EtherCAT-P – Einkabellösung für Daten und Power

CONEC unterstützt mit der neuen Serie von P-codierten M8x1-Steckverbindern die Einkabellösung EtherCAT-P, die von Beckhoff und der verbundenen ETG (EtherCAT‑Technologie Group) entwickelt wurde.
EtherCAT-P ist eine Weiterentwicklung der weltweit etablierten EtherCAT-Technologie. Das besondere an EtherCAT-P ist die Kombination der superschnellen EtherCAT-Kommunikation mit der 24-V-Stromversorgung. Hierbei werden auf einem zweiadrigen Adernpaar Daten und Power (Us) für System- und Sensorversorgung mit 24 V und 3 A bereitgestellt. Ein zweites Adernpaar stellt Daten und die Peripheriespannung (Up) für die Versorgung der Aktorik zur Verfügung. Die direkte Einkopplung der Versorgungsspannung auf die 100-MBit-Leitung ermöglicht eine kompakte und kostengünstige Geräteanschaltung.
CONEC bietet momentan geschirmte axial umspritzte Bauformen mit der Kabelqualität G6, TPU 4xAWG22, in den Standardlängen an.
Bei der 100-MBit-Geräteanschaltung werden fast ausschließlich Stecker-Stecker Verbindungsleitungen eingesetzt. Bei den konfektionierbaren Steckverbindern stehen axiale Kupplungs- und Steckervarianten zur Verfügung, wahlweise mit Schraub- (Kupplung) oder Crimpanschluss (Kupplung, Stecker). Für den Geräteanschluss gibt es Flansche für die direkte Leiterplattenmontage.
Die durchgehende Schirmung vom Flanschgehäuse bis zur Platine wird mit einem gestanzten Blech realisiert. Angeformte Kontaktzungen stellen die radiale Verbindung zum Flanschgehäuse her. Eine Flansch-Sonderausführung mit angespritzter Leitung und einem weiteren Stecker an der Seite B, vorzugsweise P-codiert, ist z. B. für die Verdrahtung durch die Schaltschrankwand geeignet. ds


Leise, kraftvoll, effizient –
Lüfter und Gebläse

Leistungsfähige elektronische Geräte erfordern hochwertige Ventilatoren mit optimiertem Volumenstrom, Druck und geringem Geräuschpegel. Dynetics fasst in diesem Beitrag wichtige Kriterien für die Auswahl von Ventilatoren zusammen und stellt verschiedene Baureihen von Nidec Servo vor.

Mit der CFD-Analyse-Software und Simulated Glow kann Nidec Servo sehr zuverlässige und präzise Lüfterschaufelanalysen in kurzer Zeit durchführen
Entscheidend für Effizienz, Volumenstrom, Lebensdauer und Geräuschpegel von Ventilatoren und Gebläsen sind Motor, Material und das strömungstechnische Design der Komponenten. Bei der Auswahl eines Ventilators oder Gebläses ist der erforderliche Luftstrom und der Lüftungswiderstand der Geräte zu ermitteln. Die genaue Bestimmung eines Lüftungswiderstands ist jedoch schwierig. Im Allgemeinen können Sie den maximalen Luftstrom eines Ventilators wählen, indem Sie den erforderlichen Luftstrom mit 1,3 bis 1,5 multiplizieren. Steht aufgrund einer hohen Dichte an Einbauteilen kein ausreichender Luftkanal zur Verfügung, wird manchmal ein Ventilator mit einem maximalen Luftstrom von mehr als dem Doppelten des erforderlichen Luftstroms benötigt. In diesem Fall wird ein spezieller Ventilator für einen hohen statischen Druckbereich oder ein Gebläse empfohlen.

Gleichstrombetriebene Ventilatoren und Gebläse haben den folgenden Zusammenhang zwischen der angelegten Spannung und den PQ-Kennlinien. Die Drehzahlen von Ventilatoren und Gebläsen sind proportional zur angelegten Spannung. Durch Variieren der Spannung um ±10 Prozent ändert sich die Drehzahl um ±10 Prozent. Dabei beeinflusst die Drehzahl den statischen Druck und den Luftstrom wie folgt: Der statische Druck korreliert mit dem Quadrat der Lüfterdrehzahl und der Luftstrom im Verhältnis zur Drehzahl. Eine Änderung der Spannung von ±10 Prozent bewirkt, dass der maximale statische Druck um -19 bis +21 Prozent und der maximale Luftstrom um ±10 Prozent variiert.

Optimierte Produktentwicklung
mit CFD-Analyse

Die Konturen der Lüfterschaufel sind komplizierte dreidimensionale Formen. Nidec Servo untersucht das Strömungsverhalten von Lüfterschaufel in speziellen Labors, um leisere Lüfter mit höherem Wirkungsgrad zu entwickeln. Für die Produktentwicklung verwendet der Hersteller eine CFD-Analyse-Software (CFD: Computational Fluid Dynamics).
CFD ist die innovative Konstruktionstechnik für Ventilatorflügel zur Realisierung geräuscharmer Rotor-Kaskaden. Die spezielle Form der Ventilatorflügel führt nicht nur zu einem besseren Luftstrom, sondern auch zu einem deutlich niedrigeren Geräuschpegel. Mit diesem Verfahren hat Nidec Servo seine Radial- und Axialventilatoren für höchste Leistungsanforderungen in vielen spezifischen Anwendungen entwickelt.
Für hochstatische Druckanwendungen werden Diagonalventilatoren (die Luft in Radialrichtung abgeben) oder zwei in Reihe geschaltete Axialventilatoren eingesetzt. Diese Lösungen weisen jedoch Nachteile hinsichtlich der Effizienz (Luftstrom, Baugröße und Kosten) und des Lärms auf.

Ventilatorschaufeln aus Polyphenylensulfid (PPS) verhindern Verformungen bei hoher Geschwindigkeit und Temperatur

Deutlich geringere Geräuschentwicklung und Energieeinsparung

Die Geräuschemission von Ventilatoren hat verschiedene Ursachen. Man unterscheidet zwischen aerodynamischen Geräuschen, Antriebsgeräuschen (Motor, Lager) und Geräuschen durch Kavitätsschwingungen. Aerodynamische Geräusche lassen sich in Drehgeräusche und Wirbelströmungsschall unterteilen. Drehgeräusche entstehen durch die Lüfterschaufeln. Turbulenzen in der Zuflussströmung verursachen Wirbelströmungsgeräusche. Antriebsgeräusche werden vom Motor durch Unwuchten, Resonanzen und Phasenänderungen beim Schalten verursacht.

Der „Gentle Typhoon“ Lüfter ist um 5 dB leiser als herkömmliche Lüfter

Gentle Typhoon – leise und energiesparend

Nidec Servo wählte bei der Neuentwicklung einen bürstenlosen Drei-Phasen-Gleichstrommotor (BLDC) aus und konnte damit die Effizienz im Vergleich zu einem Einphasenmotor um 10 Prozent erhöhen. Weitere Verbesserungen wurden durch die Erhöhung des Durchmessers erreicht.
Durch die Verwendung von SmFeN anstelle von Ferrit als Magnetmaterial hat sich der Magnetfluss um den Faktor 1,4 erhöht, und das höhere HFe (High Ferrit) Magnetmaterial verhindert die Entmagnetisierung, berichtet das Unternehmen. Zudem integriert der Hersteller stromsparende Schaltkreise in die Lüfter, um die Leistungsaufnahme zu verringern. Die kugelgelagerten Lüfter von Nidec Servo sind für eine lange Lebensdauer spezifiziert.
Es ist jedoch schwierig, die Anwender zufrieden zu stellen, die sich von der Geräuschemission der Lüfter gestört fühlen, der in der Regel auf den Motor des Lüfters zurückzuführen ist. Das störende Geräusch wird vielfach von Frequenzen bis zu 1000 Hz ausgelöst. Die störenden Frequenzen werden durch das neue Konzept, das auf schaufelförmigen Ventilatoren und verringerten Resonanzgeräuschen der Motoren basiert, gezielt vermieden.
Der bürstenlose DC-Motor des Lüfters basiert auf einer patentierten doppelten Dämpfungseinheit, die auch die vom Lüfter erzeugten Vibrationen filtert. Das Ergebnis ist eine Reduzierung der Vibrationen um ca. 66 Prozent im Vergleich zu herkömmlichen Ventilatoren.

Innere schwingungsdämpfende Struktur des Motors (Patent pending)
Die Gentle-Typhoon-Lüfter der Produktreihe D0925 und D1225 sind somit 5 dB leiser als herkömmliche Lüfter und bieten bei beiden Baugrößen (120 x 120 mm; 92 x 92 mm) eine Einbautiefe von 25 mm mit der gleichen Luftleistung wie ein 32-mm-Lüfter. Die eingesparten 7 mm erlauben es dem Konstrukteur, den Luftwiderstand des gesamten Gerätes zu verringern, womit sich der Volumenstrom erhöht und der Wirkungsgrad der Kühlung verbessert. Der neue hocheffiziente bürstenlose Motor bietet dank seiner Treiber-ICs ein Energieeinsparungspotenzial von ca. 30 Prozent. Darüber hinaus können diese Lüfter – je nach Kundenwunsch – mit Drehzahlsensoren ausgestattet werden. Sie nehmen das System bei Problemen vom Netz und optimieren so den Einsatz des Gerätes und seine Lebensdauer. Nach dem Einbau des Lüfters in das Gerät steigt der Geräuschpegel im Vergleich zu den vom Lüfter selbst erzeugten Geräuschen teilweise drastisch an (um ca. 8 dB bis 15 dB). Diese erhöhte Lärmemission kann folgende Ursachen haben: Resonanz mit den Ventilatorvibrationen innerhalb des Gerätes, Hindernis im Ansaugbereich (auch ein Ventilatorgitter kann zum Hindernis werden), Erhöhung der Lastgeräusche durch höheren Strömungswiderstand, Einsatz eines überdimensionierten Ventilators, ungünstiger Strömungspfad etc. Aus Sicherheitsgründen werden manchmal Gitter und Filter installiert. Bei direkter Montage auf einen Lüfter erhöht ein Lüftergitter den Geräuschpegel um ca. 1 bis 5 dB. Um den Anstieg des Geräuschpegels zu reduzieren, sollte man Schutzgitter mit ca. 10 Millimeter Abstand zum Ventilator positionieren.
Wenn zwei Ventilatoren parallel betrieben werden, verdoppelt sich nur der maximale Luftstrom. Diese Lösung ist nur von Vorteil, wenn man den Luftstrom von Geräten mit nur geringem Lüftungswiderstand erhöhen möchte. Wenn zwei Ventilatoren in Reihe geschaltet (gestapelt) werden, erhöht sich nur der maximale statische Druck um das ca. 1,5-fache. Diese Lösung bietet sich nur an, wenn es darum geht, den Luftstrom bei Geräten mit hohem Lüftungswiderstand zu erhöhen. Eine bessere Lösung ist der Einsatz von Spezialventilatoren für Bereiche mit hohem statischem Druck, die stationäre Schaufeln haben und eine geringere Reduzierung des statischen Drucks im Serienbetrieb erreichen.

Aufbau der Gentle-Typhoon-Lüfter

Bei herkömmlichen Axialventilatoren fällt bei erhöhtem Druckverlust im Gerät der Volumenstrom ab. Die G-Reihe von Nidec Servo bietet eine Lösung für dieses Problem

Axialventilatoren mit hohem statischem Druck und Volumenstrom

Mit dem Lüfteroptimierungs-Design-System hat Nidec Servo eine neue Version von Axialventilatoren der G-Reihe entwickelt, die hohe statische Druckleistung und mehr Luftstrom bietet, ohne die Abmessungen der Lüfter zu vergrößern und den Geräuschpegel zu erhöhen.
Die cUL/TUV zugelassenen, leistungsstarken, kugelgelagerten Ventilatoren eignen sich für den Einsatz in der Industrie und der IT-Märkte. Eine integrierte Druckkammer mit stationären Flügeln sorgt dafür, dass am Arbeitspunkt wesentlich mehr Druck und Volumenstrom vorhanden ist.
Im Gegensatz zu Radialventilatoren, die die Luft parallel zur Motorachse ansaugen und um 90° versetzt ausblasen, strömt bei Axialventilatoren der ausgehende Luftstrom parallel zur Motorachse. Dass damit Energie eingespart werden kann, zeigt der neue G1751-Lüfter mit 172 Millimeter Durchmesser.

Druckkammer und stationäre Flügel sorgen für mehr Druck und Volumenstrom am Arbeitspunkt
Mit einem Druck von maximal 830 Pascal und einem Volumenstrom von 11 Kubikmetern in der Minute kommt er an das Leistungsvermögen eines 200-Millimeter-Ventilators heran.
Die Modelle der G-Serie gibt es in gängigen Rahmengrößen (80 x 80 mm; 92 x 92 mm; 120 x 120 mm; 134x 134 mm; 172 x 172 mm; 38 mm Tiefe) und Gleichspannungen (12, 24, 48 und 54 V). Die Gehäuse der Ventilatoren können aus Kunststoff oder Aluminium sein.
Ein Bremssystem stellt sicher, dass der Rotor innerhalb von zwei Sekunden stoppt, wenn die Motorstromversorgung unterbrochen wird, um Wartung und Sicherheit zu gewährleisten.

Zahlreiche Varianten inklusive vorausschauende Wartung

DC-Ventilatoren und -Gebläse von Nidec Servo mit Alarmsignalisierung eignen sich für Anlagen, die für eine vorausschauende und präventive Wartung konzipiert sind.
Diese senden ein Alarmsignal, wenn die Drehzahl des Ventilatormotors abfällt (z. B. Verriegelungserkennung, Impulsausgang, Drehzahlerkennung). Der drehzahlvariable Betrieb ist über ein PWM-Eingangssignal möglich, womit z. B. die Leistungsaufnahme und die Geräuschemission u. a. im Leerlauf reduziert werden kann.

AC-Lüfter mit hohem Wirkungsgrad

EC-Lüfter (Electronically Communitated Motor) sind dank geringerer Verlustleistung wirtschaftlicher als bisherige AC-Lüfter zu betreiben. Auch im Teillastbereich haben sie einen hohen Motorwirkungsgrad. Statt auf Spaltmotoren beruhen sie auf BLDC-Motoren, wobei eine integrierte Kommutierungselektronik das Drehfeld des Motors erzeugt. Der Anschluss erfolgt direkt am Wechselstromnetz. Das optimierte Design von Motor und Elektronik sorgt für ein leises Antriebsgeräusch.
Die Axiallüfter der FP-Reihe von Nidec Servo basieren auf EC-Motoren und sind speziell für gewerbliche klima- und kältetechnische Anlagen mit hohen Anforderungen an Effizienz, Verlässlichkeit und Schallemission entwickelt. Die Lüfter eignen sich vorzugsweise für den Einsatz in Kühlvitrinen, Kühlregalen oder Kühltruhen, die z. B. im Supermarkt eingesetzt werden. Weitere erfolgreiche Anwendungen mit einer hohen Einschaltdauer sind aber auch Selbstbedienungskühltheken, Kühlhäuser und kleine Kühllager, Getränkekühlschränke, Verkaufsautomaten, Eismaschinen und Feuchträume wie Badezimmer und Küche.
Die kugelgelagerten Lüfter mit einem Durchmesser von 89 Millimeter haben einen Universalspannungsbereich zwischen 115 und 230 V/AC und einen Wirkungsgrad bis 70 Prozent. Sie sind wassergeschützt nach IP67. Die Luftleistung beträgt bis zu 350 CFM. Die Drehzahl ist regelbar von 800 bis 2100 Umdrehungen. Die Lüfter können bei Umgebungstemperaturen zwischen -40 °C bis 55 °C eingesetzt werden. Sie haben mehrere Zulassungen wie UL und nach den ATEX Richtlinien 94/9/EC EN60079-31.

Kundenspezifische Optionen

Eine Reihe kundenspezifischer Lösungen sind möglich, z. B. Feuchtigkeitsschutz, Kabelkonfektionierung und vieles mehr. ds
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PCIM 2019 – Halle 9, Stand 132
Nürnberg, 7. - 9.5.2019




Neue GPU-Server für Machine Learning, Deep Learning und KI


Künstliche Intelligenz (KI) ist heute längst kein rein akademisches Thema mehr, sondern wird bereits vielfältig praktisch angewendet, beispielsweise in der Gesichtserkennung, der Robotik, Analytik, Gesundheitsvorsorge oder Smart City-Anwendungen. Der wissenschaftliche Fortschritt erfordert eine Beschleunigung von Machine Learning (ML) und Deep Learning (DL). Mit der SHARK A.I. Serie hat BRESSNER jetzt High Performance GPU-Server im Portfolio, die speziell für solche Anforderungen entwickelt wurden.

GPU-Server SHARK A.I. mit acht PCIe x16 Gen3 GPU Slots im 4-HE-Rackmount-Gehäuse
„Hochleistungscomputersysteme für die Beschleunigung von GPUs sind ein entscheidender Faktor für spezifische Lösungen, die HPC-Anwendungen (High Performance Computing) und Remote-Virtualisierung optimieren müssen“, sagt Josef Bressner, Geschäftsführer der Bressner Technology GmbH.

Flexibles Framework für KI‑Anwendungen

Der GPU-Server SHARK A.I. ist als Edge-Plattform frei konfigurierbar und kann Flexibilität und Agilität in der Cloud deutlich erhöhen. Der Server unterstützt mehrere Topologien und Bandbreiten. Er bietet die Möglichkeit, unterschiedliche Head Nodes zu implementieren und die Anzahl der GPUs pro virtueller Maschine (VM) frei zu wählen.



GPU-Server SHARK A.I. mit vier PCIe x16 Gen3 GPU Slots im 1-HE-Rackmount-Gehäuse

Für Single- und
Dual-Root-Komplexe geeignet

Der SHARK A.I. unterstützt sowohl Single- als auch Dual-Root-Komplexe für verschiedene KI-Anwendungen. Bei Deep-Learning-Anwendungen kann ein Single-Root-Complex alle GPU-Cluster nutzen, um sich auf große Lernprozesse und die CPU für kleine Aufgaben zu konzentrieren. Bei maschinellen Lernprozessen kann ein Dual-Root-Komplex den CPUs mehr Aufgaben zuweisen und weniger verteilte Lernprozesse zwischen GPUs anordnen.




Offen für Erweiterungen: GPU-Server SHARK A.I.

Unterstützung für
Edge High Performance Computing

Da die verschiedenen Anwendungen im Edge High Performance Computing individuelle Plattformlösungen benötigen, unterstützt BRESSNER Anwender mit kundenspezifischen Entwicklungen und stimmt CPU, RAM, GPU auf die jeweiligen Bedürfnisse ab. Vor Auslieferung werden die Geräte im Labor einem 24-stündigen Burn-in-Belastungstest ausgesetzt. Die möglichen Systeme unterstützen sowohl NVIDIA- als auch AMD-Grafikkarten, je nach Modell sind bis zu 10 Steckplätze möglich. ds

Bidirektionaler, isolierter 11‑kW‑DC/DC‑Wandler mit 1 HE‑Bauhöhe für Energiespeicher

Speziell für Energiespeichersysteme bringt die TDK Corporation einen neuen bidirektionalen DC/DC-Wandler auf den Markt: Die Reihe TDK-Lambda EZA11K‑320240 hat eine Nennleistung von 11 kW bei gerade einmal 1 HE-Bauhöhe und setzt eine eingangsseitige Nennspannung von 240–400 Vdc (DC‑Hochspannungs-Netz) um in 150–300 Vdc Ausgangsspannung zum Laden von Lithium-Ionen-Batterien.
Wenn die Eingangsspannung aussetzt oder abfällt, schaltet der Wandler nahtlos um und zieht nun Strom aus den Batterien, um mit der dort gespeicherten Energie das DC-Netz zu stabilisieren. Typische Anwendungsfelder für das EZA11kW sind Speichersysteme für kurzzeitige Lastspitzen, Notfall-Backupversorgungen und für die Energie-Rückgewinnung bei Bremsvorgängen.

Unterstützt Parallelbetrieb für Leistungssteigerung

Der kompakte Wandler ist nur 43,6 mm hoch, 422,8 mm breit und 530 mm tief und bietet damit bei bidirektionalen Wandlern mit galvanischer Trennung die höchste Leistungsdichte am Markt. Bis zu fünf Wandler können parallel betrieben werden, um Leistungen bis über 50 kW bereit zu stellen. Der Einsatz einer voll digitalen Regelung, SiC-MOSFETs (Siliziumkarbid) und innovativen Ferritmaterialien ermöglicht dem Wandler einen Wirkungsgrad von bis zu 95 Prozent.
Über eine serielle RS-485-Schnittstelle lassen sich die Betriebsparameter des Wandlers einstellen. Neben den Vorgabewerten für Spannung und Strom werden hier unter anderem auch sämtliche Ladeparameter für die Batterie, sowie Schwellwerte und Alarme definiert. Das EZA11Kw kann dabei entweder mit den definierten Parametern vollkommen autark arbeiten oder auch dauerhaft über die RS-485-Schnittstelle mit einer Steuereinheit kommunizieren. Beim Einsatz mehrerer Wandler kann die RS-485-Schnittstelle als Bus von einem Gerät zum nächsten durchgeschleift werden.
Das EZA11kW hat eine Isolationsspannung von 2200 Vac zwischen Eingang und Ausgang, 2000 Vac zwischen Eingang bzw. Ausgang und Masse sowie 400 Vac bei Signalen gegenüber Masse.
Die Sicherheitszulassungen umfassen UL60950-1, CSA60950-1 sowie EN60950-1, und der Wandler trägt das CE-Zeichen gemäß Niederspannungs- und RoHS2-Richlinie. Die Garantie beträgt 5 Jahre. ds

OBD-II-Module für IoT und Transportwesen

Die Unitronic GmbH hat ihr Portfolio um das OBD-II-Modul von iWave erweitert. Mit dem neuen kompakten OBD-II-Modul kann das Fahrverhalten bzw. die Fahrdiagnose eines Automobils direkt von einem mobilen Gerät aus verfolgt werden.


Das OBD-II des indischen Herstellers iWave versteht sich als „Edge Analytics Device“ zur Erweiterung einer On-Board-Diagnose im automotiven sowie industriellen Anwendungsbereich.
Es nimmt über interne Sensoren wichtige Werte der Umgebung auf, darunter Beschleunigungswerte sowie GPS-Daten zur Positionsbestimmung. Ein ARM Cortex A7-Prozessor, 256 MB DDR3 SDRAM, 512 MB NAND-Flashspeicher (erweiterbar) und ein Linux-Betriebssystem stellen genügend Rechenleistung und Flexibilität zur Verfügung, um eine Datenvorverarbeitung sowie -analyse vorzunehmen, bevor die Daten über die vorhandenen Kommunikationsschnittstellen wahlweise über Bluetooth, WiFi oder über Mobilfunk (4G/3G/2G) versendet werden können.

Das OBD-II-Modul ermöglicht leistungsfähige Connected-Car-Lösungen mit Kommunikationstechnologien wie 4G/LTE, GPS, WLAN und Bluetooth (BLE). Es kann beispielsweise Treibstoffvorrat, Motortemperatur, Fahrerkennung, Maschinenzustand, WLAN-/Mobilfunkverbindung und Messwerte von Sensoren, Batterie-/Akkuzustand übertragen

Unterstützt zahlreiche
Protokolle und Cloudsysteme

Bezüglich der Konnektivität bietet das OBD-II auf der einen Seite eine Vielzahl von Protokollen des Automotive-Bereichs, darunter den CAN-Bus, um direkt mit der Bordelektronik und den Steuergeräten zu kommunizieren und wichtige Parameter des Fahrzeugs auszulesen. Auf der anderen Seite unterstützt das OBD-II von Haus aus die Konnektivität zu einer Vielzahl von Cloudsystemen (darunter IBM Bluemix, Amazon AWS, Microsoft Azure), um die erhobenen Daten nachgelagerten Prozessen zur Verfügung stellen zu können. Die Spannungsversorgung erfolgt über die Bordelektronik, jedoch stellt ein integrierter Akku genügend Energie zur Verfügung, um im Falle eines Ausfalls noch über einen längeren Zeitraum Daten sammeln und versenden zu können.

Einsatzgebiete im Bereich
Automotive ...

Das Modul ist prädestiniert für Anwendungen im Flottenmanagement, Connected-Car-Segment sowie in der Fahrzeugversicherung. Darüber hinaus findet es Einsatz bei Zweirad-Applikationen sowie beim Tracking im Transportwesen.
Beispiele sind hierfür Live-Standortverfolgung (GPS), Fahrerverhalten, Zündstatus, Fahrtverlauf, Kraftstoffstatus sowie Werte für Beschleunigung, Leerlauf, Kurvenfahrt, Kollision und überhöhte Geschwindigkeit.

... sowie in der Industrie und in IoT‑Projekten

Weitere Anwendungsgebiete finden sich bei industriellen Human Machine Interfaces (HMI). Ferner ist das Modul auch bei der Bildverarbeitung und Videoüberwachung in Gebrauch. Auch im IoT-Bereich ist es bereits im Bereich Home Automation bzw. beim Asset Tracking im Einsatz. Der Hersteller iWave bietet weiterhin die Möglichkeit flexibel auf Kundenwünsche einzugehen und Modifikationen vorzunehmen. ds

Augmented Reality als Treiber der Automatisierungsbranche

Intelligente Robotik ist nicht alles

Automatisierungsprozesse im industriellen Umfeld werden mit der Entwicklung neuer Technologien immer schneller, effizienter und intelligenter. Doch was einen absoluten Mehrwert für Unternehmen dieser Branche darstellt, stellt oftmals eine große Herausforderung betriebsinterner Mitarbeiter dar, die diese automatisierten und volloptimierten Prozesse betreuen, überwachen, handhaben, entwickeln oder reparieren müssen.
Augmented-Reality-Lösungen von Holo-Light können Mitarbeiter entlang der gesamten Wertschöpfungskette effektiv unterstützen, um eine bestmögliche Zusammenarbeit von Mensch und Maschine zu gewährleisten und den Unternehmen einen klaren Wettbewerbsvorteil zu sichern.

Augmented Reality ermöglicht die effiziente Gestaltung von Automatisierungsanwendungen im Team
In Europa und den USA gibt es mittlerweile einige Softwareunternehmen wie Holo-Light, die Anwendungen für Augmented Reality anbieten, die bei zahlreichen Industrie- und Automatisierungsunternehmen Einsatz finden.
Denn AR kann von der Produktentwicklung, über das Eintrainieren von Mitarbeitern, bis hin zum Warten und Reparieren von Maschinen Vorteile liefern, indem es Produktionskosten senkt, Maschinen-Standzeiten verringert, Lerneffekte der Mitarbeiter steigert und gleichzeitig deren Fehlerquote senkt, als auch optimale Kooperationsbedingungen schafft – sowohl bei betriebsinternen und zuarbeitenden Personen, als auch zwischen Mensch und Maschine.

Visualisierungstools als Planungshilfe

Am Anfang unzähliger industrieller Arbeitsprozesse, so auch im Bereich der Automation, steht die Entwicklung und Planung bestimmter Produkte. Ausschlaggebende Hilfsmittel hierfür sind 3D-CAD-Dateien, die sowohl bei Design- als auch grundsätzlichen Produktionsfragen die nötigen Einsichten liefern.
Die Visualisierung dieser Dateiformate über 2-dimensionale Bildschirme stellt jedoch noch eine Hürde zur einwandfreien Verschaffung des notwendigen Überblicks dar.

Mit Holo-View können 3D-Objekte gemeinsam betrachtet und manipuliert werden
Video: Holo-View – 3D CAD visualization with Augmented/Mixed Reality
Tatsächlich konnte Holo-Light in den letzten vier Jahren seines Bestehens und durch den ständigen Austausch mit Kunden, die Visualisierung der eigenen 3D-Daten als eine der häufigsten Nachfragen identifizieren. CAD-Viewer, die diese Formate über Datenbrillen als dreidimensionale und voll interaktionsfähige Hologramme darstellen, ermöglichen in der Arbeitsweise mit CAD-Dateien einen bedeutsamen Sprung nach vorne.

Auf diese Weise können 3D-Objekte gemeinsam in AR betrachtet und manipuliert werden und designtechnische, als auch produktionsabhängige Faktoren durchgesprochen und berücksichtigt werden. Aus diesem Grund werden CAD-Viewer vor allem auch als Kollaborations-Tools eingesetzt, um sich über zu konstruierende Komponenten vorab zu besprechen. Betriebsmitarbeiter bzw. alle Personen mit Mitspracherecht, können außerdem, unabhängig von ihrem Standort solchen Besprechungen beiwohnen und erhalten nicht nur dieselben interaktionsfähigen Visualisierungen in ihren eigenen Büroräumlichkeiten, sondern werden auch den restlichen Nutzern einer solchen Session als digitale Avatare dargestellt, um die Distanz der Meeting-Teilnehmer so unwichtig wie möglich zu gestalten.

Durch neueste Technologien, wie Remote Rendering, ermöglicht Holo-Light-Kunden die Visualisierung beliebig großer CAD-Modelle. Dadurch sind die Rechenkapazitäten der Datenbrillen und Smartphones nicht mehr der limitierende Faktor, sondern die deutlich leistungsstärkeren Cloud- bzw. firmeneigenen Server, sofern Dateien das Unternehmen nicht verlassen sollen.
Durch diese uneingeschränkte Darstellungsmöglichkeit können beispielsweise ganze Automatisierungsanlagen effizient und detailgetreu, auf unterschiedlichste Parameter wie Abstände, Fluchtwege, Planungs- und Konstruktionsfehler und vieles weitere überprüft und entsprechend geplant werden. Die zeit- und kostenintensive Reduktion und Optimierung von CAD-Modellen für Augmented Reality bleibt damit erspart.

Mit Augmented Reality können alle möglichen Szenarien abseits der realen Anlagen intensiv erlernt und trainiert werden

Augmented Reality mit Holo-View erleichtert Fachkräften die Reparatur und das Warten vor Ort

Verbesserte Trainings- und Schulungsmethoden durch digitale Arbeitsplätze

Die Schulung neuer oder etablierter Mitarbeiter zum Erlernen neuer Arbeitsprozesse ist für viele Automationsunternehmen oft eine Herausforderung. Manchmal müssen die Auszubildenden mit Hilfe digitaler Dokumente autodidaktisch das notwendige Wissen erwerben. In anderen Fällen kann eine Schulungsphase über mehrere Wochen hinweg von einem Experten in der Rolle eines Vorgesetzten geleitet werden.
Die Methoden zur Schulung eines neuen Mitarbeiters bzw. eines bereits etablierten Mitarbeiters erzielen dementsprechend zurzeit sehr unterschiedliche Ergebnisse. In jedem Fall erfordern sie eine umfassende Schulungsphase, um ein möglichst fehlerfreies Arbeiten und somit eine maximal sichere Umgebung zu gewährleisten.

Durch die Präsentation eines virtuellen Arbeitsbereichs in AR mit konsistentem Lerninhalt können alle möglichen Szenarien abseits der realen Anlagen intensiv erlernt und trainiert werden. Im Mittelpunkt der aktuellen AR-Anwendungen steht nicht nur eine erhöhte Sicherheit, sondern auch die mögliche Verringerung der Lerndauer bei gleichzeitig konstantem bzw. wachsendem Wissen und Können.
AR-Schulungsanwendungen reduzieren Maschinen-Standzeiten um bis zu 40 Prozent, wodurch die Kosten erheblich gesenkt werden.

Gleichzeitig lernen die Nutzer dieser Anwendungen durch deren konsistenten und maximal nutzerfreundlich aufbereiteten Lerninhalt spielerisch die entsprechenden Arbeitsschritte und sind dadurch nicht nur motivierter, sondern prägen sich das Gelernte effektiver und langfristig ein.

Virtuelle Unterstützung beim Warten und Reparieren von Anlagen

Das Instandhalten und Reparieren von Maschinen stellt aktuell das beliebteste Anwendungsbeispiel dar, wenn es um die Umsetzung eines Projektes geht. Hierbei können zum einen über das Schaffen entsprechender Schnittstellen ganze Automatisierungsanlagen auf ihre Funktionstüchtigkeit laufend kontrolliert, und zum anderen jede Maschine individuell bei Störfällen oder anfallenden Wartungen behandelt werden. In letzterem Szenario lässt sich die Servicekraft Anweisungen zur Reparatur im Sichtfeld einblenden, um somit effektiver und schneller notwendige Maßnahmen für einen reibungslosen Betriebsablauf vorzunehmen.
Echtzeitdaten als auch historische Daten können über Augmented Reality eingeblendet werden, wodurch der Servicekraft die Reparatur oder das Warten vor Ort erleichtert wird. Ein Nachschlagen in Bedienungsanleitungen erübrigt sich, alles ist in einem System eingespeist und praxisfreundlich aufbereitet. Ein digitaler Zwilling macht direkt an Ort und Stelle auf zu reparierende Stellen durch holographische Hinweise aufmerksam.

Experten miteinbeziehen

Der aktuell größte Vorteil in diesem Bereich liegt aber vor allem in der Zuschaltung eines Experten, um einen Remote-Maintenance-Fall durchzuführen. Darunter versteht man eine Fernwartungsanwendung, in welcher man sich mit einem Experten für die Reparatur oder die Instandhaltung über die AR-Datenbrille zusammenschalten, und dadurch eine Videotelefonie durchführen kann.
Dadurch kann der Experte genau mitverfolgen, was der Mitarbeiter vor Ort durch seine Datenbrille sehen kann, sowohl was die reale Umgebung als auch dessen Einblendungen betrifft. Dies ermöglicht dem Experten, sich ein optimales Bild von der Situation zu verschaffen und dem Mitarbeiter gegebenenfalls Hinweise, Anmerkungen und Lösungswege ins Sichtfeld einzublenden. Eine durch Augmented Reality modernisierte Wartungs- und Reparaturarbeit verringert somit nicht nur mögliche Wartezeiten auf den Experten vor Ort und dabei anfallende Reisekosten, sondern auch die Maschinenstandzeiten, die bei einem Geräteausfall entstehen würden.

Autorin: Iris Feuchter,
PR-Manager Holo-Light GmbH

Videos zum Thema Automatisierung

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Die Videos informieren Sie über neue Produkte und Services aus verschiedenen Bereichen der elektrischen Automatisierungstechnik. Der Schwerpunkt liegt auf Digitalisierung und Vernetzung.


Neues Low-Power-Funkprotokoll für effiziente industrielle IoT‑Anwendungen

Die Unitronic GmbH, Entwicklungsdienstleister aus Düsseldorf und Mitglied des schwedischen Technologiekonzerns Lagercrantz Group AB, präsentiert das neue RF‑System RIIoT von Radiocrafts, einem führenden Anbieter von RF-Modulen und drahtlosen Konnektivitätslösungen. RIIoT ist ein hochzuverlässiges Funkprotokoll von Radiocrafts, welches für industrielle IoT-Anwendungen optimiert wurde.
„Das System ist optimiert für Sensor- und Aktornetzwerke. Das zuverlässige Funkprotokoll basiert auf IEEE802.15.4g/e und bietet eine robuste, bidirektionale Kommunikation auch für zeitkritische Anwendungen“, so Eduard Schäfer, Leiter der Sensorabteilung bei Unitronic.
Wesentliche Merkmale sind der geringe Stromverbrauch und eine optimierte Reichweite. Der integrierte Applikationsprozessor steht zur Sensorauswertung und Aktoransteuerung zur Verfügung. Abgerundet wird das System durch die Möglichkeit von OTA-Updates.
Der integrierte, programmierbare Applikationsprozessor ermöglicht es, die Anwendung vollständig im Funkmodul abzubilden.
Ein komplettes RIIoT-Netzwerk umfasst Sensorknoten auf Basis des RC1880-SPR-Moduls, ein Gateway auf Basis des RC1880-GPR-Moduls und das RIIoT-NET, eine Linux-Software, die auf jedem kommerziellen Gateway läuft, das Linux-basiert ist und eine SPI- oder USB-Schnittstelle hat.

Einsatzgebiete im Bereich der Klimatisierung

Das RIIoT-System eignet sich ideal für Klimatisierungsüberwachung im Innenbereich, wo lange Reichweiten gefordert sind bzw. die Gebäude über mehrere Stockwerke verfügen. RIIoT wurde bereits an einem Standort in Oslo getestet und die Netzabdeckung wurde von einer Basisstation im dritten Stock über alle sieben Stockwerke, den Keller und im Aufzug als stabil bestätigt. Auch für Smart-Home-Anwendungen ist das System damit hervorragend geeignet.

... im Energy Harvesting ...

Der sehr geringe Stromverbrauch eines RIIoT-Netzwerkknotens prädestiniert das System auch für Energy-Harvesting-Anwendungen.
Zudem zeichnet sich das System durch eine lange Batterielaufzeit aus. Unterschiedliche Energiesparoptionen ermöglichen eine flexible Konfiguration und Anpassung an die Anforderungen der Anwendung. Das RF-System RIIoT verwendet optimierte, kurze Sendeimpulse, was den Energiebedarf senkt.

... sowie in der Smart City ...

Die Reichweite des RIIoT-Systems, welche mehrere hundert Meter in städtischen Gebieten ausmacht, die Zweiwege-Kommunikation und die große Anzahl der unterstützten Netzwerkknoten ermöglichen zudem einen Einsatz in Smart City-Projekten. Die Kombination aus geringem Stromverbrauch mit gleichzeitigem hohem Versand an Datenpaketen pro Stunde bietet dem Netzwerkdesigner hervorragende Flexibilität in seinen Anwendungen.

... und im Asset-Tracking

Die große Reichweite, die hohe RF-Zuverlässigkeit und der geringe Stromverbrauch des RIIoT-Systems sind auch ideal im Asset-Tracking, bei der die Nähe zur Ware eine Herausforderung darstellt.
Beispielsweise wenn die Ware bereits verladen oder von einem Spediteur transportiert oder wenn die in großen Lagerhäusern gelagerten Waren überprüft werden müssen. Die von dem System hohe unterstützte Knotenanzahl ermöglicht es darüber hinaus, große Mengen von Assets mit einem einzigen System zu verwalten. ds
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Das neue RF-System RIIoT von Radiocrafts bietet geringen Stromverbrauch, hohe Zuverlässigkeit, große Reichweite, einfaches Design und erweiterte Sicherheit

HY-LINE Power Components auf der PCIM 2019

Leistung zuverlässig liefern, schalten und speichern


Der Power-Spezialist HY-LINE Power Components lädt wieder vom 7. bis zum 9. Mai 2019 zur PCIM in Nürnberg in Halle 9 an Stand 519 ein. Auf der Messe haben Besucher die Möglichkeit, neben den Experten von HY‑LINE auch die FAEs der Hersteller am Stand zu treffen.

IGBT-, IPM-, MOSFET- und Gleichrichtermodule der neuesten Generation mit nochmals gesteigerter Zuverlässigkeit, insbesondere auch Wideband-Halbleiter wie SiC-MOSFET-Module von Mitsubishi und GaN-HEMT-Schalter von transphorm werden gezeigt. Plug & Play-IGBT- und MOSFET-Treiber, universelle Gate-Treiber, auch auf einem Chip integriert, vom W- bis in den kW-Bereich sind Kernprodukte der HY-LINE-Messepräsentation.
Geht es ums Bereitstellen kurzfristiger Spitzenleistungen, Zwischenspeicherung oder Energierückgewinnung, so sind einerseits verschleißfreie Hochleistungs-Folienkondensatoren für Zwischenkreise und andererseits Superkondensatoren der Marktführer in höchster Qualität bis zu 3 V Zellenspannung sowie bis zu 3000 F Kapazität die Lösung, mit über 20 Jahren Lebensdauer und geringster Selbstentladung.

Komplette Superkondensatormodule von 5 bis 160 V können als Batterieersatz und -ergänzung genutzt werden, für wartungsfreie Speichersicherung, USVs, zum Puffern von Stromspitzen sowie weiteren anspruchsvollen Leistungs-Anwendungen bis zu großen Elektrofahrzeugen.
Zur Stromversorgung auch anspruchsvollster Geräte präsentiert HY-LINE Power Components AC/DC- und DC/DC-Stromversorgungsmodule höchster Zuverlässigkeit von 0,25 bis 1000 W. Auch zur IGBT-Highside-Versorgung werden geeignete Wandler angeboten. ICs von Power Integrations mit integrierten Leistungshalbleitern plus passive Komponenten erlauben den Aufbau kompakter und günstiger Stromversorgungen von 0 bis 500 W. Komplette Stromversorgungen sind bis zu 150 kW, für die Medizintechnik bis zu 20 kW im Angebot. Auch netzferne, autarke Stromversorgung mit Brennstoffzellen wird gezeigt.

Ein weiteres Highlight sind galvanisch getrennte, bidirektionale Schnittstellenbausteine mit VDE-Zertifizierung, einer Isolationsspannung bis 6 kV und über 8 mm Kriechstrecke für höchste Datenraten bis zu 150 MBit/s sowie unterschiedlichen Bussen wie CAN, RS485, RS422 oder Profibus sowie auch in besonders sparsamer Ausführung.
Moderne Induktivitäten auch in SMD-Ausführung als Speicherdrossel, Leistungs- und Steuerübertrager sowie als EMV-Filter in Ringkern- und Mehrkammerbauweise runden das Programm von HY-LINE Power Components ab. ds

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Halle 9, Stand 519
Nürnberg, 7. - 9.5.2019

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