die nicht darauf vorbereitet

sind.

BCM: Entscheidendes

Instrument im Ernstfall

In einer von Unbeständigkeit und

Unsicherheit geprägten Zeit ist BCM

zu einem unverzichtbaren Instrument

für Unternehmen geworden,

um ihren Betrieb zu sichern und im

Störfall darauf angemessen reagieren

zu können. Durch einen proaktiven

und systematischen Ansatz für

das Risikomanagement und die Kontinuitätsplanung

können Unternehmen

ihre Widerstandsfähigkeit verbessern

und so sicherstellen, dass

sie in der Lage sind, auch in widrigen

Situationen erfolgreich zu sein.

Fortlaufender Prozess

BCM ist keine einmalige Angelegenheit,

sondern ein fortlaufender

Prozess, der regelmäßig überprüft

und verbessert werden muss. Unternehmen

müssen die sich ändernden

Bedrohungen und Geschäftsumgebungen

kontinuierlich überwachen

und ihre BCM-Strategien entsprechend

aktualisieren, um ihre Relevanz

und Wirksamkeit stets zu

gewährleisten.

Wer schreibt:

Philippe Schrettenbrunner ist

Debuty Head of Cybersecurity beim

IT-Dienstleister MaibornWolff und

verfügt über langjährige Erfahrung

im Bereich der IT-Sicherheit. ◄

Durch die Implementierung von BCM sind Unternehmen in der Lage, die Kontinuität des Betriebs auch bei widrigen

PC & Industrie 5/2024 65

Software/Tools/Kits

Erweiterte Funktionalität

bringt C++-Entwicklung auf neues Level

Parasoft C/C++test 2023.2: Voller Support für MISRA C++ 2023

Parasoft

www.parasoft.com

Parasoft präsentiert die neueste

Version von C/C++test 2023.2, einem

transformativen Tool für die C++-

Entwicklung. Diese Version bietet

Entwicklern eine Reihe neuer Funktionen,

Verbesserungen und Compliance-Tools,

die den Lebenszyklus

der Softwareentwicklung neu gestalten.

Mit Parasoft C/C++test 2023.2

erhalten Anwender eine Lösung, die

sicherstellt, dass ihr C++17-Code

MISRA C++ 2023 entspricht. Parasoft

gewährleistet die durchgängige

Umsetzung von Safety- und Security-Programmierstandards,

wie z. B.

die vollständige Unterstützung von

MISRA C++ 2023.

Zahlreiche Verbesserungen

C/C++test 2023.2 enthält zahlreiche

Verbesserungen: Es garantiert

die volle Unterstützung von

MISRA C++ 2023 und unterstreicht

damit das Engagement von Parasoft,

die Konformität und Sicherheit von

C++17 Code sicherzustellen. Die

wichtigsten Neuerungen sind:

• Vollständige Unterstützung von

MISRA C++ 2023: Bereitstellung

von 179 Richtlinien, die für die

Erstellung qualitativ hochwertiger

C++17-Anwendungen entscheidend

sind. Durch den Beitrag zur

Entwicklung von MISRA C++ 2023

festigt Parasoft seine Position als

reaktionsschnellster Anbieter auf

dem Markt.

• Verbesserte Code-Qualität: Das

Update führt ein optimiertes Stubbing-Framework

ein, das Stubs für

Template-Funktionen ermöglicht,

frühes Testen fördert und die Fehlerinjektion

vereinfacht.

• Erweiterte Analyse und Reporting:

Mit dem aktualisierten Compliance

Report in Parasoft DTP

können Anwender nahtlos Code

scannen, Verstöße erkennen und

automatisierte Quality Gates in

Pull Requests für die kontinuierliche

Integration einbinden.

• Breitere Compiler-Unterstützung:

Unterstützung einer Vielzahl

neuer Compiler wie IAR BX

ARM, Qualcomm Hexagon, Tasking

SmartCode, GNU GCC und

Clang für verschiedene Plattformen.

Zusätzliche

Funktionserweiterungen

„Unsere neueste Version C/C++test

2023.2 stellt eine entscheidende

Neuerung in der C++-Entwicklung

dar und festigt unsere Führungsposition

durch die vollständige

Unterstützung von MISRA C++

2023. Unsere zusätzlichen Funktionserweiterungen

unterstreichen

das Engagement von Parasoft,

Lösungen bereitzustellen, die die

Effizienz, Konformität und Codequalität

in der dynamischen Landschaft

der C- und C++-Entwicklung

verbessern“, erklärt Igor Kirilenko,

Chief Product Officer bei Parasoft.

Vorteile im Lebenszyklus

Kunden, die C/C++test 2023.2 einsetzen,

profitieren von Vorteilen im

Lebenszyklus der Softwareentwicklung.

Das Erlangen der Konformität

Fakten im Überblick

mit den MISRA C++ 2023-Standards

gewährleistet eine verbesserte Zuverlässigkeit,

Sicherheit und Schutz bei

der C++-Entwicklung, die sich an den

neuesten Benchmarks orientiert. Das

Update führt eine verbesserte Regelgenauigkeit

ein, minimiert Fehlalarme

und verfeinert die CERT- und AUTO-

SAR-C++-Checker, was zu einer optimierten

Analyse und saubereren, effizienteren

Codebasen führt. Mit dem

auf Version 6.5 aktualisierten EDG-

Parser stoßen die Teams auf weniger

Parsing-Probleme in modernem

C++, was die Anzahl der Analysefehler

deutlich reduziert.

Weitere Vorteile sind:

• Code-Abdeckung für constexpr-Funktionen:

Eine lückenlose

Sammlung von Metriken aus der

Ausführung von constexpr-Code

minimiert das Risiko, dass ungeprüfter

Code in Compliance-Prozessen

übersehen wird.

• Erweitertes Stubbing Framework:

Verbesserte Stubs für bisher

nicht unterstützte Szenarien

erhöhen die Stabilität und Effizienz

von Testfällen.

• Verbesserungen bei der VS-

Code-Erweiterung: Durch die

bessere Darstellung der Ergebnisse

der statischen Analyse können

sich Entwickler effizient auf

kritische Probleme konzentrieren.

• Optimierte Unterdrückung von

Verletzungen: Ein neues Kommentarformat

ermöglicht die Unterdrückung

unerwünschter Verstöße,

ohne die Lesbarkeit des Codes zu

beeinträchtigen. ◄

• C/C++test 2023.2 bietet vollständige Unterstützung von MISRA

C++ 2023 und untermauert die Marktführerschaft von Parasoft.

• C/C++test 2023.2 stellt die Einhaltung von Compliance- und Sicherheitsstandards

sicher und festigt Parasofts Position als reaktionsschnellster

Anbieter auf dem Markt - mit 179 kritischen Richtlinien

für qualitativ hochwertige C++17 Anwendungen.

• C/C++test 2023.2 bietet erweiterte Unterstützung für eine breitere

Palette von Compilern und Plattformen und gewährleistet Zugänglichkeit

und Vielseitigkeit.

66 PC & Industrie 5/2024

Software/Tools/Kits

Kostengünstige Entwicklungsplattform

unterstützt bei der Arbeit mit neuester Technik

PolarFire SoC Discovery Kit von Microchip macht RISC-V- und FPGA-Design für noch mehr Entwickler

von Embedded-Systemen zugänglich.

diesem Jahr das PolarFire SoC Discovery

Kit in ihren Projekten, und es

war eine wertvolle Erfahrung für sie

– nicht nur Zugang zu Entwicklungsboards

zu haben, sondern auch die

Betreuung durch das akademische

Programm von Microchip. Die Studenten

erhalten praktische Erfahrungen

bei der Arbeit mit neuester

Technik, um reale Projekte umzusetzen

und innovative Lösungen für

echte Probleme zu finden.“

Das Discovery Kit

Die Embedded-Branche verzeichnet

eine steigende Nachfrage

nach Open-Source-RISC-V-basierten

Prozessorarchitekturen – aber

die Möglichkeiten sind immer noch

begrenzt, wenn es um kommerziell

erhältliche Halbleiterbausteine oder

Hardware geht. Um diese Lücke zu

schließen und Neuerungen voranzutreiben,

bietet Microchip Technology

jetzt das PolarFire SoC Discovery

Kit. Mit dem benutzerfreundlichen,

funktionsreichen Entwicklungskit

für Embedded-Computing

und schnellere Verarbeitung macht

Microchip neueste Technik für Entwickler

auf allen Ebenen zugänglich.

Das Open-Source-Entwicklungskit

verfügt über einen Quad-

Core-RISC-V-Prozessor, der Linux

und Echtzeitanwendungen unterstützt,

sowie über umfangreiche

Peripherie und 95.000 stromsparende

FPGA-Logikelemente/LEs

bietet. Das voll ausgestattete und

dennoch kostengünstige Kit ermöglicht

das schnelle Testen von Anwendungskonzepten,

die Entwicklung

von Firmware-Anwendungen sowie

das Programmieren und Debuggen

von Benutzercode.

Microchip Technology Inc.

www.microchip.com

PolarFire SoC Discovery Kit

Shakeel Peera, Vice President

Marketing der FPGA Business Unit

bei Microchip, dazu: „Wir wollen das

Wachstum von Embedded-Anwendungen

unterstützen, die stromsparende

und leistungsstarke FPGA-

Fabrics benötigen. Das PolarFire

SoC Discovery Kit ist ein wichtiger

Schritt auf diesem Weg zu leicht

zugänglichen, intelligenten, sicheren

und leistungsstarken Computing-

Lösungen für zahlreiche Anwendungen.

Mit dem Kit haben erfahrene

Entwickler, Neulinge und Studenten

Zugang zu einer kostengünstigen

RISC-V- und FPGA-Entwicklungsplattform

zum Lernen und für

schnelle Innovationen.“

Microchip-

Academic-Programm

Zusätzlich zu den traditionellen Vertriebskanälen

stehen die PolarFire

SoC Discovery Kits im Rahmen eines

Pilotprojekts als Teil des Microchip-

Academic-Programms ab der zweiten

Jahreshälfte 2024 zur Verfügung.

Microchip bietet den Universitäten das

Discovery Kit zu einem reduzierten

Preis an und stellt so sicher, dass die

zukünftige Generation von Entwicklern

direkten Zugang zu modernster

Technik hat. Dieser Ansatz verbessert

nicht nur die praktische Lernerfahrung

der Studenten, sondern

bringt auch die akademische Ausbildung

mit den neuesten Trends in

der Branche in Einklang. Das akademische

Programm von Microchip

bietet Ressourcen für Pädagogen,

Forscher und Studenten auf der

ganzen Welt und unterstützt Universitäten

dabei, fortschrittliche Technik

in ihre Lehrpläne aufzunehmen.

Vorbereitung

auf die Arbeitswelt

Steven Osburn, Professor an der

Ira A. Fulton Schools of Engineering

der Arizona State University (ASU),

fügte hinzu: „Ein Abschlussprojekt

ist eine einzigartige Gelegenheit

für Studenten, praktische Anwendungen

zu entwickeln, um sie auf die

Arbeitswelt vorzubereiten. Mehrere

Studenten der ASU verwenden in

basiert auf dem PolarFire SoC

FPGA MPFS095T, der über ein

Embedded-Mikroprozessor-Subsystem

verfügt, das aus einem Quad-

Core-64-Bit-CPU-Cluster auf Basis

der RISC-V-Befehlssatzarchitektur

(ISA) besteht. Ein großes L2-Speicher-Subsystem

lässt sich für Leistungsfähigkeit

oder deterministischen

Betrieb konfigurieren und

unterstützt einen asymmetrischen

Multiprocessing-Modus (AMP). Das

Board unterstützt das Mi-V-Ökosystem

von Microchip, einen Mikro-

BUS-Erweiterungs-Header für Click

Boards und einen 40-poligen Raspberry-Pi-Anschluss

sowie einen

MIPI-Videoanschluss. Die Erweiterungsboards

können über Protokolle

wie I 2 C und SPI gesteuert werden.

Für die Programmierung und

das Debugging der FPGA-Fabric

sowie die Entwicklung von Firmware-Anwendungen

ist ein FP5-

Programmierer integriert. Auf der

PolarFire-SoC-FPGA-Website finden

sich weitere Details. ◄

PC & Industrie 5/2024 67

Software/Tools/Kits

Die richtige Lösung

für die PC-SPS-Kommunikation

Update ACCON AGLink – neueste Firmware, TIA Portal Version 19

Status abgestreift und kommt in der

Industrie 4.0 in einer wachsenden

Zahl von Anwendungen zum Einsatz.

ACCON AGLink beschleunigt

auch Projekte mit Raspberry Pi

signifikant, zur Verfügung stehen hier

u. a. die Module S7-PB, S7-TCP/IP,

S7-TCP/IP TIA und S7-SymbolikPro

TIA. Für einen attraktiven kleineren

Aufpreis können Anwender darüber

hinaus die Standard-Linux-Entwicklerlizenz

erwerben. Im Vergleich

zur Einzellizenz haben sie damit

die Möglichkeit, unbegrenzt viele

Runtimes beliebig vieler Endprodukte

zu erstellen, die auf ACCON

AGLink basieren.

Mit dem Minor-Release auf Version 6.0.2.0 bietet ACCON AGLink Unterstützung für die neuesten Software-Versionen

Delta Logic hat für die leistungsstarke

Bibliothek zur PC-SPS-Kommunikation

ACCON AGLink

ein neues Minor-Release auf

Version 6.0.2.0 veröffentlicht. Nutzer

können damit auf die neuesten

Software-Versionen von Siemens

zugreifen, auch der Zugriff auf TIA

Portal V19-Projekte ist im Update

enthalten.

Darüber hinaus bietet die aktuelle

Version von ACCON AGLink

den einfachen Zugriff auf die Siemens-Steuerungen

S7-1200 mit

Firmware 4.6.1, S7-1500 mit Firmware

3.1.0 sowie auf SINUMERIK-

Steuerungen mit S7-1500-CPU und

Firmware 3.1.0.

Delta Logic GmbH

www.deltalogic.de

Schneller und sicherer

Datenaustausch

ACCON AGLink sorgt für den

schnellen und sicheren Datenaustausch

zwischen PC bzw. Servern

und SPSen, unabhängig von

Betriebssystemen und Programmiersprachen.

Die leistungsstarke

Software von Delta Logic bietet

Support für Steuerungen der

Serien S7-200/300/400, S7-1200

und S7-1500 inklusive Zugriff auf

die optimierten Datenbausteine.

Zum Leistungsumfang gehört auch

die Unterstützung für SINUMERIK

840D sl, 840D pl und 810D pl. Die

Steuerungen können direkt über

ACCON AGLink angesprochen

werden, ohne Änderung der CNC-

Software oder eine gesonderte Siemens-Lizenz.

Ab Version 6.0 werden

u. a. auch SINUMERIK ONE

und Create MyVirtual Machine

unterstützt, außerdem das SIE-

MENS-Verschlüsselungsprotokoll

Secure Communication (TLS 1.3)

für höchste Datensicherheit.

Drei Ausführungen

Die Einzellizenz umfasst jeweils

eine PC-Installation von ACCON

AGLink, sie ist in drei Ausführungen

erhältlich: Die Einzellizenz Classic

enthält alle für das gewählte Betriebssystem

verfügbaren Module bis auf

die TIA-Module, das SINUMERIK

AddOn und S5-ISO (H1). Die Einzellizenz

TIA erweitert die Ausführung

Classic um die TIA-Module,

die Einzellizenz Pro schließlich enthält

alle für ACCON AGLink erhältlichen

Module.

Entwicklerlizenz eröffnet

das volle Potenzial

von Raspberry Pi

Bereits seit dem letzten Minor

Release unterstützt die Software-

Bibliothek von Delta Logic den Miniatur-PC

Raspberry Pi. Der Einplatinenrechner

hat längst den Bastler-

Premium-Support

Ergänzend zur Entwicklerlizenz

bietet Delta Logic einen Wartungsvertrag

mit Premium-Support und

Software Update Service (SUS)

als Option an: Während der Vertragslaufzeit

erhalten Lizenznehmer

damit sämtliche Updates von

ACCON AGLink per E-Mail zugesandt

und bleiben auch bei Firmware-Änderungen

oder neuen

CPU-Typen immer auf dem aktuellen

Stand.

Kostenlose Demo-Version

Um ACCON AGLink zu testen,

bietet Delta Logic eine kostenlose

Demo-Version, inklusive Handbuch

und Beispielen für Windows (32-

bzw. 64-Bit) und Linux. ◄

ACCON AGLink von Delta Logic sorgt

in Siemens-Umgebungen für den

schnellen Datenaustausch.

68 PC & Industrie 5/2024

April 4/2023 Jg. 27

Innovativer Touch-Schalter

Bedienen und Visualisieren

HY-LINE Safety Key – der Schalter für PCAP-Fronten mit der Sicherheit eines mechanischen Schalters

HY-LINE Technology GmbH

www.hy-line-group.com

Der Value Added Distributor und

Lösungsanbieter HY-LINE Technology

hat mit dem Safety Key ein

Eingabegerät entwickelt, das im

Vergleich zu einer einzelnen Taste

in PCAP-Technologie mit erhöhter

Zuverlässigkeit arbeitet. Das zum

Patent angemeldete Verfahren ermöglicht

die Entwicklung hochwertiger

Oberflächen mit Touch-Eingabe

und bietet dabei die Sicherheit

eines mechanischen Tasters.

Nahtlose Integration

Aus Gründen der Hygiene sind im

medizinischen Bereich Oberflächen

mit hervorstehenden Schaltern oder

Spalten an der Frontseite wenig wünschenswert.

Der HY-LINE Safety

Key lässt sich hingegen nahtlos in

die Frontplatte integrieren. Die flächenbündige

Oberfläche kann mit

einer Vertiefung zur einfachen Führung

des Fingers strukturiert werden,

so dass der Safety Key ohne

Blick auf das Gerät gefunden wird.

Sichere Eingabe

Für eine sichere Eingabe per

Berührungstaste verfügt der HY-

LINE Safety Key über zwei unabhängige

Kanäle mit zwei unterschiedlichen

Technologien zur Auswertung

der Berührung einer Oberfläche.

Ein Kanal verwendet einen

konventionellen PCAP-Sensor mit

einer geschickten Anordnung des

Sensorbereichs, der an sich bereits

redundant ist und somit eine höhere

Sicherheit bietet. Der zweite Kanal

basiert auf einem optischen LiDAR-

Sensor. Beide Kanäle müssen ein

positives Berührungsereignis melden,

bevor der Ausgang die Information

an ein nachfolgendes Gerät

weiterleitet.

Der Prototyp ist für die Darstellung

einer einzelnen Taste ausgelegt,

die Anzahl der Tasten kann

https://www.hy-line-group.com/safety-key

jedoch erweitert werden, zum Beispiel

für eine numerische Tastatur.

Unterstützung vom

Design-In bis zur Nullserie

HY-LINE bietet umfassende Unterstützung

bei der Integration des

Safety Key in ein Zielsystem. Er

kann in ein Kundendesign, bestehend

aus dem Touchscreen-Display

und der Frontscheibe, integriert

werden. Für die Integration

gibt es verschiedene Ansätze. Er

kann als separates Bauteil hinter

dem Glas installiert werden, oder

sein PCAP-Teil kann in ein größeres

Display integriert werden. Entsprechend

den Spezifikationen des

Zielgeräts müssen der PCAP-Sensor

und der optische Sensor feinabgestimmt

werden. Zu den Parametern

gehören unter anderem die

Empfindlichkeit bei Bedienung mit

oder ohne Handschuh und der Aktivierungsabstand.

Dieser ist davon

abhängig, ob der Finger sofort eine

Schaltfunktion auslösen oder eine

bestimmte Zeit auf der Kontaktfläche

ruhen soll, bevor die Funktion

ausgeführt wird. Auf Wunsch

erstellt HY-LINE Prototypen sowie

Null serien für Kunden. ◄

EINKAUFSFÜHRER

STROMVERSORGUNG

Klassische Linearregler versus

POL-Schaltregler

Gaptec, Seite 6

mit umfangreichem Produkt index, Firmenverzeichnis und

deutschen Vertretungen ausländischer Firmen.

Alle Infos unter: www.beam-verlag.de/einkaufsfuehrer

Kontakt: info@beam-verlag.de

Einsendeschluss für Unterlagen: 12.04.2024

Anzeigen-/Redaktionsschluss: 12.04.2024

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SONDERTEIL

EINKAUFSFÜHRER

STROMVERSORGUNG

ab Seite 51

PC & Industrie 5/2024 69

Bedienen und Visualisieren

Sparsames Lowpower-Farbdisplay

für Mobilgeräte

DISPLAY VISIONS GmbH

www.lcd-module.de

Das neu entwickelte, 2,4 Zoll große TFT-Farbdisplay

ist wegen seiner geringen Energieaufnahme

besonders für den mobilen Einsatz geeignet.

Es kommt mit gerade einmal 10 mA Stromverbrauch

bei 3,3 V aus und zeigt auch im Sonnenlicht

knackscharfe Kontraste.

Mit dem EA TFT024-23ATNN hat Display

Visions ein besonders sparsames Farbdisplay

für den Einsatz in mobilen Geräten im Programm.

Es lässt sich sowohl mit als auch ohne Beleuchtung

sehr gut ablesen. Ohne Beleuchtung liegt

die Leistungsaufnahme bei nur 35 mW. Während

eines achtstündigen Arbeitstags belastet

dies etwa einen LiPo-Akku mit nicht mehr als

75 mAh. Das positive TFT-Panel mit weißem Hintergrund

kann sowohl farbig als auch schwarzweiß

betrieben werden. Als transflektives Display

nutzt es zusätzlich zur integrierten Hintergrundbeleuchtung

auch das einfallende Licht für

eine kontrastreiche Darstellung. Selbst im gleißenden

Sonnenlicht ist die Anzeige daher unter

weiten Blickwinkeln deutlich ablesbar.

Die Auflösung der 2,4 Zoll großen Anzeige

beträgt 240x320 RGB-Pixel. Es ist insgesamt

rund 43 mm breit und 60 mm hoch. Über ein

Flachbandkabel wird es mit der Treiberelektronik

verbunden. Neben dem Standard-RGB-

Interface stehen eine Pin-sparende 4-Draht-SPI-

Schnittstelle sowie ein paralleler µC-Datenbus

mit 8- oder 16-Bit Breite zur Verfügung. Für die

SMD-Montage gibt es passende Steckverbinder

als Zubehör.

Das TFT-Farbdisplay ist für den professionellen

Einsatz konzipiert und in einem weiten Betriebstemperaturbereich

von -20 bis +70 °C einsetzbar.

Seine Lebensdauer liegt bei 50.000 Stunden.

Die Bauhöhe von lediglich 3 mm ermöglicht

ein flaches Design und die sehr schmalen Ränder

des Displays nutzen die zur Verfügung stehende

Fläche optimal aus – ideal für ein schickes

Handgerät. Das neue Display ist ab sofort lieferbar

und wie bei all seinen Produkten garantiert

Display Visions auch bei diesem sparsamen

Farbdisplay eine langfristige Verfügbarkeit sowie

einen umfassenden Support. ◄

Kontraststark von allen Seiten

DISPLAY VISIONS GmbH

www.lcd-module.de

Herkömmliche LCD-Displays sind

sehr blickwinkelabhängig. Werden

sie zur Seite geneigt, schwindet

der Kontrast und die Farben

verfälschen sich. Nicht so bei den

IPS-Panels der Display Visions

GmbH. Bei dieser neuen Technologie

bleiben auch bei schrägster

seitlicher Betrachtung die Farben

erhalten und die Kontraste gestochen

scharf.

Gerade beim Einsatz mobiler

Geräte sind die Lichtverhältnisse

und Blickwinkel nicht immer optimal.

Mit der EA-TFT-Serie hat Display

Visions deshalb eine Reihe von

kompakten Mini-Grafikdisplays auf

den Markt gebracht, die aus allen

Blickwinkeln eine kontrastreiche

Darstellung bieten. Durch die spezielle

Ausrichtung der Flüssigkristalle

kippen auch bei schräger

seitlicher Betrachtung weder Farben

noch Kontrast, wie es beispielsweise

bei herkömmlichen TN-Panels

der Fall ist.

Dank der 1.000 cd/m² hellen Hintergrundbeleuchtung

(typ.) sind die

Displays auch bei direkter Sonneneinstrahlung

noch gut ablesbar.

Trotzdem sind sie durch den

Einsatz hocheffizienter LEDs sehr

sparsam im Verbrauch. Damit eignen

sie sich hervorragend für den

Einsatz in mobilen Geräten.

Verschiedene Größen

Derzeit bietet Display Visions

die neuen IPS-Displays in neun

verschiedenen Größen (0,96“ bis

10,1“) mit Auflösungen von 80x160

bis 1.280x800 Bildpunkten an.

Bereits die kleinsten Größen können

mit einem kapazitiven Touchpanel

kombiniert werden.

70 PC & Industrie 5/2024

Smarte HMI-Kleinsteuerungen

zum Einbau

Bedienen und Visualisieren

Die uniTFT-Displays beherrschen logische

und arithmetische Operationen sowie Datenkommunikation

und -speicherung. Dazu verfügen

sie unter anderem über vier analoge Eingänge

sowie acht frei programmierbare Ein-/

Ausgänge (3,3 V). Mit externen Sensoren und

Mikrocontrollern kommunizieren sie über I 2 C-,

SPI-, RS232- und USB-Ports. Die Modelle bis

4,3 Zoll speichern ihre Daten im internen Flash-

Speicher, die Displays ab 5 Zoll bis 10,1 Zoll

verfügen zusätzlich über einen Micro-SD-Slot.

Ein Audioausgang für akustische Meldungen

ist ebenfalls vorhanden. Die Betriebsspannung

beträgt 3,3 V.

Mit den Touch-Displays der uniTFT-Serie von

Display Visions lassen sich Steuerungsaufgaben

im Handumdrehen realisieren. Grafik- und

I/O-Controller sind bei diesen intelligenten Displays

beide bereits integriert.

DISPLAY VISIONS GmbH

neu@lcd-module.de

www.lcd-module.de

Mit den HMI-Displays der uniTFT-Serie bietet

die Display Visions GmbH brillante Grafikdisplays

und intelligente Kleinsteuerungen in einem. Dank

des integrierten I/O- und eines leistungs fähigen

Grafik-Controllers können Anwender damit komplette

Steuerungsapplikationen ohne zusätzliche

Hardware realisieren. Ob Gebäudeautomatisierung,

Bedieneinheiten in Wohnmobilen

und Fitnessgeräten oder die Steuerung industrieller

Fertigungsprozesse - den Einsatzmöglichkeiten

sind keine Grenzen gesetzt.

Vielseitig

IPS-Technologie

Dank modernster IPS-Technologie beträgt

der optimale Ablesebereich sowohl horizontal

als auch vertikal volle 170°. So zeigen die Displays

auch aus extremen Blickwinkeln immer

ein farbechtes und kontrastreiches Bild. Mit Helligkeiten

von typ. 1.000 cd/m² sind sie auch bei

extremem Umgebungslicht noch gut ablesbar.

Ihre Touch-Oberflächen beherrschen die Multi-

Gestensteuerung.

Leistungsfähige

Entwicklungsumgebung

Die smarten uniTFT-Displays gibt es in abgestuften

Größen von 1,5 Zoll bis 10,1 Zoll, mit Auflösungen

zwischen 240x240 RGB-Bildpunkten

und 1.280x800 Pixeln. Für die Programmierung

stellt Display Visions den WYSIWYG-Editor uniT-

FTDesigner kostenlos zur Verfügung. Simulator,

Debugger, Instrumenten- und Uhreneditor

sowie zahlreiche Beispiele, vorgefertigte Grafiken

und Animationen sind in dieser leistungsfähigen

Entwicklungsumgebung bereits implementiert.

◄

Die Ansteuerung der kleinen Displays

erfolgt einfach über eine SPI-

Schnittstelle. Alternativ ist auch eine

Anbindung über RGB-, 8-Bit- oder

16-Bit-Datenbus möglich. Ebenso sind

eine Reihe Displays auch als komplette

HMI-Lösung mit SPI-, RS-232-

oder USB-Anschluss, sowie diverser

Ein- und Ausgänge erhältlich.

Langfristig verfügbar

Konzipiert für den robusten Einsatz

in Industrie und Medizintechnik

können diese Displays in einem

weiten Temperaturbereich von

-20 °C bis +70 °C betrieben werden.

Ihre Lebensdauer liegt bei 50.000

Stunden. ◄

PC & Industrie 5/2024 71

Bedienen und Visualisieren

Digitale Anzeigetechnik

ersetzt analoge Zeigeruhren

LED stahlhart: Kann Hitze im Warmwalzwerk problemlos ab

In Königswinter (NRW) wird auf einer europaweit

einmaligen Walzstraße Breitflachstahl mit bis zu

20 Metern Länge produziert. Entstanden ist das

Walzwerk in Königswinter (WW-K, Warmwalzwerk

Königswinter GmbH) bereits in den 1950er

Jahren. Heute mehr denn je auf Wachstumskurs,

verstand man es in Königs winter immer, mit der

Zeit zu gehen. Nur konsequent also, dass analoge

Zeigeranzeigen in der Produktion ihren digitalen

Pendants weichen mussten.

microSYST

Systemelectronic GmbH

info@microsyst.de

www.microsyst.de

Passgenaue LED-Lösung

Damit ein echter Mehrwert beim Umstieg von

analoger auf digitale Technik entstand, setzte

WW-K auf eine LED-Lösung des Systemelektronikanbieters

Microsyst aus Bayern. „Am

Ende sollte die Anzeige einfach unseren Bedürfnissen

entsprechen, bei herausfordernden Grundvoraussetzungen

im Walzwerk“, fasst Bernd

Görres, Leiter Instandhaltung und Konstruktion

bei WW-K, den Wunsch nach einer individuell

passgenauen Anfertigung zusammen.

Anpassungen

gegen Hitze- und Staubentwicklung

Die gelieferte Anzeige selbst kann erstmal

alles, was LED-Visualisierung im industriellen

Umfeld können sollte: Achtfarbspektrum, Profinet-Schnittstelle,

hoher Kontrast und Leuchtstärke

bei wenig Bautiefe sorgen für einfache

Einsetzbarkeit. Direkt an der Produktionslinie im

Warmwalzwerk positioniert, muss die Anzeigelösung

jedoch nicht nur leuchtstark ausfallen, sondern

obendrein und vor allem hart im Nehmen

sein: Hohe Temperaturen an der Walzstraße sind

ebenso unumgänglich wie die erhöhte Staubund

Schmutzbelastung. Die von Microsyst

gelieferte Anzeige des Typs Migra im Format

108 x 70 cm setzt dazu auf ein lüfter loses, absolut

staubdichtes Gehäuse. Um den Anforderungen

extremer Betriebstemperaturen gerecht zu

werden, wurde eine Plexiglasscheibe verbaut.

Eine geänderte Gehäuse ausführung optimiert

die Anzeigenkühlung. Angepasste Dichtungen

und Klebstoffe, zum Beispiel im Bereich der

Frontscheibe, kommen ebenso problemlos mit

hohen Temperaturbereichen klar wie die neu

ausgelegten Netzteile.

Von der Skizze bis zum Go-live

in 10 Wochen

So ausgestattet läuft die LED-Anzeige selbst

bei Hochbetrieb zuverlässig und bleibt stets einwandfrei

sowie exakt ablesbar. Nicht einfach

„nur“ digital, lässt sich die Darstellung nach

Bedarf jederzeit konfigurieren – hilfreich zum

Beispiel bei einer Umstellung der Produktionslinie

auf neue Aufträge mit veränderten Kennwerten

des Stahlprodukts. „Rundum zufrieden“

lautet Görres Resümee zur digitalen LED-

Anzeigelösung, die sich seit dem vierten Quartal

2023 im 24/7-Dauerbetrieb beweist. Von der

ersten Skizze bis zum Live-Einsatz brauchte

Microsyst übrigens nur zehn Wochen – inklusive

ein gehender Beratung vorab, technischer

Skizzen, die verschiedene Anzeigelösungen

aufzeigten, intensiver Abstimmung mit den Verantwortlichen

bei WW-K, Sonderanfertigung –

und kunden spezifischer Softwarekonfiguration

der Anzeige.

Parallel zur neuen LED-Technik laufen noch

immer auch analoge Anzeigen an Europas einmaliger

Walzstraße in Königswinter – Nostalgie?

Vielleicht einfach nur eine Frage der Zeit, bis sich

die digitale Version komplett durchsetzt. ◄

72 PC & Industrie 5/2024

Juli 7/2023 Jg. 27

Kommunikation

Standards for Interoperability

Innovationen erklärt auf der Hannovermesse

Halle 9, Stand D68

PI (PROFIBUS & PROFINET

International) PROFIBUS

Nutzerorganisation e. V.

www.profibus.com

www.profinet.com

Besucher können sich auf dem PI-Gemeinschaftsstand

über Entwicklungen und Innovationen rund um

PROFIBUS und PROFINET, IO-Link, omlox, MTP und

NOA sowie der Roboterschnittstelle SRCI Informieren.

Wie bekomme ich Daten aus einer Anlage, einer

Maschine oder einem Feldgerät sicher und zuverlässig

zu der Stelle, wo diese aufbereitet werden? Antworten

auf diese Frage liefern 60 Mitgliedsfirmen von

PROFIBUS & PROFINET International (PI) auf der

diesjährigen Hannovermesse.

Auf dem PI-Gemeinschaftsstand in Halle 9, Stand

D68 werden auf 300 Quadratmetern Entwicklungen

und Innovationen rund um PROFIBUS und PROFI-

NET, IO-Link, omlox, MTP und NOA sowie der Roboterschnittstelle

SRCI präsentiert.

„Durch unser aufgefrischtes Messe konzept wollen

wir nicht nur mit interessierten Anwendern über die

neusten Entwicklungen und entsprechenden Nutzen

diskutieren, sondern auch junge Ingenieure für

unsere Technologien begeistern“, verspricht Xaver

Schmidt, Chairman von PI.

Ob High-Motion-Anwendungen oder die Integration

von zusätzlichen Informationen von Kameras,

die zuverlässige Bereitstellung von Daten ist das A

und O für innovative und spannende Anwendungen

und wird auch in der OT-Welt immer wichtiger.

Mittlerweile wird viel Zusatzwissen in Clouds oder

in der Edge vorgehalten und die Anlieferung der

Daten geschieht auf unterschiedliche Weise, z. B.

aus dem eigenen Netzwerk, über das eines anderen

Teilnehmers oder auch Wireless.

„Das erfordert ein breites Know-how nicht nur

über die Kommunikationstechnologie, sondern

auch Wissen über Safety-Anwendungen, Security,

Data Analytics und das Energiemanagement“, verweist

Schmidt auf die aktuellen Herausforderungen.

Neue Technologiedemos

Wie dies in der Praxis umgesetzt wird, machen die

neuen Technologiedemos auf der Hannover Messe

sichtbar. So beweist die IO-Link-Wireless Demo, dass

der Anschluss auf den letzten Metern ganz unkompliziert

gelöst werden kann. Und eine MTP-Demo veranschaulicht

eindrucksvoll, wie der modulare Anlagenbau

die Prozessindustrie beflügelt.

„Die Demos zeigen, wie sich Daten aus einer Anlage,

einer Maschine oder einem Sensor leicht generieren

und noch einfacher nutzen lassen für eine effiziente

und nachhaltige Produktion“, so Schmidt. „Ohne Daten

keine Innovation. Aber dafür müssen diese einer Applikation

so zur Verfügung gestellt werden, dass sie auch

verarbeitet werden können!“

Unternehmensübergreifende

Interoperabilität

PI setzt diesbezüglich seit Jahrzehnten Standards

für die unternehmensübergreifende Interoperabilität.

Dafür sorgen genaue Spezifikationen, hochwertige

Test-Tools, eine weltweite Zertifizierung, Testlabore,

Kompetenz- und Trainings-Center und die mehr als

50 Working Groups. Anwender können sich somit auf

robuste und praxisnahe Technologien für die sichere

und zuverlässige Datenübertragung verlassen. ◄

EINKAUFSFÜHRER

INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION

Modernes Ethernet bringt frischen Wind

in industrielle Netzwerke

Microchip Technology, Seite 70

mit umfangreichem Produkt index, Firmenverzeichnis und

deutschen Vertretungen ausländischer Firmen.

SONDERTEIL

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Kontakt: info@beam-verlag.de

Einsendeschluss für Unterlagen: 10.05.2024

Anzeigen-/Redaktionsschluss: 17.05.2024

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EINKAUFSFÜHRER

INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION

ab Seite 39

PC & Industrie 5/2024 73

Kommunikation

Ethernet Modbus TCP Datenerfassung

Seal/O Serie – Industrielle Ethernet Datenerfassungssysteme

Digitale und Analoge Werte erfassen

und steuern über das Netzwerk

- mit der SeaI/O Ethernet Serie von

ICP Deutschland gelingt dies aus der

Ferne. Diese Serie ist in der klassischen

Desktop-Gehäusebauform

und auch als OEM-Version als reine

Platine verfügbar. Die Serie wird über

10/100 Base T Ethernet angesprochen

und unterstützt das Modbus

TCP Protokoll. Zusätzlich können

die Seal/O-Geräte über downloadbare

Softwarebibliotheken in eigene

Applikationen integriert werden.

Treiber für Windows und Linux

sowie Apps für IOS sind verfügbar

um auf die EAs der Seal/O-

Serie zugreifen zu können. Verschiedene

Ausführungen mit digitalen

und analogen Ein-/Ausgängen

oder Relais, in einer Kombination

von 8 bis 96 Ports stehen zur

Verfügung, um Werte zu erfassen

oder Geräte über das Netzwerk zu

steuern. Digitale Eingänge mit 5 bis

30 VDC, analoge Eingänge mit 12

oder 16bit Auflösung, sowie digitale

Ausgänge mit 12bit Auflösung und

Einstellbereichen von 0-5 VDC oder

0-10 VDC sind verfügbar.

Ausführungen mit Form C oder

Reed Relais sind in der Lage Geräte

mit 60 VDC bzw. 50 VAC zu schalten.

Die Seal/O-Serie kann mit einer

Betriebsspannung von 9-30 VDC in

einem Temperaturbereich von 0 °C

bis 70 °C betrieben werden. Alternativ

sind Versionen mit erweitertem

Temperaturbereich erhältlich.

Spezifikationen

• 10/100 Base-T Ethernet

• 8 bis 96 Digitale Ein/Ausgänge

• 8 bis 16 Analoge Eingänge

• 12/16bit Auflösung

• Dry Contact, Open Collector, Reed

Relais, Form C Relais, TTL I/Os

• 5-30 VDC in

• Modbus TCP

• Remote Monitoring & Control

• OEM Varianten ◄

ICP Deutschland GmbH

www.icp-deutschland.de

Module und I/O-Produkte mit CAN-FD-Anbindung

Auf der embedded world 2024

zeigte PEAK-System seine neuen

programmierbaren Module und

I/O-Produkte mit CAN-FD-Anbindung.

Das PCAN-MicroMod

FD ECU ermöglicht die Integration

kundenspezifischer Zusatzgeräte in

Nutz- und Schwerlastfahrzeugen.

Dafür wurde das universelle Steuergerät

mit einer CAN-FD-Anbindung,

einer Mischung aus analogen

und digitalen I/Os sowie einem

robusten Gehäuse mit Automotive-Steckern

ausgestattet. Die

Signalverarbeitung und Nachrichtenübertragung

werden mit

einer Windows-Software über den

CAN-Bus konfiguriert. Das PCAN-

MicroMod FD ECU kann alternativ

auf die Verwendung der Kommunikationsstandards

SAE J1939

und J1939 FD umgestellt werden.

Diese Option wird PEAK-System

für alle PCAN-MicroMod FD-Produkte

kostenfrei veröffentlichen.

Programmierbares

Sensormodul

mit CAN-FD-Anbindung

Das Anfang des Jahres veröffentlichte

PCAN-GPS FD ist ein programmierbares

Sensormodul mit

CAN-FD-Anbindung zur Erfassung

von Position, Lage und Beschleunigung.

Zu diesem Zweck verfügt

das Modul über moderne Sensoren

wie einen Satellitenempfänger,

einen Magnetfeldsensor, einen

Beschleunigungssensor und ein

Gyroskop. Die Verarbeitung und

Übertragung der Messdaten sowie

das Verhalten des Sensormoduls

kann frei programmiert werden.

Einfache Integration

Systeme mit RS-232-Schnittstelle

können mit dem neuen

PCAN-RS-232 FD in klassische

CAN- und moderne CAN-FD-

Busse integriert werden. Die Umsetzung

des Datenverkehrs erfolgt

über den integrierten Arm-Cortex-M4-Mikrocontroller

und kann

für spezifische Anwendungsfälle

programmiert werden. Wie beim

PCAN-GPS FD stellt PEAK-System

dafür ein kostenfreies Entwicklungspaket

mit Programmierbeispielen

zur Verfügung.

PEAK-System Technik GmbH

info@peak-system.com

www.peak-system.com

74 PC & Industrie 5/2024

Schnellere Drive-zu-Drive Kommunikation

durch CAN-Cross

KEB ermöglicht flexiblen Austausch der CANopen Prozessdaten

Kommunikation

KEB Automation KG

info@keb.de

www.keb-automation.com

Für die Drive Controller

COMBIVERT F6 und S6 von KEB

Automation, Systemanbieter im

Bereich der Automatisierungs- und

Antriebstechnik, steht eine neue

Firmware zur Verfügung und diese

beinhaltet ein echtes Highlight: die

CAN-Querkommunikation. Damit

profitieren Anlagen- und Maschinenbauer,

die die entsprechenden

Drives im Einsatz haben, von einer

schnelleren und flexibleren Kommunikation

zwischen den Umrichtern.

Ein weiterer Vorteil: Anwender können

alle prozessdatenfähigen Parameter

nutzen.

Querkommunikation

Die neue Firmware inklusive der

CAN-Querkommunikation wird für

die Gerätevarianten APPLIKATION

und PRO der COMBIVERT F6 und

S6 Drives angeboten. „Die Querkommunikation

ermöglicht den

direkten Informations- und Datenaustausch

zwischen den Umrichtern,

ohne dass die Informationen

den „Umweg“ über die Kundensteuerung

und weitere Feldbusteilnehmer

nehmen müssen“, sagt Tobias

Wenneker, Produktmanager Drives

bei KEB. Schnellerer Datenfluss

Dadurch, dass die Daten nun autark

ausgetauscht werden können

und nicht mehr zwangsläufig über

weitere Teilnehmer laufen, lässt

sich ein schnellerer Datenfluss

erzielen. In den Antriebssträngen

vieler Maschinen kommt es nicht

selten auf Milli- oder gar Mikrosekunden

an. Bei einer starr gekoppelten

Welle können daher schon

kleinste Verzögerungen auf Dauer

zu erheblichen Beschädigungen an

der Welle und somit zu Maschinenstillständen

führen. Umso wichtiger

ist ein schneller und flexibler Austausch

der CANopen Prozessdaten

zwischen den Umrichtern.

Prozessdatenfähige

Parameter

„Eine Besonderheit bei der CAN-

Crosskommunikation mit den KEB

Drives liegt darin, dass Anwender

alle prozessdatenfähigen Parameter

nutzen können. Ob es um Drehmomente,

Position oder Drehzahl

geht: Anlagen- und Maschinenbauer

haben die freie Entscheidung, mit

welchen Daten gearbeitet wird“, sagt

Wenneker. Bis zu zehn F6 oder S6

Geräte können direkt miteinander

kommunizieren. Der eigenständige

Datenaustausch bringt auch

den Vorteil mit sich, dass die ethernetbasierte

Feldbuskommunikation

der Maschine entlastet wird. Und

nicht zuletzt ermöglicht die Querkommunikation

auch den Aufbau

von mehrstufigen Kommunikationssystemen,

bei denen der Feldbus-

Slave eines Systems als Feldbus-

Master eines anderen Systems fungiert.

Unterstützt wird die parallele

Feldbuskommunikation von Ether-

CAT und PROFINET.

CAN-Crosskommunikation

in der Praxis

Grundsätzlich kommen die Vorteile

der Querkommunikation in vielen

Applikationsfeldern zum Tragen

– beispielsweise dort, wo hohe Drehmomente

verzeichnet werden. Vor

diesem Hintergrund ist schnelles synchrones

Torque Sharing der Drives

entscheidend. Die COMBIVERT

Drives ermöglichen genau das durch

den direkten Austausch von Drehmomenten

mittels Querkommunikation

ohne PLC-Loop. Maschinen-

und Anlagenbauer können auf

diese Weise nicht nur die Effizienz,

sondern auch die Lebensdauer der

Anlage insgesamt erhöhen. ◄

FACHKRÄFTE GESUCHT?

Finden Sie Mitarbeiter, die zu Ihnen passen – mit

einer Stellenanzeige in unseren Fachzeitschriften!

www.beam-verlag.de

Fordern Sie gern ein Angebot bei mir an!

PC & Industrie 5/2024 75

Messevorschau

Application Park:

Die Zukunft der Robotik ist autonom

Der Application Park zählt in diesem Jahr zu den Highlights der Hannover Messe. Gezeigt werden

intelligente Robotersysteme, autonom fahrende Geräte im Einsatz, neueste KI-Anwendungen in der Robotik,

Bilderkennungstools sowie virtuelle Plattformen.

Hans H. Götting, Geschäftsführer

der Götting KG.

Bereits vor gut 10 Jahren hat Götting

erste automatisierte Gabelstapler

für den Außenbereich auf der

Hannover Messe ausgestellt. Auf

der diesjährigen Messe werden

die aktuellsten Anwendungen präsentiert.

Neben Fahrerlosen Transportsystemen

liefert das Unternehmen

auch die Leitsteuerung für größere

Anlagen, unter anderem von

Movizon.

Autonome Mobile Roboter

Deutsche Messe AG

info@messe.de

www.messe.de

www.hannovermesse.de

Sensoren und Funktechnik

für Fahrerlose

Transportfahrzeuge

Zu den Ausstellern zählt unter

anderem die Götting KG aus Lehrte.

Das Unternehmen entwickelt und

fertigt seit 1980 Sensoren und

Funktechnik für Fahrerlose Transportfahrzeuge

in der Industrie. Die

Götting KG hat weltweit die umfangreichsten

Technologien für industrielle

Anwendungen und liefert seit

rund 25 Jahren Serienfahrzeuge für

die Automatisierung innerhalb der

Produktion. Dazu zählen Radlader,

Gabelstapler oder Routenzüge. „Mit

diesem breiten Portfolio an unterschiedlichen

Fahrzeugen sind wir in

Europa führend. Fahrerlose Fahrzeuge

für den Innenbereich gibt es

bereits seit rund 50 Jahren. Insofern

sind unsere Gabelstapler für

den Außenbereich etwas Besonderes.

Der Typ E25 ist der erste

in Europa, der dauerhaft im Industriebereich

eingesetzt wird“, sagt

Das Unternehmen Innok Robotics

liefert ebenfalls Autonome Mobile

Roboter (AMR) für den Innen- und

Außenbereich. Auf der Hannover

Messe wird der INDUROS gezeigt:

ein autonom agierender mobiler

Transportroboter, der Komponenten

und Produkte sowohl indoor

als auch outdoor transportiert.

Er benötigt keine baulichen Veränderungen

an Gebäuden oder

im Gelände. Er bewältigt Bodenschwellen,

schlechte Böden und

fährt auch bei Wetter wie Regen

oder Schnee. Der INDUROS koppelt

Anhänger autonom an und ab.

Zahlreiche Optionen wie ein Rollenförderer

machen ihn zu einem variablen,

autonomen und intelligenten

Transportsystem. „Innok Robotics

steht für intelligente Autonome

Mobile Roboter (AMR), die auch

76 PC & Industrie 5/2024

Messevorschau

unter schwierigen Bedingungen im

Einsatz sind. Dazu kommt unsere

einzigartige Innok COCKPIT Software

mit unserer Innok HYBRID

NAVIGATION“, sagt der Firmengründer

und CEO Alwin Heerklotz.

Mobile Roboter

mit Navigationssoftware

Ein weiterer Hersteller von mobilen

Robotern ist N Robotics. Das

Unternehmen präsentiert erstmals

auf der Hannover Messe seine neuesten

mobilen Roboter. Sie sind mit

einer fortschrittlichen KI-Technologie

ausgestattet. Die fahrenden, hybriden

und laufenden Roboter navigieren

komplett autonom selbst in den

schwierigsten Umgebungen mithilfe

einer von N Robotics entwickelten

Sensorik und Navigationssoftware.

„Wir können so eine komplett neuartige

Lösung für die Automatisierung

fehleranfälliger manueller

Prozesse im industriellen Kontext

anbieten, wie für Inspektionen, die

Wartung von Maschinen oder Leitungen,

das Erstellen von digitalen

Zwillingen oder die Endkontrolle

sowie Qualitätssicherung“, erklärt

Elisa Czerski, Gründerin und CEO

von N Robotics.

Noch intelligentere

Industrieroboter

Das Unternehmen Inbolt setzt

ebenfalls auf KI, ihr Produkt

GuideNOW ermöglicht intelligentere

Industrieroboter mit adaptiver Echtzeit-Roboterführung

auf Basis von

KI und 3D-Vision, die die Automatisierung

in allen Umgebungen und

für alle Anwendungen ermöglicht.

Dazu zählen zum Beispiel die Entnahme

von Behältern, Festziehen,

Kleben oder Schleifen. GuideNOW

befähigt Industrieroboter, in jeder

Umgebung autonom zu entscheiden.

Das Herzstück ist eine KI-

Lösung, die 3D-Daten 100-mal

schneller verarbeitet als bestehende

Technologien und mit jeder Hardware

kompatibel ist. „GuideNOW

senkt die Kosten für die Automatisierung,

steigert die Produktivität

und erweitert den Funktionsumfang

von Robotern. Damit wird ein neuer

Standard für die industrielle Automatisierung

gesetzt“, sagt Marion

Szuflak, Chief of Staff.

Softwarelösungen

für Industrieroboter

Ein weiterer Aussteller ist die Arti-

Minds Robotics GmbH. Sie entwickelt

Softwarelösungen zur Programmierung

und Steuerung von

Industrierobotern und bietet individuelle

Engineering-Dienstleistungen

für anspruchsvolle Automatisierungsaufgaben

an. „Auf der diesjährigen

Hannover Messe unterstreichen

wir unsere Expertise im

Bereich ‚Advanced Robotics‘ und

insbesondere in der flexiblen Kabelund

Steckermontage. Anhand einer

robotergestützten Kabel-Handling-

Anwendung demonstrieren wir das

robuste Detektieren, Abgreifen und

Fügen von frei hängenden, biegeschlaffen

Leitungen und Kabeln.

Der von uns entwickelte Lösungsansatz

basiert auf einer einzigartigen

Kombination von Laserlinienscannern,

2D-Kameratechnik und

Kraft-Momenten-Regelung sowie

neu entwickelten Schnittstellen und

intelligenten Funktionsbausteinen in

unserer Roboterprogrammier-Software

ArtiMinds RPS. Diese komplexe

Anwendung ist ein eindrückliches

Beispiel für die Vielseitigkeit

unserer Softwareprodukte und neue

Einsatzbereiche roboterbasierter

Automatisierung“, erläutert Dr.-Ing.

Sven Schmidt-Rohr, Geschäftsführer,

ArtiMinds Robotics.

Industrielle Bildverarbeitung

und Robotik

Das Unternehmen CRETEC ist ein

weiterer Aussteller auf dem Application

Park der Hannover Messe.

„Wir sind Spezialisten für industrielle

Bildverarbeitung und Robotik

und die einzigen ISO-zertifizierten

Gutachter in Europa für den

Bereich Machine Vision. Wir prüfen

Machbarkeiten, legen Projekte

aus und setzen diese auf Wunsch

schlüsselfertig um. Zur kommenden

Hannover Messe bringen wir eine

Prüfanlage zum Vermessen von

Aluminiumfelgen für Elektrofahrzeuge

mit. Dabei handelt es sich

nicht um ein Messekonzept, sondern

um eine komplette Messanlage

aus der Produktion. Den Prozess

haben wir zum Patent angemeldet.

Wir vermessen Spaltmaß

und Höhenunterschied (Flush &

Gap) zwischen den Carboneinsätzen

und dem geschmiedeten Aluminium.

Vollautomatisch, robotergeführt,

auf 10 µm genau“, sagt

Alexander Trebing, CEO, CRETEC.

Aussteller

des Application Parks

Zu den Ausstellern des Application

Parks zählen folgende Unternehmen:

ArtiMinds Robotics, Conductix-Wampfler,

FRAVEBOT, L., Giovanni,

Götting, Inbolt, Innok Robotics,

Techman Robot, voraus robotik,

wheel.me, N Robotics GmbH,

Vision Lasertechnik, Cretec, DRV,

BÄR Automation, Coboworx und

Haracus.

Hannover Messe

Die Hannover Messe ist die Weltleitmesse

der Industrie. Ihr Leitthema

„Energizing a Sustainable Industry“

bringt ausstellende Unternehmen aus

dem Maschinenbau, der Elektro- und

Digitalindustrie sowie der Energiewirtschaft

zusammen, um Lösungen

für die Produktion und Energieversorgung

der Zukunft zu präsentieren.

Zu den Top-Themen zählen Industrie

4.0/Manufacturing-X, Energie

für die Industrie, Digitalisierung/

Künstliche Intelligenz und Maschinelles

Lernen, CO 2 -neutrale Produktion

sowie Wasserstoff und Brennstoffzellen.

Konferenzen und Foren

ergänzen das Programm. Die nächste

Ausgabe wird vom 22. bis zum

26. April 2024 in Hannover ausgerichtet.

Norwegen ist Partnerland. ◄

PC & Industrie 5/2024 77

Künstliche Intelligenz

Low Code als Wegbereiter

für künstliche Intelligenz im Ingenieurwesen

Kontextbezogene

Trainingsdaten

Dies bedeutet zum einen, dass

entlang des gesamten Produktentwicklungsprozesses

jederzeit kontextbezogene

Trainingsdaten generiert

werden können. So können KI-

Modelle trainiert werden, die Daten

inklusive ihres Kontextes aus CAD,

FEA, CAE, CAM, Kosten und andere

Anforderungen entlang des gesamten

Entwicklungsprozesses enthalten.

Dadurch werden KI-Modelle realisiert,

welche das Wissen über den

kompletten Konstruktionsprozess

inklusive der vergangenen (historische

Daten) und aktuellen Expertise

der Ingenieure bei der Bauteilentwicklung

beinhalten.

Auf der anderen Seite können Ingenieure

so von der Leistungsfähigkeit

der KI-Modelle profitieren und diese

in ihre Arbeitsprozesse transparent

integrieren, ohne tief in die Materie

der KI und der Programmierung

einsteigen zu müssen. Dies führt

zu effizienteren Arbeitsprozessen,

höherer Produktqualität und letztlich

zu innovativeren Lösungen.

Autor:

Dr. Moritz Maier

Co-CEO und Co-Founder

Synera

https://de.synera.io/

KI einfach nutzbar machen – das

verspricht Low Code auch Ingenieuren

ohne IT-Hintergrund. Entsprechende

Plattformen dienen

als universelle „Sprache“, um Trainingsdaten

für KI-Modelle zu generieren

und bestehende KI-Modelle

nahtlos in Engineering-Workflows

zu integrieren. Durch ihre intuitive

Nutzung schlagen sie eine Brücke

zwischen Datenanalysten und CAx-

Ingenieure.

Herkömmliche Konstruktionsarbeit

ist oft geprägt von manuellen und

zeitaufwendigen Prozessen, die die

Produktivität von Ingenieuren bremsen.

Low-Code-Plattformen revolutionieren

diesen Prozess. Statt

jedes Bauteil manuell zu konstruieren,

können Ingenieure eine Art

Bauplan für den Konstruktionsprozess

einfach und ohne Developer-

Kenntnisse erstellen. Durch die

Verknüpfung verschiedener Entwicklungsschritte

und -phasen auf

einer Low-Code-Plattform kann der

gesamte Prozess der Bauteilentwicklung

modelliert und anschließend

automatisiert werden. Entsprechende

Plattformen bieten so

nun auch die Möglichkeit, die Lücke

zwischen KI-Experten und Ingenieuren

zu schließen.

Low-Code als Bindeglied

zwischen KI-Experten

und Ingenieuren

Die Plattformen sind daher ein

essenzielles Bindeglied. Denn: Low-

Code kann als einheitliche „Sprache“

für alle CAE-Schritte verwendet werden.

Einerseits ermöglicht die Ähnlichkeit

mit einer nativen Programmiersprache

wie z. B. Python, KI-

Modelle nahtlos anzusprechen oder

diese zu trainieren. Die Einfachheit

in der Bedienung auf der anderen

Seite erlaubt es Ingenieuren, welche

klassischerweise in CAD- oder

FEA-Programmen unterwegs sind,

auch ohne spezielle Programmierkenntnisse

eigene Algorithmen zu

erstellen, die sich mit den KI Modellen

verbinden lassen.

Prozessautomatisierung

mit KI und Low Code

Anwendungsbeispiele: Die Vorteile

der KI-Integration in Low-Code-

Plattformen werden unter anderem

in der Automobilindustrie besonders

deutlich: Ein konkretes Beispiel

ist die automatische Generierung

von Bordnetzleitungen in

der Kabelbaum entwicklung oder

von Kühlleitungen. In der herkömmlichen

Praxis sind dies zeitaufwändige

manuelle Schritte, die durch

den Einsatz von KI und Low-Code-

Plattformen nahezu vollständig

automatisiert werden können. Bei

Konstruktions änderungen kann das

System automatisch reagieren, was

die Effizienz erhöht und menschliche

Fehler reduziert.

Synergien nutzen

Die Synergie zwischen künstlicher

Intelligenz und Low Code kann auch

für die Vorhersage und Optimierung

von Simulationsdaten genutzt werden:

Künstliche Intelligenz kann eingesetzt

werden, um verschiedene

78 PC & Industrie 5/2024

Künstliche Intelligenz

technische Aspekte vorherzusagen.

Dazu gehören Spannungen, Eigenfrequenzen,

Gewichte und Verformungen.

KI-basierte Modelle können

helfen, eine Reihe von manuell

aufwendigen Simulationsschritten

effizient und zuverlässig durchzuführen.

Auf statistische Modelle

kann zurückgegriffen werden, um

zu entscheiden, ob weitere Simulationen

durchgeführt werden müssen

oder ob man sich allein auf die

historischen Trainingsdaten verlassen

kann.

Automatisierte

Dokumenterstellung

Ein weiteres praktisches Anwendungsbeispiel

einer Low-Code-

Plattform in Verbindung mit der Leistungsfähigkeit

der künstlichen Intelligenz

ist die automatisierte Erstellung

von Berichten und Dokumentationen.

Im Engineering-Kontext

sind solche Berichte unerlässlich,

um die Robustheit und Sicherheit

von Komponenten und Systemen

zu gewährleisten. Der Erstellungsprozess

dieser Dokumente ist jedoch

oft zeitaufwändig und repetitiv. Mit

der API von ChatGPT kann dieser

Prozess weitgehend automatisiert

werden. Ingenieure definieren einmalig

die Struktur des Berichts und

die Anforderungen an die Berichte

in der Low-Code-Plattform und leiten

diese Informationen an die Chat

GPT-API weiter. Eine Low-Code-

Plattform wie Synera generiert dann

automatisch aus diesen Vorgaben

und den vorhandenen Daten die

benötigten Berichte.

Fazit

Die Nutzung von KI über eine Low-

Code-Plattform hat das Potenzial,

das Engineering zu revolutionieren.

Die Technologiekombination

macht die Leistungsfähigkeit von KI

zugänglich und benutzerfreundlich

und eröffnet damit neue Horizonte

für das Engineering. Das automatisiert

nicht nur manuelle Prozesse,

sondern schließt auch die Kluft zwischen

KI-Experten und Ingenieuren.

Dies führt zu effizienteren Arbeitsabläufen

sowie höherer Produktqualität

und fördert Innovationen.

Mehr zu den transformativen Auswirkungen

von KI und Low Code

auf das Ingenieurwesen erfahren

Sie auch im Whitepaper (https://

de.synera.io/whitepaper/ai-in-engineering)

Wer schreibt:

Dr. Moritz Maier, Co-Gründer

und Geschäftsführer von Synera,

hat eine Leidenschaft für die Verschmelzung

von Engineering und

Softwareentwicklung. Mit seiner

fundierten Erfahrung als Entwicklungsingenieur

und Senior Consultant

im Generativen Design setzt er

kontinuierlich neue Maßstäbe in der

Branche. Sein zentrales Anliegen

bleibt dabei stets die Befähigung

von Ingenieuren, technologische

Kompetenzen zu erweitern und so

die zukünftigen Herausforderungen

zu meistern. ◄

Die in diesem Statement verwendeten Personenbezeichnungen

beziehen sich gleichermaßen auf weibliche, männliche und diverse

Personen. Auf eine Doppelnennung und gegenderte Bezeichnungen

wird zugunsten einer besseren Lesbarkeit verzichtet.

PC & Industrie 5/2024 79

Künstliche Intelligenz

Kostentreiber KI

Strategie-Tipps zur

Leistungs- und Kostenoptimierung

daten, die von verschiedenen Systemen

in einer IT-Umgebung erzeugt

werden. Darüber hinaus liefert KI-

Observability IT-Teams auch Empfehlungen,

wie sie diese Kosten eindämmen

können. So unterstützt die

KI-Observability die FinOps-Initiativen

in der Cloud, indem sie aufzeigt,

wie die Einführung von KI die

Kosten aufgrund der erhöhten Nutzung

von Speicher- und Rechenressourcen

in die Höhe treibt. Da die

KI-Observability die Ressourcennutzung

in allen Phasen des KI-

Betriebs überwacht – vom Modelltraining

über die Inferenz bis hin zur

Nachverfolgung der Modell leistung –

können Unternehmen ein optimales

Gleichgewicht zwischen der Genauigkeit

ihrer KI-Ergebnisse und der

effizienten Nutzung der Ressourcen

herstellen und somit die Betriebskosten

optimieren.

Best Practices

für die Optimierung der KI-Kosten

mit KI-Observability und FinOps

Unternehmen nutzen vermehrt

künstliche Intelligenz zur Optimierung

ihrer operativen Effizienz

und Produktinnovation. Eine

aktuelle Umfrage des Beratungsunternehmens

McKinsey [*] zeigt,

dass 40 Prozent der befragten

Unternehmen aufgrund der rapiden

Fortschritte im Bereich der

generativen KI ihre Investitionen

in KI-Technologien generell erhöhen

wollen.

Ein Nachteil des zunehmenden

Einsatzes ist jedoch, dass KI – insbesondere

generative KI – rechenintensiv

ist und die Kosten mit der

Menge der Daten steigen, auf denen

Autor:

Christian Grimm

Director Sales Engineering -

EMEA Central

Dynatrace

www.dynatrace.com

die KI-Modelle trainiert werden. Es

gibt drei Hauptgründe, weshalb KI

sich ohne entsprechende Kontrolle

rasch zu einem Kostentreiber entwickeln

kann:

1. KI verbraucht zusätzliche Ressourcen:

Die Ausführung von

KI-Modellen und die Abfrage

von Daten erfordert große Mengen

an Rechenressourcen in der

Cloud, was zu höheren Cloud-

Kosten führt.

2. KI erfordert mehr Rechenleistung

und Speicherplatz: Das

Trainieren von KI-Daten ist ressourcenintensiv

und kostspielig

aufgrund der erhöhten Anforderungen

an Rechenleistung und

Speicherplatz.

3. KI führt häufige Datenübertragungen

durch: Da KI-Anwendungen

häufige Datenübertragungen

zwischen Edge-Geräten

und Cloud-Anbietern erfordern,

können zusätzliche Kosten

für die Datenübertragung entstehen.

Wenn Unternehmen mit ihrer KI-

Einführung erfolgreich sein wollen,

müssen diese die Ursachen steigender

Kosten verstehen und optimieren.

Dies kann durch die Einführung

einer soliden FinOps-Strategie

geschehen. FinOps ist ein Konzept

für die Verwaltung der Public

Cloud, das darauf abzielt, die durch

die Cloud-Nutzung entstehenden

Kosten zu kontrollieren, und bei

dem Finanzen und DevOps aufeinander

treffen. Darüber hinaus

sollten Unternehmen die Observability

von KI berücksichtigen.

Grundlagen der

KI-Observability

KI-Observability ist der Einsatz

künstlicher Intelligenz zur Erfassung

von Leistungs- und Kosten-

• Cloud- und Edge-basierter

Ansatz für KI: Cloud-basierte KI

ermöglicht es Unternehmen, KI

in der Cloud auszuführen, ohne

dass diese sich um die Verwaltung,

Bereitstellung oder Unterbringung

von Servern kümmern

müssen. Mit Edge-basierter KI

können KI-Funktionen auf Edge-

Geräten wie Smartphones, Kameras

oder sogar Sensoren ausgeführt

werden, ohne dass die

Daten in die Cloud übertragen

werden müssen. Durch die Einführung

eines Cloud- und Edgebasierten

KI-Ansatzes können IT-

Teams somit von der Flexibilität,

Skalierbarkeit und dem Pay-per-

Use-Modell der Cloud profitieren

und gleichzeitig die Latenz, Bandbreite

und Kosten für das Senden

von KI-Daten an Cloud-basierte

Prozesse reduzieren.

• Containerisierung: Die Containerisierung

ermöglicht es, KI-

Anwendungen und Abhängigkeiten

in eine einzige logische

80 PC & Industrie 5/2024

Künstliche Intelligenz

Einheit zu verpacken, die auf

jedem Server mit den erforderlichen

Abhängigkeiten problemlos

bereitgestellt werden kann.

Anstatt die Infrastruktur statisch

auf Spitzenlasten einzustellen,

können Unternehmen so eine

dynamisch skalierbare Container-Infrastruktur

für KI-Anwendungen

nutzen und gleichzeitig

Kosten optimieren.

• Kontinuierliche Überwachung

der Leistung von KI-Modellen:

Sobald ein Unternehmen

KI-Modelle auf Grundlage seiner

Daten trainiert, ist es wichtig, die

Qualität und Effektivität des Algorithmus

kontinuierlich zu überwachen.

Die Überwachung von KI-

Modellen hilft dabei, Bereiche

mit Verbesserungsbedarf und

„Drift“ zu identifizieren. Im Laufe

der Zeit ist oftmals davon auszugehen,

dass KI-Modelle von den

realen Bedingungen abweichen

und dadurch ungenauer werden.

IT-Teams müssen die Modelle

daher gegebenenfalls anpassen,

um neue Datenpunkte zu berücksichtigen.

Die Abnahme der Vorhersagekraft

als Ergebnis von

Veränderungen in realen Umgebungen,

die in den Modellen nicht

berücksichtigt wurden, muss insofern

überwacht werden.

• Optimierung von KI-Modellen:

Diese Aufgabe geht Hand

in Hand mit der kontinuierlichen

Überwachung der Modelle. Es

geht darum, die Genauigkeit, Effizienz

und Zuverlässigkeit der KI

eines Unternehmens zu optimieren,

indem Techniken wie Datenbereinigung,

Modellkomprimierung

und Daten-Observability

eingesetzt werden, um die Präzision

und Aktualität der KI-Ergebnisse

zu gewährleisten. Die Optimierung

von KI-Modellen kann

helfen, Rechenressourcen, Speicherplatz,

Bandbreite und Energiekosten

zu sparen.

• Proaktives Management des KI-

Lebenszyklus: Zu den Aufgaben

des IT-Teams gehören typischerweise

das Erstellen, Bereitstellen,

Überwachen und Aktualisieren von

KI-Anwendungen. Die Verwaltung

des KI-Lebenszyklus gewährleistet,

dass KI-Anwendungen stets

funktionsfähig, sicher, konform mit

Compliance-Vorgaben und relevant

sind, indem Tools und Verfahren

wie Protokollierung, Auditing,

Debugging und Patching eingesetzt

werden. Die Verwaltung

eines KI-Lebenszyklus hilft, technische

Probleme, ethische Dilemmas,

rechtliche Probleme und

Geschäftsrisiken zu vermeiden.

• Generative KI in Verbindung mit

anderen Technologien: Generative

KI ist ein leistungsstarkes

Werkzeug. Ihr volles Potenzial

entfaltet sie jedoch erst in der

Kombination mit prädiktiver und

kausaler KI. Prädiktive KI nutzt

maschinelles Lernen, um Muster

in vergangenen Ereignissen zu

erkennen und Vorhersagen über

zukünftige Ereignisse zu treffen.

Kausale KI ermöglicht die Ermittlung

der genauen Ursachen und

Auswirkungen von Ereignissen

oder Verhaltensweisen. Kausale

KI ist entscheidend, um die

Algorithmen, die der generativen

KI zugrunde liegen, mit qualitativ

hochwertigen Daten zu versorgen.

Composite AI bringt kausale,

generative und prädiktive

KI zusammen, um die kollektiven

Erkenntnisse aller drei Verfahren

zu verbessern. Bei Composite AI

trifft die Präzision der kausalen KI

auf die Vorhersagefähigkeiten der

prädiktiven KI, um einen wesentlichen

Kontext für generative KI-

Prompts zu liefern.

Die Einführung von KI ermöglicht

Unternehmen mehr Effizienz

und Innovation, birgt aber auch die

Gefahr ausufernder Kosten. Daher

sollten Unternehmen ihre KI-Modelle

proaktiv überwachen und verwalten,

um sowohl die Datengenauigkeit

als auch Kosteneffizienz ihrer

KI-Modelle sicherzustellen. Eine

Gesamtstrategie, die FinOps und

KI-Observability einbezieht, kann

Unternehmen dabei unterstützen, die

Leistung und Kosten ihrer Systeme

stets genau im Blick zu behalten.

[*] https://www.mckinsey.com/

capabilities/quantumblack/

our-insights/the-state-of-ai-in-

2023-generative-ais-breakoutyear

◄

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WWF.DE/PROTECTOR

AUSSERGEWÖHNLICH.

ENGAGIERT!

WERDEN SIE »GLOBAL 200 PROTECTOR«

UND BEWAHREN SIE DIE ARTENVIELFALT

UNSERER ERDE.

Die bunte Vielfalt der Tiere und Pflanzen ist beeindruckend.

Von den Regenwäldern Afrikas über die Arktis bis zu

unserem Wattenmeer – die „Global 200 Regionen“

bergen die biologisch wertvollsten Lebensräume

der Erde. Helfen Sie uns mit Ihrer großzügigen

Spende, sie zu erhalten und für die nächsten

Generationen zu bewahren!

Nina Dohm

IPCs/SBCs/Module/Embedded

Multi-Chip-KI-Booster im Mini-Format

Intel Core Ultra Prozessoren auf COM-HPC Mini

Autor:

Harald Maier

Produktmanager x86

TQ-Group

www.tq-group.com

Quellen:

https://www.tq-group.com/intel

https://intel.com/coreultra-edge

Neue Formfaktoren, hohe Integrationsdichte

und moderne Fertigungstechnologien

machen es

möglich: KI-intensive PC-Anwendungen

werden zukünftig mit besonders

hoher Energieeffizienz und

kleinsten Abmessungen vermehrt in

Qualitätssicherungssysteme direkt

am Ort des Geschehens integriert.

Basierend auf dem neu definierten

Computer-on-Module-Standard

COM-HPC Mini können derartige

Embedded-Vision-Anwendungen

besonders gut vom CPU-, GPUund

KI-Leistungsvermögen sowie

den zahlreichen High-Speed IO-

Schnittstellen neuer Prozessorgenerationen

profitieren.

Miniaturisierung

Der Trend zur Miniaturisierung ist

in vielen Anwendungen das Aus für

klassische Standard-PC-Systeme.

Während einerseits bei rein Grafikund

KI-fokussierten Anwendungsprozessoren

oft Limitierungen an

Rechenleistung und IOs für die allgemeine

Weiterverarbeitung bestehen,

sind andererseits Standard-Prozessoren

im Low-Power-Bereich darauf

angewiesen, mit externen Grafikkarten

oder zusätzlichen KI-Beschleunigern

ergänzt zu werden, um vergleichbare

KI-Leistungsdaten zu erreichen.

Deutliche

Leistungssteigerungen

Die neuen Intel Core Ultra Prozessoren

mit Intel-Hybrid-Architektur,

integrierter Intel ARC Grafikeinheit

sowie einer dedizierten NPU (Neural

Processing Unit) versprechen deutliche

Leistungssteigerungen gegenüber

bisherigen CPU-Generationen

aus der Intel Core-Familie. Besonders

interessant sind dabei die Kennwerte

für die Leistungseffizienz, da

diese gerade bei der Miniaturisierung

eine wichtige Rolle spielen –

zum einen bezüglich Leistungsaufnahme,

zum anderen aber auch in

Hinblick auf Kühlung. Mit der neuen

CPU-Generation kann mit einem

Performance-Zuwachs von bis zu

60 % sowie einer bis zu 2,5-fachen

Verbesserung der Energieeffizienz

im Bereich Künstlicher Intelligenz

gerechnet werden.

High-Speed Datentransfer

Anspruchsvolle KI-Anwendungen

benötigen auch schnellen Datentransfer

– beispielsweise bei der

Bereitstellung hochauflösender

Video-Daten oder bei der Speicherung

relevanter Ergebnisse

und Referenzbilder zur Archivierung

auf lokalen Datenträgern oder

über das Netzwerk. Die Intel Core

Ultra Prozessoren bieten hierfür

mehrere PCIe-x4-Schnittstellen

mit einer Bandbreite von je bis zu

64 Gigabit/s sowie schnelle USB 3.2

Ports mit bis zu 10 Gigabit/s. Über

die PCIe-x4-Schnittstellen können

zudem auch PCIe-High-Speed-

Kameras mit besonders geringer

Latenz angebunden werden. Die

schnelle Netzwerkanbindung wird

typischerweise über 2,5/10 Gigabit

Ethernet-Controller realisiert, die

durch die PCIe-Gen4-Unterstützung

der CPU auf einfachste Weise mit

Beim neuen COM-HPC Mini Standard sorgt ein 400-Pin High-Speed-

Steckverbinder für Zukunftssicherheit und hohe Integrationsdichte.

82 PC & Industrie 5/2024

IPCs/SBCs/Module/Embedded

Intel Core Ultra Prozessoren kombinieren CPU, GPU und NPU für die besonders energieeffiziente Umsetzung anspruchsvoller KI-Anwendungen. © Intel

maximalem Datendurchsatz angebunden

werden können. Ebenfalls

interessant für hochintegrierte Systeme

ist der USB4-Support: Gerade

bei geringen Geräteabmessungen

ist die Bündelung mehrerer High-

Speed-Interfaces über einen sehr

kompakten USB-C-Stecker sinnvoll.

Passend zu dem Featureset

dieser Prozessoren bietet der neu

definierte COM-HPC Mini Computer-on-Module-Standard

mit dem

speziell für High-Speed-Signale

optimierten 400-Pin-Steckverbinder

die optimalen Voraussetzungen für

die Realisierung solcher zukunftsorientierten

Embedded-Systeme mit

besonders geringen Abmessungen.

Die Integration mit COM-HPC Mini (95 mm x 70 mm) ermöglicht bis zu 26%

Multi-Chip-Integration

Durch den Einsatz der Intel Distribution

von OpenVINO profitieren

KI-Anwendungen von optimierten

Modellen und einem Abstraktions-

Layer, der sowohl CPU, GPU als

auch NPU besonders effizient für

die Ausführung von KI-Algorithmen

auf Intel-Prozessoren nutzen kann,

ohne Anpassungen am Code vornehmen

zu müssen. Dabei können

die Aufgaben auch parallel, verteilt

auf verschiedene Einheiten des

Prozessors ausgeführt werden.

Intel Core Ultra 5 und Intel Core

Ultra 7 Prozessoren bieten mit bis

zu 14 CPU-Cores, acht Intel Xe

Grafik-Einheiten mit insgesamt 128

Executions Units und der zusätzlich

integrierten Neural Processing

Unit beste Voraussetzung

für die besonders energieeffiziente

Umsetzung leistungsfähiger

KI-Anwendungen. Durch die Integration

aller Einheiten in einem

Chip, dem großen internen Cache

von bis zu 24 MB sowie neuester

LPDDR5-Speichertechnologie

wird eine durchgängig hohe Performance

bei sehr geringer Verlustleistung

erreicht.

Fazit

Die Kombination aus hochperformanter

PC-Technologie

und besonders energieeffizienter

KI-Rechenleistung in einem

Chip ermöglicht die Realisierung

besonders kompakter All-in-One-

Lösungen für die Qualitätssicherung.

Embedded Module im COM-

HPC Mini Formfaktor bieten für die

Hersteller solcher Systeme optimale

Voraussetzungen, mit individuellen

Lösungen Bauraum zu

sparen und wichtige Alleinstellungsmerkmale

gegenüber Wettbewerbern

zu sichern. Um den Markttrends

wie Miniaturisierung nicht

nur zu folgen, sondern diese auch

selbst mitzugestalten, ist es unabdingbar,

bei der Realisierung eigener

Systeme auf neueste Technologie

und zukunftsorientierte Standards

zu setzen. ◄

Schnittstellen des COM-HPC Mini

PC & Industrie 5/2024 83

Messen/Steuern/Regeln

Wie der Schaltschrank verzichtbar wird

Synapticon GmbH

www.synapticon.com

Antriebe brauchen eine Bewegungssteuerung,

bisher ist sie

meist in einem Schaltschrank untergebracht.

Die Weiterentwicklung

der Automatisierung braucht aber

eine dezentrale Steuerung vor Ort.

Im Folgenden wird das Integrated

Motion-Konzept beschrieben. Es

zeigt, wie Bewegungssteuerungen

im Maschinenbau schlank, effizient

und sicher umsetzbar sind – ganz

ohne Schaltschrank

Der Schaltschrank galt im klassischen

Maschinenbau lange Zeit

als unverzichtbar, wenn es um die

Bewegungssteuerung geht. Die

Automatisierung mit anspruchsvoller

Motion Control besteht seit

jeher aus separaten Komponenten,

die über Jahrzehnte hinweg prinzipiell

unverändert geblieben sind, was

grundlegende Verbesserungen sehr

schwierig und teuer sowie stellenweise

unmöglich macht. Maschinenbauer

stehen dadurch vor vielfältigen

Herausforderungen.

Nachteile des

Schaltschrankkonzeptes

Die erforderlichen einzelnen Automationskomponenten

verbrauchen

oft zu viel Platz und Energie. Außerdem

ist die Planung, der Bau und

die Integration von Schaltschrankplanung

sowie die Abstimmung der

Komponenten aufeinander komplex,

was die Kosten erhöht. Innovationen

lassen sich hier nur schwer

umsetzen. Das herkömmliche Konzept

hat nur eine niedrige Effizienz.

Zusätzliche thermische Probleme

begrenzen die Leistung und damit

die Einsatzmöglichkeiten insbesondere

der verfügbaren dezentralen

Motion-Lösungen.

Weitere Nachteile sind die aufwändige

Produktion der Komponenten

und deren Wartung. Das

Potenzial der Digitalisierung lässt

sich mit traditionellen Komponenten

nicht ausschöpfen. Funktionale

Sicherheit lässt sich meist nur durch

Zusatzhardware realisieren, die die

Konstruktion verkompliziert und die

Kosten zusätzlich erhöht.

Roboter und

automatisierte Maschinen

Problematisch ist auch der steigende

Anteil der Roboter, Cobots

und automatisierten Maschinen ohne

Robotik in der Produktion und Logistik.

Sie übernehmen immer mehr Aufgaben.

Der herkömmliche Ansatz sieht

jedoch vor, dass die Roboter- oder

Maschinensteuerung auf Industrierechnern

ausgeführt wird. Dies erfordert

eine aufwändige, kostenintensive

Anbindung des Roboterarms oder der

Maschine an den Steuerungsrechner

im Schaltschrank mittels besonders

solider, aber auch teurer Kabel

und Stecker, die jede Bewegung auf

Dauer mitmachen. Die Mobilität wird

dadurch eingeschränkt.

Integrated Motion-Ansatz

macht Schaltschrank

überflüssig

Die Bewegungssteuerungen der

etablierten Anbieter wurden im Laufe

der Jahre zwar immer leistungsfähiger,

aber zugleich auch oft größer,

komplexer und kostspieliger. Bei

Leichtbau-Robotern oder Cobots,

die eng mit Menschen zusammenarbeiten,

muss die Steuerungstechnik

jedoch sehr klein und feinfühlig

sein. Statt schwerfälliger Steuerungstechnik

haben sich daher „Integrated

Motion“-Lösungen mit schlanken,

kompakten Embedded-Systemen

durchgesetzt, die den platzraubenden

Schaltschrank überflüssig

machen. So sind beim Integrated

Motion-Ansatz neben Servoantrieb

und Motion-Encoder auch Safety-

Encoder, Bremse und Funktionen

der Safety-PLC in einem Device integriert.

Die Servoantriebe müssen

dabei jedoch so klein sein, dass sie

inklusive Sensoren direkt an den

Antriebsachsen Platz finden.

Verknüpfen sensorischer

und motorischer Funktionen

Da sich die Steuerungsintelligenz

vom Schaltschrank an die Aktoren

verlagert, entfallen zusätzlich erforderliche

Kabel und lange Entscheidungswege,

was auch der Reaktionsschnelligkeit

zugutekommt. Der

Kabelstrang beschränkt sich auf

eine zweiadrige Stromversorgung

und eine vieradrige Industrial-Ethernet-Leitung

zur Vernetzung. Dies hat

einen entscheidenden Vorteil für

die Umsetzung feinfühliger Sicherheitsfunktionen

für den kollaborativen

Betrieb, da sich sensorische

und motorische Funktionen direkt

verknüpfen lassen, ähnlich wie bei

menschlichen Reflexen.

Effiziente und

platzsparende Lösung

für den Maschinenbau

Die neuen modularen Servo-

Drive-Komplettlösungen, die sich

an Einsatzbereiche wie kollaborative

Robotik, fahrerlose Transportsysteme

(FTS), Industrie 4.0

und mittlerweile den klassischen

Maschinenbau richten, erfüllen die

Anforderungen der neuen Situation.

Ziel ist es, ehemals hoch komplexe

Systeme zur Bewegungssteuerung

ohne Leistungseinbußen stark zu

verkleinern, durch Digitalisierung

deutlich flexibler zu machen und in

die Produkte der Roboterhersteller

und Maschinenbauer zu integrieren.

Die Lösung lässt sich auch auf

den klassischen Maschinenbau

ohne Robotik anwenden. Damit steht

84 PC & Industrie 5/2024

Messen/Steuern/Regeln

eine vollständig integrierte Servoantriebslösung

bereit, einschließlich

hochauflösender Multiturn-Positionssensoren,

Safe Motion-Option und

problemloser mechanischer Integration

in Standard-Industrie-Servomotoren.

Damit gelang es, den

Point of Motion neu zu definieren

und mit proprietärer digitaler Technologie

das volle Potenzial kombinierter

Hard- und Software für eine

deutlich effizientere Automatisierung

auszuschöpfen.

Verbesserte Kosteneffizienz

und Flexibilität

Auch bei Motion Control-Komponenten

ist letztlich die Kostenfrage

entscheidend. Automationshersteller

wollen mit möglichst kostengünstigen

Komponenten wiederum

kostengünstige Lösungen fertigen.

Hier bieten sich Zulieferkomponenten

an, die ein hohes Maß an Integration

und Modularisierung aufweisen.

Ultrakompakte, dezentralisierte

Antriebe und Motion Control-

Intelligenz machen Schaltschränke

verzichtbar, bieten dadurch mehr

Flexibilität und dies alles zu geringeren

Kosten. Sensorgesteuerte,

softwarebasierte High-Definition-

Steuerungstechnik sorgt hierbei

für höhere Leistung mit wirtschaftlicherer

Hardware. Ehemals separate,

teure Komponenten werden

zu einem einzigen leistungsstarken

und dennoch sehr wirtschaftlichen

Motion Device.

Fazit

Mit dem Integrated Motion-Ansatz

sind im Maschinenbau besonders

kompakte Lösungen realisierbar, die

dennoch anspruchsvollen funktionalen

Anforderungen gerecht werden.

Eine integrierte Bewegungssteuerung,

feinfühlige Feedback-

Sensoren, eine einfache mechanische

Integration sowie integrierte

Safety-Funktionen decken umfassende

Anforderungen ab. Trotz eines

besonders kompakten Designs ist

ein Vielfaches an Leistungsdichte

im Vergleich zu bestehenden integrierten

Servomotoren erzielbar.

Dies alles reduziert den Platzbedarf,

den Verkabelungsaufwand

und die Abwärme. Entsprechende

Lösungen sind einfacher zu integrieren

und halten Grenzwerte zur

elektromagnetischen Verträglichkeit

auch ohne zusätzliche Maßnahmen

ein. Vor allem machen sie

Schaltschränke für viele Anwendungsszenarien

überflüssig, was

die System- und Entwicklungskosten

deutlich reduziert. Dies schafft

die Voraussetzungen für fortschrittlichere

Automatisierung, moderne

Maschinen und höhere Kosteneffizienz.

Damit steht erstmals dezentrale

Antriebstechnik auch für

den Maschinenbau bereit, um die

klassische separierte Bauweise mit

Schaltschrank erstmals ohne Kompromisse

zu ersetzen.

Wegweisender Ansatz

Dieser Ansatz dürfte den weiteren

Entwicklungstrend im Maschinenbau

maßgeblich prägen. Die

Vision reicht bis hin zu einer zukünftigen

Fabrik, in der es ein Edge-

Rechenzentrum gibt, eine zentrale

DC-Stromversorgung mit überall

hin verteilten Feldbus- und DC-

Leitungen, an die sich dezentrale

Antriebe anhängen lassen.

Dies entspricht auch der Initiative

des Elektrotechnikverbands

ZVEI und der Open DC Alliance,

mit dem Einsatz der Gleichstromtechnologie

das gesellschaftliche

Ziel einer ressourcenschonenden

und CO 2 -neutralen Welt zu unterstützen

und umzusetzen. Überall, wo

es eine zentrale Stromversorgung

gibt, das Netz Gleichstrom bietet

und es auch ein DC-Bus sowie ein

zentrales Datenzentrum zur Verfügung

steht, schaffen dezentrale

Antriebe in den Maschinen einen

minimalen CO 2 -Footprint. Dies ist

möglich, indem Wandlungsverluste

zwischen Wechsel- und Gleichstrom

reduziert werden sowie erneuerbare

Energien einfacher in Netze

eingebunden werden können. So

sind mit 60 V DC sehr viele Szenarien

machbar – sehr effizient, kompakt

und ohne Schaltschrank. ◄

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PC & Industrie 5/2024 85

Automatisierung

IT und OT koppeln, Projektrisiken minimieren

Hierauf ist in der industriellen Automatisierung 2024 zu achten

Autor:

Henry Claussnitzer

Business Engagement Manager

OMRON Europe

http://industrial.omron.de

Wirtschaftliche Unsicherheit,

ein Mangel an qualifizierten Mitarbeitern,

dringend notwendige

Produkt innovationen und Klimaneutralität:

Unternehmen stehen derzeit

vor einem Berg an Herausforderungen,

die sich nur mithilfe

einer strategisch fundierten Digitalisierungsstrategie

bewerkstelligen

lassen. In einer Deloitte- Studie

von 2019 erklärten 86 Prozent der

befragten Führungskräfte in der

Fertigungsindustrie, dass innovative

Smart Factory-Lösungen in

den nächsten fünf Jahren zu den

zentralen Faktoren für ihre Wettbewerbsfähigkeit

gehörten. Doch

je mehr das Interesse an digitalen

Tools wächst, umso deutlicher

zeigt sich, dass OT (Operational

Technology) und IT (Information

Technology) oft weit auseinanderklaffen.

Damit heutige Visionen für

eine Fertigung der Zukunft Realität

werden können, müssen diese beiden

Welten strategischer zusammengeführt

werden. Wie die befragten

Hersteller von der Umsetzung von

Smart-Factory-Initiativen profitiert

haben, zeigt Bild 1.

Immer mehr Experten sprechen

sich für eine Konvergenz von IT und

OT aus. Wer sich mit der artigen

Überlegungen beschäftigt, sollte

sich aber zunächst mit ein paar

Miss verständnissen in Bezug auf

die Terminologie auseinander setzen:

IT, OT und IoT mögen sich auf den

Bild 1: Haben die befragten Hersteller von der Umsetzung von

„Smart Factory for Smart Manufacturing“

86 PC & Industrie 5/2024

Automatisierung

ersten Blick zwar ähneln, doch sie

haben sehr unterschiedliche Bedeutungen.

Während sich operative

Technologie, also Hard- und Software

zur Kontrolle von industrieller

Ausstattung, auf das Verhalten und

die Ergebnisse von Maschinen

konzentriert, bezieht sich IT auf

Information und Kommu nikation.

OT umfasst die Systeme, die eine

Schnittstelle zur realen Welt bilden,

darunter Steuerungen, Aktoren und

Sensoren. IT wiederum beinhaltet

Computer, Datenspeicherung,

Netzwerkinfra struktur, Software

und Abläufe, die zur Erzeugung

elektronischer Daten verwendet

werden. OT überwacht Ereignisse,

Prozesse und physische Geräte

und erzeugt Informationen, die

dann von IT- Systemen verarbeitet

werden. Das IoT ist der Datenfluss

zwischen diesen beiden Welten –

ohne Daten kein IoT (Bild 2).

IT-OT-Konnektivität

gemeinsam erreichen

In der Industrieautomation gelten

OT und IT seit jeher als zwei

getrennte Welten. Unternehmen

konzentrieren sich dabei entweder

auf den einen oder den anderen

Bereich, denn beide Sphären lassen

sich von einem Player alleine nicht

ganzheitlich erfolgreich ab decken.

Ein derart eindimensionales und isoliertes

Vorgehen ist aber problematisch,

denn nur mithilfe durchdachter

IT/OT-Konnektivität können sowohl

IT als auch OT ihr volles Potenzial

entfalten. Diese Erkenntnis treibt

die Entwicklung von „Öko systemen“

voran. Unternehmen verschiedenster

Fachgebiete schließen Kooperationen,

um Innovationen auf höherer

Ebene zu realisieren und integrierte

IT/OT-Lösungen auf den Markt zu

bringen.

Hand in Hand arbeiten

Ein Beispiel für diesen synergetischen

Ansatz zur intelligenten

Automatisierung ist die Partnerschaft

von OMRON mit Dassault

Systèmes und Nokia. Bei dieser

Kooperation bringt Dassault das

IT-Element (virtuelles Twinning),

OMRON seine OT-Expertise (industrielle

Automatisierung) und

Nokia seine 5G-Mobilfunktechnologie

ein. Das Resultat ist ein Ökosystem,

das sich an verschiedene

Anwendungen und Märkte anpassen

lässt. Hierzu tragen weitere

Partner mit besonderem Knowhow

Bild 3: Ein Beispiel für einen synergetischen Ansatz zur intelligenten

Automatisierung ist die Partnerschaft von OMRON mit Dassault Systèmes.

Bild 2: Durch die Zusammenarbeit von IT und OT entsteht eine beidseitige Informationsstraße, die zu greifbaren

Verbesserungen wie schnellerer Produktmarkteinführung und effizienterem Einsatz von Arbeit und Ressourcen

in Bereichen wie Systemintegration,

Robotik und Maschinenbau bei. Das

Ökosystemmodell ist eine schnelle

und flexible Alternative zum Erwerb

eigener IT/OT-Fähigkeiten durch

Geschäftsübernahmen, Schulungen

oder ähnlichem. Die 5G-Mobilfunknetze

von Nokia unterstützen High-

Speed-Kommunikation zwischen

Maschinen, Menschen und Systemen,

die Virtual-Twin-Funktionen

von Dassault Systèmes ermöglichen

Überwachung und Optimierung in

Echtzeit, und OMRON erweckt Innovationen

mithilfe intelligenter, integrierter

und interaktiver Automatisierung

zum Leben. Das gebündelte

Knowhow kann in die Entwicklung

von IoT-basierten Automatisierungslösungen

für Automobil-, Konsumgüter-

(FMCG), Pharma- und Medizintechnikindustrie

ein fließen. Automatisierung,

High-Speed Connectivity

und digitale Zwillingstechnologie

bringen messbare Vorteile (Bild 3).

Verbesserungen

bei Markteinführung

und Effizienz

IT-OT-Konvergenz lässt sich also

erreichen. Doch warum ist optimierte

IT-OT-Konnektivität so wichtig? Dies

lässt sich am Beispiel der industriellen

Automatisierung gut demonstrieren.

Zwar kann ein IT- Anbieter

einen virtuellen Zwilling eines Produktionsstandortes,

eines Systems

oder einer Produktionslinie erstellen.

Allerdings mangelt es oft am Wissen

über Abläufe und Verhalten von

PC & Industrie 5/2024 87

Automatisierung

Feedback für passgenaue Prozessanpassungen

(Bild 4).

Bild 4: Einer der größten Vorteile des KI-basierten Controllers ist, dass er sich mit der Maschine synchronisieren

Anlagen in der realen Welt. Wird

also der virtuelle Zwilling verändert,

um einen Prozess zu optimieren,

weiß der IT-Spezialist nicht, ob

dies in der realen Produktionsumgebung

machbar ist. Hier schafft

der OT-Anbieter einen Mehrwert,

indem er dem Zwilling Daten zur Verfügung

stellt, die verstehen lassen,

wie sich das System in der realen

Umgebung verhalten wird. Auf diese

Weise bündeln IT und OT Erfahrungen

und Erkenntnisse, sodass

beide Seiten profitieren. Das wiederum

sorgt für vielfältige Verbesserungen,

etwa wenn es um die

schnellere Markteinführung eines

neuen Produkts oder eine effizientere

Nutzung von Arbeit und Ressourcen

geht.

Kontinuierliche

Über wachung für

stete Verbesserungen

Es geht hierbei nicht um die einmalige

Simulation eines Ablaufs

oder einer Maschine. Der virtuelle

Zwilling spiegelt das physische

System in Echtzeit wider und kann

während der gesamten Lebensdauer

eines Systems oder Produkts

betrieben werden, so dass

sich stets in einer sicheren parallelen

digitalen Umgebung testen

lässt, wie sich neue Materialien,

neue Bestandteile oder neue Werkzeuge

verhalten werden. Die kontinuierliche

Kontrolle einer Maschine

oder eines Workflows kann auch für

vorbeugende Wartung oder Energiemanagement

eingesetzt werden.

SCADA und Edge Control

verbessern Überblick

IT/OT-Konnektivität kann verschiedenste

Branchen wie Fertigung,

E-Mobility oder Intra logistik

unterstützen. Virtuelle Modelle einer

neuen Maschine oder Anlage tragen

dazu bei, Projektrisiken zu

minimieren und die Zeit, die für den

Bau oder die Prüfung einer Anlage

benötigt wird, drastisch zu reduzieren,

da kostspielige Fehler in der

virtuellen statt in der realen Welt

gemacht werden. Dies ist für alle

Fertigungsbereiche von Vorteil, insbesondere

aber für die Automatisierungsbranche,

in der die Markteinführung

neuer Produkte immer weiter

beschleunigt und Fehler eliminiert

werden sollen.

Auch SCADA-Systeme (IT) sorgen

für IT-OT-Konvergenz, indem

sie helfen, das Geschehen in der

Produktionslinie durch die Erfassung

von Echtzeitdaten über eine

Verbindung zu OT-Linienelementen

zu visualisieren. Edge Control (OT)

wiederum ermöglicht schnelles

Partnerschaften und

Ökosystem sorgen

für Zukunftssicherheit

Interaktive, integrierte, autonome

und intelligente Automatisierungslösungen

tragen dazu bei, die Fertigung

zu verändern, Effizienz und

Produktivität zu steigern und nachhaltiger

zu agieren. Wer als Unternehmen

jedoch das meiste aus

derartigen Ansätzen herausholen

möchte, muss künftig darauf achten,

dass Automatisierungstools IT

und OT nahtlos integrieren. Partnerschaften

und Ökosysteme bieten

hierbei wertvolle Unterstützung und

helfen, flexible und zukunftssichere

Fertigungsabläufe zu realisieren.

Wer schreibt:

Die OMRON Corporation ist ein

weltweit führendes Unternehmen

auf dem Gebiet der Automatisierung,

dessen Schlüsseltechnologien

Sensorik, Steuerung und künstliche

Intelligenz sind.

Die Geschäftsfelder umfassen

ein breites Spektrum, das von der

Industrieautomatisierung über Elektronikkomponenten

bis hin zu sozialen

Infrastruktursystemen sowie

Lösungen für das Gesundheitswesen

und den Schutz der Umwelt

reichen. ◄

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5-2024

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