Megalink 03/2015

MÄRZ 2015

www.megalink.ch

Branchenfokus «Verpackung» (S. 12) | Marktübersicht «Feldbuskomponenten» (S. 46) Produktübersicht «Dezentrale EA» (S. 40) | Puls geht auf die Schiene (S. 34)

E D I TO R I A L

3.15 megalink

Verpackung ‹–› Mogelpackung Es hat einen Grund, warum Richter ihrer Autorität mit schwarzen Roben Nachdruck verleihen, Ärzte ihren gottgleichen Status mit reinem Weiss hervorheben oder Politiker darauf achten, ihre Kompetenz mit edlem Tuche zu unterstreichen – weil Kleider Leute machen! Da können sie noch so Hallodris oder inkompetent sein, wenn ihr Äusseres stimmt, stehen ihre Chancen gut, dass sich zumindest Aussenstehende von der Mogelpackung blenden lassen.

Es sind aber nicht nur Menschen, auf die man hereinfallen kann. Mitunter reicht ein ansprechendes Verpackungsdesign, um etwas zu kaufen, das man eigentlich gar nicht benötigt. Doch wie bekommt man das hin, Konsumenten allein mit dem Design einer Verpackung zu verführen? Dieser spannenden Frage ging Megalink-Redaktor Daniel Wallimann nach und traf sich mit den Berner Verpackungsdesignern Werner Lang und Stefan Spengler. Eine Erkenntnis dieses Gesprächs: Manchmal hat es einen ganz besonderen Reiz, der Gigolo in uns lässt es ahnen, etwas nicht sehen zu können! Mehr dazu ab Seite 12.

In ein solides Gehäuse hat Puls seine Stromversorgungen für Bahnanwendungen verpackt. Und bei diesen handelt es sich definitiv um keine Mogelpackungen! Da die Anforderungen ähnlich hoch wie im industriellen Bereich sind, passte der Münchner Hersteller vier Netzteile aus dem bestehenden Programm an und fügte diesen drei Neuentwicklungen hinzu. Was die sieben Geräte der DIN-Railway-Serie zu leisten vermögen, erfahren Sie ab Seite 34.

Markus Back, Chefredaktor markus.back@azmedien.ch

1

megalink 3.15

I N H A L T S VE R Z E I C H N I S

Bild: istockphoto

2

12 Verpackung

30 Messtechnik&Sensorik 34 Bauelemente

Verpackungsdesigner packen aus Verpackung ist mehr als nur eine Hülle um einen Gegenstand oder eine Sache – sie soll verführen! Wie das erreicht wird, verraten die Berner Verpackungsdesigner Werner Lang und Stefan Spengler im Gespräch anlässlich unseres Branchen-Schwerpunktes «Verpackung».

Datenverwaltung mit dem Oszilloskop Die LabNotebook-Funktion macht die Oszilloskope von Teledyne LeCroy zu fleissigen Assistenten. Sie erlaubt eine effiziente Verwaltung der Signaldaten, die sich bei Bedarf versenden und auf anderen Geräten einlesen lassen. So können zur Datenanalyse weltweit Experten hinzugezogen werden.

THEMEN 1 Editorial

Puls zieht es auf die Schiene Die industriellen Stromversorgungen von Puls erfüllen sehr hohe Anforderungen. Daher war es für den Münchner Hersteller naheliegend, diese nun für Bahnapplikationen anzupassen. Das Ergebnis ist die DIN-Railway-Reihe, die aus drei neu entwickelten und vier modifizierten Geräten besteht.

BAUELEMENTE 34 Puls geht auf die Schiene

4 Megalink Best Practice 5 Nachrichten

KOMMUNIKATION 36 Schneller ans Ziel

MESSEVORSCHAU

39 Flexible Kommunikationslösungen

7 Innovationen für vernetzte Zukunft

40 Produkteübersicht Dezentrale EA

8 Teil vom Netzwerk

42 Bevor es teuer wird …

TITELSTORY 10 Mehr Zeit für Neues BRANCHENFOKUS «VERPACKUNGEN» 13 Zeigen, nicht zeigen?

16 Zahlen, Fakten aus der Welt der Verpackung AUTOMATION 18 Wandel mechatronischer Entwicklungsansätze 22 Verpackungsabfall ade . . .

ANTRIEBSTECHNIK 24 Parametrieren statt Programmieren MESSTECHNIK & SENSORIK 26 Dem Signal auf der Spur 30 Bestehendes sinnvoll verknüpft 32 Absolute Antriebslösungen

INDUSTRIEBEDARF 45 Fit für 22 Millionen Torsionsbewegungen 46 Marktübersicht Feldbuskomponenten MESSENACHSCHAU EMBEDDED WORLD 48 Internet of Things in wenigen Minuten 49 Achtung, fertig, FPGA! 50 Kleine Cloud direkt ins Büro 51 Entwicklungsbeschleunigung 52 Schneller und zuverlässiger Massenspeicher PRODUKTMELDUNGEN 54 Diverse Produkte 62 Lieferanten 63 Impressum, Vorschau 64 «Zu guter Letzt» / Inserenten

42 Kommunikation Erstellung eines Komponentenmodells Obwohl sich mit einem Komponentenmodell viele Fehler im frühen Entwicklungsstadium erkennen lassen, wird dessen Erstellung oftmals gescheut. Dabei ist das keine Mammutaufgabe, wie das Beispiel eines von der NASA entwickelten Wiedereintrittskörpers für den Space Shuttle Orbiter zeigt.

ZUR TITELSEITE

Revolutionäre Technologie Um den Anforderungen von Industrie 4.0 gerecht zu werden, müssen Maschinen und Anlagen flexibler werden. Dadurch stossen mechanische Lösungen jedoch an ihre Grenzen und werden daher immer häufiger durch mechatronische Lösungen ersetzt. Dabei wird das SoftwareEngineering ein immer wichtigerer Zeit- und Kostenfaktor. An dieser Stelle greift das revolutionäre Konzept mapp (modular application technology): Mit seinen Bausteinen lässt sich die Entwicklungszeit um durchschnittlich 67 Prozent reduzieren.

B&R Industrie-Automation AG CH-8500 Frauenfeld Tel. +41 (0)52 728 00 55 office.ch@br-automation.com www.br-automation.com

4

megalink 3.15

E VE N T

5 ril 201 30. Ap edien AZ M u Aara

AUTOMATISIERUNG AM BEISPIEL DER NEUEN ROTATION DER MITTELLAND ZEITUNGSDRUCK AARAU LIVE ERLEBEN

Megalink Best Practice Lernen Sie aus den Erfahrungen anderer! Megalink Best Practice präsentiert Ihnen die Fortschritte in der Automatisierungstechnik live und ohne Umwege am Beispiel der neuen Rotation der Mittelland Zeitungsdruck Aarau. Führende Anbieter stehen Ihnen dabei kompetent und direkt mit ihrem Know-how zur Verfügung. Fordern Sie sie heraus und erzielen so mit minimalem Zeitaufwand maximalen Nutzen für Ihre tägliche Arbeit.

D

ie neue Rotation der Mittelland Zeitungsdruck Aarau ist das beste Beispiel dafür, wie sich mit konsequenter Automatisierung Prozesse noch effizienter und damit vor allem kostengünstiger gestalten lassen. Die «KBA Commander CT» bietet eine drei Mal höhere Ausstossleistung im Vergleich zur alten Druckmaschine – und das bei nahezu unveränderter Mitarbeiterzahl!

Wie dieser Produktivitätsschub erreicht wird, erfahren Sie am Donnerstag, 30. April 2015, anlässlich des Megalink Best Practice in Aarau. Bei diesem stellen sich die Produktmanager führender Automationsanbieter Ihren Fragen und erklären Ihnen direkt an der Applikation, welche Aufgaben ihre Lösungen übernehmen und wie sie zu dieser Effizienzsteigerung um Faktor 3 beitragen.

Obwohl die eingesetzten Komponenten und Baugruppen innerhalb der Mittelland Zei-

tungsdruck Aarau sehr spezifische Aufgaben übernehmen, lassen sich diese doch sehr vielseitig einsetzen. Wie diese Universalität genau aussieht, erfahren Sie vor der Besichtigung. Innerhalb von sechzig Minuten erklären Ihnen die Anbieter in verschiedenen Referaten die Flexibilität ihrer Lösungen und geben Ihnen so wertvolle Anregungen für Ihre tägliche Arbeit.

Seien Sie mit dabei und lassen Sie sich auf keinen Fall das Megalink Best Practice ent-

Das Wichtigste in Kürze Wann:

30. April 2015, 14 Uhr (Einlass ab 13.30 Uhr) Wo: AZ Medien Neumattstrasse 1 5001 Aarau Anmeldung: www.megalink.ch Kosten: keine Teilnahmegebühr Teilnehmerzahl: maximal 50

gehen! Wir freuen uns jedenfalls, Sie bei uns in Aarau begrüssen zu dürfen. Gute Gründe für Ihre Teilnahme gibt es mehr als genug: • Automations-Know-how direkt vor Ihrer Haustür • Minimaler Zeitaufwand, maximaler Nutzen • Persönliches Ambiente durch kleine Gruppen • Dialog mit kompetenten Automationspartnern • Networking und Tischmesse ■

AUTOR Markus Back Redaktion Megalink INFOS AZ Fachverlage AG 5001 Aarau Tel. +41 (0)58 200 56 59 markus.back@azmedien.ch www.megalink.ch

N A C H R I C H TE N

3.15 megalink

5

Präventions-App schützt vor Zecken Mit den ersten milden Frühlingstagen im März beginnt die Saison der Zeckenstiche.

Die interaktive ZHAW-App «Zecke» hilft, Zeckenrisiko-Gebiete zu lokalisieren und sich vor Zeckenstichen zu schützen oder nach einem Zeckenstich richtig zu handeln. Zentrales Element der App ist die dynamische Gefahrenpotenzial-Karte. Diese zeigt die aktuellen Risikogebiete für Zeckenstiche, berechnet aufgrund von Biologie-, Geografieund Wetterdaten.

Die Zahl der Arztbesuche wegen Zeckenstichen und durch Zecken übertragene Krankheiten liegt in der Schweiz bei rund 20 000 Fällen pro Jahr. Davon waren 2014 etwa 100 Personen von der Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME), gegen die eine Schutz-

Die dynamische Gefahrenpotenzial-Karte der ZHAW-App «Zecke» entwickelten Jürg Grunder (links) und Werner Tischhauser von der ZHAW-Forschungsgruppe Phytomedizin am Institut für Umwelt und Natürliche Ressourcen in Wädenswil.

Bild: ZHAW

impfung möglich ist, und etwa 9000 Personen von der Lyme-Borreliose betroffen. Eine

Neuer Laser für Computerchips

Germanium-Zinn-Laser, der mit einer Germanium-Zwischenschicht (orange), direkt auf dem Silizium-Wafer (blau) aufgebracht wird.

Bild: Forschungszentrum Jülich

Winzige Laser, die in Computerchips aus Silizium eingebaut werden, sollen in Zukunft die Kommunikation innerhalb der Chips und zwischen verschiedenen Bauteilen eines Computers beschleunigen. Lange suchten Experten nach einem

dafür geeigneten Lasermaterial, das sich mit dem Fertigungsprozess von Siliziumchips vereinbaren lässt.

Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich und des Paul Scherrer Instituts PSI haben hier nun einen wichtigen Fortschritt erzielt. Gemeinsam mit Partnern aus weiteren Ländern stellen sie in der Fachzeitschrift Nature Photonics einen Germanium-Zinn-Laser vor, der sich unmittelbar auf Silizium aufbringen lässt. Er schafft eine neue Grundlage, um Daten auf Computerchips und Sensoren mit Licht zu übertragen: schneller und mit einem Bruchteil des Energieverbrauchs einer klassischen Kupferleitung. www.psi.ch/media/neuer-laserfuer-computerchips

frühzeitige Erkennung der Borreliose ist wichtig, um gravierende Spätfolgen zu vermeiden. Die App erklärt deshalb nicht nur, wie eine Zecke richtig entfernt wird, sondern sie unterstützt die betroffenen Personen dabei, ihre eigene Gesundheit mittels eines Zeckentagebuchs zu beobachten.

Dort erfasst die betroffene Person den Zeckenstich, worauf die App den Benutzer oder die Benutzerin in regelmässigen Abständen auf Borreliose-Symptome abfragt.

Bei Verdacht auf eine Borreliose-Erkrankung wird ein Arztbesuch empfohlen.

Die App entstand innerhalb eines ZHAWForschungsprojekts. Eine Android-Version ist für 2016 geplant, ebenso die Übersetzung in weitere Sprachen. www.zhaw.ch

Stephan Kunz neuer HR-Leiter Stephan Kunz heisst der neue Leiter Human Resources der Schneider Electric Schweiz und Österreich sowie der Feller AG mit Standort in Horgen. Damit ist er für den Bereich Personalwesen der rund 1500 Mitarbeitenden verantwortlich. Der 50-Jährige tritt die Nachfolge von Markus Graf an, der nach langjähriger, erfolgreicher Tätigkeit pensioniert wurde.

Stephan Kunz hat während 17 Jahren verschiedene leitende Geschäfts- und HRFunktionen bei IBM ausgeübt. Zuletzt führte er ein Team von HR Business

Partners in der Schweiz und verantwortete dabei die Bereiche Rekrutierung, Personalentwicklung, Talentund Ressourcenmanagement, Organisationsentwicklung sowie HR-Prozesse und -Werkzeuge.

Stephan Kunz.

Bild: Schneider Electric

6

megalink 3.15

N A C H R I C H TE N

Elektroantrieb für weltweit grössten Truck

Gateweb Workshops Fernwartung Workshop in Burgdorf 22. April 2015 – 13.30 bis 17.00 Uhr Berner Fachhochschule für Technik und Informatik, Burgdorf Thema: • Aufbau von Fernwartung über Mobilfunk mit Fernwartungsroutern • Verbindungen zu Fernwartung über Kunden-Intranet mit LAN-Router • Cloud Zugang mit VPN • Monitoring und Alarming auf MoRoS und EBW Folgende Komponenten stehen zur Verfügung: • Fernwartungsrouter • Antennen • SIM-Karten Mitbringen: Notebook und USB-Stick ------------------------------------------------------------------------------Fernwartung Workshop in St. Gallen 23. April 2015 – 08.30 bis 12.00 Uhr Interstaatliche Hochschule für Technik Buchs NTB, St. Gallen Thema: • Aufbau von Fernwartung über Mobilfunk mit Fernwartungsroutern • Verbindungen zu Fernwartung über Kunden-Intranet mit LAN-Router, Cloud-Zugang mit VPN • Monitoring und Alarming auf MoRoS und EBW Folgende Komponenten stehen zur Verfügung: • Fernwartungsrouter • Antennen • SIM-Karten Mitbringen: Notebook und USB-Stick Infos: www.gateweb.net

Bild: Siemens

Der grösste Lastwagen der Welt wird elektrisch angetrieben: Vier jeweils 1200 Kilowatt starke E-Maschinen von Siemens bringen den mehr als 800 Tonnen schweren Giganten auf Touren. Kürzlich wurde das erste Exemplar des BelAZ 75710 in einer sibirischen Mine in der Region Kuzbass

in Betrieb genommen. Der Truck ist mehr als 20 Meter lang, knapp zehn Meter breit und acht Meter hoch. Er wiegt unbeladen 360 Tonnen und kann rund 450 Tonnen Material transportieren. Das entspricht einem vollbeladenen Airbus A380. www.siemens.ch

kurz & bündig congatec mit Umsatzsprung Das Technologie- und EDM-Service-Unternehmen congatec mit Sitz im deutschen Deggendorf schloss das Geschäftsjahr 2014 mit einem Rekordergebnis. Der auf EmbeddedComputermodule und Single-Board-Computer spezialisierte Anbieter legte im Vergleich zu 2013 um 20 Prozent auf 64 Millionen Euro zu. Eine ähnliche Zuwachsrate wird für das laufende Geschäftsjahr erwartet.

Call for Papers Referenten aus der Industrie und der Wissenschaft können noch bis 17. April 2015 Beiträge aus den Bereichen Automation und Antriebstechnik für den Kongress zur SPS IPC Drives einreichen. Die Themen im Detail sowie die Einreichungsmodalitäten sind unter www.mesago.de/sps abrufbar.

ABB spitze bei Patentanmeldungen Der Technologiekonzern ABB reichte 2014 beim Europäischen Patentamt mehr Patentanträge (exakt 450) als jedes andere Schweizer Unternehmen ein. Dabei zeigten sich die Eidgenossen insgesamt als sehr erfinderisch.

Mit 7900 Patenten verzeichnete das Land pro Million Einwohner 848 Patentanträge, was weltweit absolute Spitze ist.

Expertenkonferenz zur Anlagensicherheit Bei der 2. VDI-Fachkonferenz «Anlagensicherheit» am 6. und 7. Mai 2015 in Düsseldorf erhalten die Teilnehmer die Möglichkeit, aus Unfallereignissen zu lernen und sich darüber auszutauschen. Das Programm kann unter www.vdi.de/anlagensicherheit eingesehen werden. Unter diesem Link ist auch die Anmeldung möglich.

Gelungenes Breakfast 40 Teilnehmer informierten sich beim ersten Swiss Mechatronics Breakfast bei der Antrimon AG in Muri über das Thema «Nationalbankentscheid». Die Veranstaltung des Clusters Swiss Mechatronics soll zukünftig vier mal im Jahr bei verschiedenen Schweizer Unternehmen stattfinden. Das nächste Frühstück ist für 24. April 2015 bei der Firma Trikon in Neuhausen am Rheinfall zum Thema «Elektromobilität» geplant.

Keysight Technologies ehrt RS Der Anbieter von elektronischen Test- und Messgeräten, Keysight Technologies, ehrte RS Components mit dem Partner Award. Mit dieser Auszeichnung, heisst es, solle der Distributor für das Engagement, mit dem Entwickler und Ingenieure betreut würden, ausgezeichnet werden.

Sercos feiert Doppeljubiläum Sercos International, Anbieter des Sercos Automatisierungsbusses, feiert in diesem Jahr gleich zwei Jubiläen: Das 25-jährige Bestehen der Nutzerorganisation sowie zehn Jahre Sercos-IIITechnologie. Weltweit sind derzeit rund 4 Millionen Echtzeitknoten in den verschiedensten Anwendungen implementiert.

Leistungszentrum für Nachhaltigkeit Die Albert-Ludwigs-Universität im deutschen Freiburg und die fünf dort ansässigen Fraunhofer-Institute bündeln künftig ihre Stärken im Leistungszentrum «Nachhaltigkeit». Ziel der Kooperation ist es, Lösungen für Herausforderungen wie Klimawandel oder Ressourcenknappheit zu erarbeiten.

Deutsche Distributoren glänzen Die deutsche Bauelemente-Distribution beendete das Jahr 2014 mit einem Wachstum von knapp 8 Prozent auf 2,96 Milliarden Euro. Dabei gab es zwischen den Technologien kaum Verschiebungen. Die Halbleiter legten um 8,9 Prozent auf 2,04 Milliarden Euro und die passiven Bauelemente um 6,8 Prozent auf 435 Millionen Euro zu. Bei der Elektromechanik kam es zu einem Zuwachs von 4,1 Prozent auf 308 Milliarden Euro.

Hochschule Luzern fördert Nachwuchs Das Department Wirtschaft der Hochschule Luzern hat seine Infrastruktur auf die Bedürfnisse von Jungunternehmern ausgerichtet.

Studierende, die ein Unternehmen gründen wollen, erhalten dabei Unterstützung durch Coaches und zudem Arbeitsplätze zur Verfügung gestellt. Im neuen Smart-up-Hub können 32 Personen arbeiten und ihr Angebot online bewerben.

Remote Service Forum 4.0 Im Trainingscenter der Sigmatek schweiz AG in Illnau informierten sich kürzlich Gäste aus der Maschinenbauindustrie über das Thema "Remote Service 4.0". Dabei gab es von den Referenten praxisorientierte Tipps zum Aufbau und zur marktgerechten Weiterentwicklung der Dienstleistungen im Bereich Remote Service – auch mit Ausblick auf Industrie 4.0.

Robotik-Wettbewerb für Studenten National Instruments lädt alle Studenten der Ingenieur- und Naturwissenschaften zum NI WorldClass Ende Juli in München ein. Im Rahmen eines fünftägigen Workshops müssen die Teilnehmer anspruchsvolle Aufgaben mit autonom agierenden Robotern bewältigen. Infos unter: www.niworldclass.com.

M E S S E VO R S C H A U

3.15 megalink

7

BECKHOFF AUTOMATION UPDATE AM 4. MAI IM SWISSÔTEL – PRODUKT UPDATE, APPLIKATIONEN, BEST PRACTICE, DIAGNOSE

Innovationen für vernetzte Zukunft Am Beckhoff Automation UpDate am 4. Mai in Zürich informieren Product Manager über Entwicklungen und Trends in der Automatisierungstechnik und zeigen Lösungswege mit Beckhoff-Technologie auf. Neben Fachvorträgen bietet diese Veranstaltung ein Diskussionsforum, auf dem spezifische Aufgabenstellungen in lockerer Atmosphäre erörtert und Erfahrungen mit anderen Anwendern ausgetauscht werden können.

Programm Automation UpDate 9.15 9.30 10.00 10.45 11.15 11.35 12.30 13.30 14.00 14.40 15.00 15.30 16.00

Begrüssung EtherCAT-Steckmodule I/O-Produkt-UpDate & Best Practice: EtherCAT als Basis für die Modulare Maschine Pause Schaltschrank-Industrie-Server C6670 TwinCAT3: Die skalierbare Automatisierungsplattform von Singlebis Many-Core Lunch, Fragen, Ausstellung XTS-Antriebstechnologie Erweitertes Spektrum an Beckhoff IPCs: Atom-Multi-Core-IPCs usw.

Windows 7 + 1 = Windows 10 Fragen, Pause, Ausstellung UpDate Drives and Motor Technology: AX5000, AM8000, OCT AX8000

Am Automation UpDate präsentiert Beckhoff die Innovationen, die anlässlich der Hannover Messe erstmals vorgestellt wurden.

Bild: Beckhoff

B

eckhoff präsentiert wie in den Vorjahren alle Neuheiten und Innovationen von der Hannover Messe den Schweizer Automatisierungsexperten direkt vor der Haustür – im Swissôtel in Zürich-Oerlikon. Am Montag, 4. Mai 2015, gibt es ab 9.15 Uhr acht Stunden lang geballtes Know-how und Insider-Informationen aus erster Hand.

INFOS Beckhoff Automation AG CH-8200 Schaffhausen Tel. +41 (0)52 633 40 40 info@beckhoff.ch www.beckhoff.ch

Alle Neuheiten auf einen Blick Für alle Nutzer von Beckhoff-Produkten ist der «Automation UpDate» ein Muss. Nirgends sonst bekommen sie in so kurzer Zeit so viele Informationen rund um Beckhoff-Produkte und können Erfahrungen mit anderen Anwendern austauschen sowie Kontakte knüpfen. Zudem nehmen sich die Experten vom Beckhoff-Hauptsitz im deutschen Verl viel Zeit, um alle Fragen zu beantworten.

Die Hauptthemen sind: • EtherCAT-Steckmodule Plug & Work – Busklemmen für die Leiterkarte • Schaltschrank-Industrie-Server C6670 Ein IPC, zwei CPU, 24 Cores, 52,8 GHz, 256 Gybte RAM … und dann?

• XTS-Antriebstechnologie verändert den Maschinenbau Vorteile für den Endanwender, Anwendungsbeispiele und aktueller Entwicklungsstand • Windows 7 + 1 = Windows 10 OS-Update, Security, Microsoft Internet of Things • Mehrachssystem AX8000 Neue Sicherheitsfunktionen, minimierter Bauraum und eine neue Stromregelung Erfahrungsaustausch mit Experten Die Fachvorträge decken alle wichtigen Automatisierungsbereiche ab: Verschiedene Beispiele schlagen dabei praxisnah und anschaulich die Brücke von der Theorie zur konkreten Umsetzung. Zudem bietet die Veranstaltung ein Diskussionsforum, auf dem spezifische Aufgabenstellungen in lockerer Atmosphäre mit Fachleuten erörtert und Erfahrungen ausgetauscht werden können. Die Teilnahme ist kostenlos. Anmeldungen sind online möglich unter: www.beckhoff.com/AutomationUpDate

8

megalink 3.15

M E S S E VO R S C H A U

Bild: Messe Deutschland

HANNOVER MESSE 2015

Teil vom Netzwerk Das Leitthema der Hannover Messe nimmt sich der Digitalisierung und der damit einhergehenden Vernetzung an. Wenig erstaunlich ist darum auch der Arbeitstitel: «Integrated Industry – Join the Network!»

M

it der Digitalisierung erhält auch die Industrie neuen Schwung. Denn, Fabriken und Energiesysteme arbeiten vernetzt, Produktzyklen werden kürzer und neue Geschäftsmodelle entstehen daraus.

Die Wettbewerbskraft eines Unternehmens hängt so mitunter von der Fähigkeit ab, sich mit den am Produktionsprozess beteiligten Marktteilnehmern eng zu verbinden, damit Produkte noch schneller entwickelt werden können.

Leitthema und zugleich Impulsgeber Das Leitthema der Hannover Messe 2015 lautet darum auch: Integrated Industry – Join the Network! Es erfasst diese Entwicklung und soll ihr neue Impulse geben. Die Industriemesse wird vom 13. bis 17. April ausgerichtet. Sie überdacht zehn Leitmessen an einem Ort: Industrial Automation, Motion, Drive & Automation (MDA), Energy, Wind, MobiliTec, Digital Factory, ComVac, Industrial Supply, SurfaceTechnology und Research & Technology. Die fünf zentralen Themen

Awards und Wettbewerbe in Hannover

Wichtiges in Kürze

Hermes Award Robotics Award Engineering Powerwoman Best Professional Power Award

Datum: Zeit: Ort: Infos /Anmeldung:

13. bis 17. April 2015 9 bis 18 Uhr Hannover, Messegelände www.hannovermesse.de

der Messe, Industrieautomation und IT, Antriebs- und Fluidtechnik, Energie- und Umwelttechnologien, Industrielle Zulieferung, Produktionstechnologien und Dienstleistungen sowie Forschung und Entwicklung. Daneben ist Indien in diesem Jahr Partnerland.

funktionierendes Netzwerk aus Maschinenbau, Elektrotechnik und IT. Die Messe soll darum zeigen, zu welcher Innovationskraft die Idustrie fähig ist, wenn Lieferanten, Produzenten und Kunden im Netzwerk kommunizieren und kooperieren.

■

Es heisst, man wächst an seinen Aufgaben Herausforderungen von Industrie 4.0 – wie allgemein gültige Standards für die Machine-to-Machine-Kommunikation, die Frage der Datensicherheit oder die Suche nach dem Geschäftsmodell der Zukunft – lassen sich nur im Netzwerk bewältigen. Gemeinsam werden die Möglichkeiten von Industrie 4.0 auf diesem Weg bestmöglich erschlossen. Dafür braucht es indes ein

INFOS Vertretung Deutsche Messe Hannover Schweiz/Liechtenstein Handelskammer Deutschland-Schweiz 8002 Zürich Tel. +41 (0)44 283 61 73 verena.stuebner@handelskammer-d-ch.ch www.handelskammer-d-ch.ch

10

megalink 3.15

T I TE L S TO R Y

Christoph Trappl hat gute Neuigkeiten für Softwareentwickler. Die mapp-Bausteine reduzieren den Zeitaufwand für die Parametrierung von Basis-Funktionen. Die so gewonnene Zeit kann so direkt in die Innovation fliessen.

Bilder: B&R

B&R BESCHLEUNIGT MIT MAPP-TECHNOLOGIE SOFTWARE-ENTWICKLUNG UM DURCHSCHNITTLICH 67 PROZENT

Mehr Zeit für Neues Der Alltag des Softwareingenieurs dreht sich immer häufiger um Wartung und Instandhaltung bestehender Applikationen. Zudem verschlingt die Programmierung von Basis-Funktionen bei neuen Projekten viel Energie. Die Folgen: gestresste Softwareentwickler, überzogene Zeitpläne und unzureichende Softwarequalität. Abhilfe schafft mapp.

U

m die gestiegenen Anforderungen des Marktes an Flexibilität, Produktqualität und Produktivität zu erfüllen, müssen Maschinen- und Anlagenbauer umfangreichere mechatronische Lösungen entwickeln. Parallel dazu steigt der Stellenwert der Software im Engineering-Prozess. Für den einzelnen Softwareentwickler heisst das

INFOS B&R Industrie-Automation AG CH-8500 Frauenfeld Tel. +41 (0)52 728 00 55 office.ch@br-automation.com www.br-automation.com

jedoch nicht automatisch, dass er viele neue Funktionen entwickeln und programmieren kann. Im Gegenteil: Die Altlasten nehmen zu.

Wartung verschlingt Zeit Je komplexer eine Software ist, desto mehr Zeit verschlingen Wartung und Instandhaltung. «Nicht selten muss ein Entwickler ins Flugzeug steigen, um an einer Maschine im Feld Diagnosen zu machen und Unzulänglichkeiten auszubessern», erklärt Christoph Trappl, Manager International Applications bei B&R. Das kostet nicht nur Geld, sondern auch Zeit, die in die Entwicklung neuer Software investiert werden könnte.

Niedrige Komplexität bei hoher Flexibilität Ebenso zeitraubend ist die Programmierung von Basis-Funktionen. Einfache Funktionen wie das Laden von Rezeptdaten oder die Einrichtung einer Achse müssen stets aufs Neue konfiguriert, auf die Steuerung geladen und getestet werden. «Erfahrungsgemäss werden 50 bis 80 Prozent der Softwareentwicklungszeit bei einer neuen Maschine oder Anlage für Basis-Funktionen aufgewendet», sagt Christoph Trappl.

Das bestätigt auch der Markt. B&R erhielt von vielen seiner Kunden die Rückmeldung, dass es für sie eine Erleichterung wäre, wenn sich komplexe Softwarefunktionen mit einfacheren und flexibleren Mitteln ent-

T I TE L S TO R Y

wickeln liessen, der Aufwand für die Wartung bestehender Software geringer wäre und Basis-Funktionen nicht jedes Mal neu programmiert werden müssten. Diese drei Anforderungen erfüllt B&R nun mit einem einzigen Lösungsansatz: Mit den modularen mapp-Bausteinen lässt sich Software um durchschnittlich 67 Prozent schneller entwickeln und zugleich der Aufwand für Wartung und Instandhaltung deutlich senken.

«Die Grundidee ist, dass wir gekapselte Funktionen anbieten», sagt Christoph Trappl.

Die Bewegung einer Achse lässt sich beispielsweise mit einem einzelnen mappModul ganz einfach parametrieren. Der Entwickler braucht sich in den dahinterliegenden Code nicht einzuarbeiten, da er umfangreich getestet ist und sich nahtlos in die B&R-Automatisierungssoftware Automation Studio einfügt. Selbst komplexe Programmierungen sind einfach umzusetzen. Selbstverständlich entsprechen die Module gängigen Standards, wie der IEC 61131.

1 Ingenieur, 1 Roboter, 1 Tag «Ein Softwareingenieur kann mit mapp in einem Arbeitstag einen kompletten Roboter programmieren und in Betrieb nehmen», er-

klärt Christoph Trappl. Dazu wird die entsprechende mapp-Komponente einfach per drag-and-drop in die Applikation in Automation Studio gezogen und dort parametriert.

Was die Basis-Funktionen angeht, kann der Software-Ingenieur seinen Aufwand auf das Konfigurieren reduzieren.

Mehr Zeit für echten Mehrwert Damit bleibt dem Entwickler mehr Zeit, die entscheidenden Funktionen der Maschine oder Anlage zu programmieren. «Ein Maschinenbauer verdient kein Geld damit, dass seine Maschine Rezepte laden und eine Achse bewegen kann. Entscheidend ist, dass er den Maschinen- oder Anlagenprozess perfekt in Software umsetzen kann, um einen echten Mehrwert zu bieten», bringt es Christoph Trappl auf den Punkt. mapp verschafft den Entwicklern den nötigen Freiraum, genau dies zu tun.

Leichtere Zusammenarbeit im Team mapp bringt nicht nur einen Gewinn bei der Entwicklungsgeschwindigkeit, die Automatisierungssoftware lässt sich auch leichter bedienen. Während bisher unzählige Funktionsblöcke kombiniert und programmiert

In den vergangenen 40 Jahren hat sich der Anteil der Software-Entwicklung an der Entwicklung neuer Maschinen und Anlagen massiv erhöht.

3.15 megalink

werden müssen, reicht mit mapp ein einzelner Block für komplexe Bewegungsabläufe.

«Das ist nicht nur für den einzelnen Programmierer von Vorteil», betont Christoph Trappl. Die Zusammenarbeit im Team wird stark vereinfacht, da das Komplexitätsniveau der gesamten Applikationssoftware drastisch reduziert wird.

Der einfache Aufbau einer Applikation mit wenigen Elementen ist ebenfalls bei der Funktionsanalyse hilfreich, da Ferndiagnose und Wartung stark erleichtert werden. Mit dem integrierten webbasierten Diagnosetool kann das Instandhaltungsteam des Maschinenbauers oder des Endanwenders eine umfangreiche Diagnose durchführen, ohne dass Kenntnisse des zugrunde liegenden Automatisierungssystems nötig sind.

«Viel wichtiger ist jedoch, dass die Qualität der Anwendungssoftware durch die geringere Komplexität und die vorab getesteten Softwarebausteine deutlich erhöht wird», sagt Christoph Trappl. Die Softwarebausteine basieren auf der Erfahrung von B&R mit hunderttausenden Automatisierungslösungen auf der ganzen Welt. Sie sind daher extrem zuverlässig und brauchen nicht von den Entwicklungsingenieuren des Maschinen- oder Anlagenbauers gewartet werden. mapp ist keine eigenständige Software, deren Bedienung erst erlernt werden muss.

Die Bausteine sind nahtlos in Automation Studio integriert, jeder Anwender kann dort die mapp-Bausteine umgehend verwenden.

Kundenspezifische Softwarefunktionen lassen sich nahtlos in die Anwendungssoftware integrieren. Die Liste der mapp-Bausteine wird laufend erweitert. Neue Module stehen per Update in Automation Studio zur Verfügung.

Freiraum für Entwickler «Mit den mapp-Modulen geben wir den Softwareentwicklern mehr Freiraum, den Maschinen- und Anlagenprozess optimal in Software umzusetzen und somit einen Mehrwert für den Endanwender zu schaffen», sagt Christoph Trappl. mapp dient als Werkzeugkasten, aus dem sich der Entwickler bedienen kann, um die Applikationen nach seinen Vorstellungen und den gegebenen Vorgaben zu entwickeln.

■

Beispiele für mapp-Module

Mit mapp Technology können sich Maschinen- und Anlagenbauer auf die Entwicklung der entscheidenden Maschinenfunktionen konzentrieren. Basisfunktionen müssen nicht programmiert werden, eine einfache Parametrierung reicht aus.

11

• Robotik (mehr als 25 Kinematiken) • Kartesische CNC-Systeme • Rezeptsystem • Zyklisches Datenlogging • Einzelachsansteuerungen • Elektronische Getriebe und Kurvenscheiben • PackML

12

megalink 3.15

B R A N C H E N F O K U S « VE R P A C K U N G E N »

GESPRÄCH AN DER SCHÖNEN OBERFLÄCHE

Der Mensch will verführt werden; auch durch ein schönes Äusseres. Zwei engagierte Designer erklären die Lust am Verpacken.

B R A N C H E N F O K U S « VE R P A C K U N G E N »

Warum ist der erste Eindruck wichtig?

Werner Lang: Er entscheidet, ob das Produkt zu mir passt. Es kommt aber ganz darauf an, wie dringend ich es nun benötige.

Zwischen einer Abwaschbürste und einem Parfum liegt nämlich ein himmelweiter Unterschied. Will der Hersteller einen ungeplanten Kauf generieren, muss die Verpackung das Produkt nicht mehr nur verkaufen, sie muss den Kunden viel mehr dazu animieren, dass er es gerne bei sich hat. Bei etwas Unspektakulärem, wie zum Beispiel Taschentüchern, soll sie mithilfe einer Botschaft, die wir kreieren, eine Begehrlichkeit erzeugen.

Stefan Spengler: Der erste Eindruck stellt Vertrauen her. Einerseits vermittelt die Verpackung all die nötigen Informationen, wie etwa Inhaltsstoffe, die darin stecken. Daneben gibt es eben genau die Produkte, die mehr die Emotionen bedienen. Hier führt die Kombination von Design, Haptik und Optik den Konsumenten dahin, wo er sich wohlfühlt. Natürlich ist das keine exakte Wissenschaft.

Besser gleich ein Feuerwerk zünden oder nur das Nötigste zeigen?

Spengler: Wenn im Verkaufsregal Konkurrenzprodukte stehen, die laut und schrill

3.15 megalink

13

sind, muss ein Feuerwerk her. Peng! Oder lung davon, wie die Verpackung aussehen genau das Gegenteil. Es kann auch reizvoll soll. Die kann sich vom Produkt zwischendurch weit entfernen. Als kleines Beispiel: sein, Dinge nicht zu zeigen.

Lang: Es hängt mitunter vom Preis ab, ob Einmal mussten wir einen Nacht-Spaziersich ein Hersteller vom Rest abheben will. gang in Paris auf einer kleinen, schmalen Dazu gehört nämlich Mut, seine Produkte Cremetube umsetzen. In solchen Situationeu und anders zu verpacken. Grossvertei- nen muss sich der Kunde dann in einen der ler visieren eine sehr grosse Zielgruppe an. fünf Vorschläge verlieben. Ein Tanz auf dem Dort ist es manchmal gefährlich, sich zu Vulkan. stark zu exponieren. Demgegenüber kann Spengler: Meist erscheint der Kunde bereits der Grossverteiler seine Konsumenten mit mit einem klaren Bild im Kopf, das er umgesetzt haben will, neuen Verpaim Briefing. Je näckungsmustern «Grossverteiler können ihre Kunden her wir mit unseund -farben umerumerziehen.» ren Vorgaben nun ziehen, indem er daran kommen, seine Putzmittel in desto eher fühlt er eine andersfarbige Flasche abfüllt. Dann wird Sauberkeit plötz- sich abgeholt. Ein Markenhersteller ist viel lich mit «grün» anstatt mit «blau» verknüpft. empfindsamer und reagiert auch betroffen, wenn wir sein bereits bestehendes Design zu sehr verändern. Da braucht es genügend Sie sind also Aufmerksamkeitsökonomen?

Lang: Wir sind die gleichen Opfer und las- Fingerspitzengefühl. sen uns genauso gerne verführen wie alle Lang: Oder aber sie sind überrascht! Wir arbeianderen. Darum machen wir unsere Arbeit ten auch über die Vorgaben hinaus. Dann spiebesonders gerne. Nur sind wir zwischen- len wir den Kuppler und führen den Kunden an durch auf der aktiven Seite. In der Praxis ist die Idee heran. Doch am Ende findet man sich es häufig so: Im Briefing werden mit dem häufig bei der konventionellen Lösung. Ein Kunden die Farben, Formen oder Bilderwel- Grossverteiler lässt uns da eher kreativen ten miteinander festgehalten. Der Hersteller Spielraum. Er braucht schliesslich keinen Verteiverfügt zwar bereits über eine vage Vorstel- ler mehr. Wenn etwas nicht rentiert, nehmen

Vor Beginn einer Designentwicklung wird das Marktumfeld genau analysiert.

14

megalink 3.15

B R A N C H E N F O K U S « VE R P A C K U N G E N »

Sogar Kartonage hat ihre ganz eigene Faszination. Atelierleiter Stefan Spengler (links) und Agenturinhaber Werner Lang wollen selbst auf auf kleiner Fläche Begierde erzeugen.

sie es aus dem Sortiment. Fast wie in einem permanenten Testmarkt.

Miles Davis sagte einmal, man solle nur die richtigen Töne spielen. Spielen sie auch solche, die ihnen nicht gefallen?

Spengler: Wir müssen immer wieder neu die richtigen Töne finden. Etwa eine kleine Tube muss gleich schnell und gut kommunizieren wie ein Werbeplakat. Wir sind vom Platz aber deutlich begrenzt. Die Informationen und Emotionen müssen auf den

knappen Raum transportiert werden. Darum müssen wir die genau richtigen Töne treffen; für falsche ist kein Platz. Alle unsere Vorlagen sind dann wie die verschiedenen Tonlagen. Es ist nun eine grosse Ressource, wenn alle ihre Ideen miteinbringen können.

Lang: Wenn das der Kunde zulässt, ist das zwar schön, aber selten der Fall. Der Claim vom Putzmittel lautet so: Es riecht unheimlich gut und wirkt sehr stark. Nun können wir zahlreiche Konzepte entwerfen, in «Es kann auch reizvoll sein, denen wir genau das Dinge nicht zu zeigen.» aufnehmen.

Der Kunde schliesst in der Regel die aus, die er nicht will. Zum Schluss sind noch drei oder vier Vorschläge übrig, die wir mit dem Kunden «verheiraten». Es ist auch reizvoll, Dinge für eine Zielgruppe zu entwerfen, der man nicht mehr angehört. Wir entwerfen auch Sachen für Kinder. Es gehört zu unserer Leidenschaft, uns in die neue Zielgruppe einzudenken.

Sie sehen sich nicht nur primär als Dienstleister?

Lang: Nein, auf keinen Fall. Diese Romantik haben wir noch, obwohl sie auch manchmal eingeschränkt wird. Meist bewegen sich die Kunden mit einem definier-

ten Bewegungsspielraum. Sie stehen unter Druck, müssen Umsatz erzielen und ihre Produkte absetzen. In ihrer Welt gibt es entweder «richtig» oder «falsch». In einer Präsentation lassen sich die Leute aber gerne anstecken und tauchen ein wenig in unsere Welt ein. Dabei müssen sie aber die Oberhand behalten, weil der Prozess sonst aus dem Ruder läuft.

Spengler: Das erwartet der Kunde auch von uns. Ich will den Kunden auch als Partner haben. So entstehen gute Lösungen. Ich will ihn beraten. Es braucht auch eine lange Ausbildung, bis man so weit ist. Dort ist es wichtig, dass der Kunde beraten werden will. Es ist auch wichtig, dass man dem Kunden zuhören kann und ihn ernst nimmt.

«Wir sind Opfer und lassen uns auch gerne verführen.»

Die Verpackung endet am Schluss im Abfall. Frust oder Realität?

Spengler: Es gibt Verpackungen, die nicht direkt im Abfall landen und länger sichtbar bleiben, wie eben Cremetuben. Die anderen erfüllen ihre Funktion und schützen das Produkt, solange es im Regal steht. Das ist nun mal die Realität!

■

Facts and Figures Die inhabergeführte Agentur entwirft seit 2008 ausschliesslich Verpackungen für Nahrungsmittel, Getränke, Kosmetika oder auch Medikamente. Der Kundenstamm ist darum breit gefächert, zu ihnen gehören ein Grossverteiler, daneben auch kleinere Familienbetriebe oder eben Markenhersteller.

AUTOR Daniel Wallimann (Text) Damian Byland (Bilder) INFOS Design by Desire CH-3084 Wabern +41 (0)31 370 20 00 team@dbyd.ch www.dbyd.ch

16

megalink 3.15

B R A N C H E N F O K U S « VE R P A C K U N G E N »

Zahlen und Fakten aus der Welt der

Verpackung CHF 6 551 900 000.– Umsatz erzielte die Schweizer Verpackungsindustrie 2012; CHF 169 500 000.– weniger als im Vorjahr.

18 595

229

Anzahl der Mitarbeitenden in 2012 – 288 weniger als im Vorjahr.

Anzahl Betriebe in 2012 – 11 weniger als im Vorjahr.

B R A N C H E N F O K U S « VE R P A C K U N G E N »

3.15 megalink

17

Kleines Packlexikon Packgut: Produkt, das verpackt wird.

Packmittel: Behältnis, in dem das Produkt verpackt wird (z. B. Schachtel, Blechdose oder Flasche).

Packhilfsmittel: Verschliesst oder polstert Verpackung (z.B. Klebeband oder Luftkissen).

Packstoff: Materialien, aus denen Packmittel und -hilfsmittel hergestellt werden (Kunststoff, Aluminium, Stahlblech, Glas, Karton, Wellkarton und Holz).

Packstück: zusammengefasste Einheit, als Einzelpackung oder Sammelpackung.

Historisches Guckloch Natur ist Inspiration z.B. die Banane: Die Schale schützt die Frucht vor Insekten und zeigt den Reifegrad an; sie kann entlang der Sollbruchstelle geöffnet werden, ohne dass die Finger schmutzig werden.

Materialien, in denen Nahrungsmittel konserviert und/oder transportiert wurden: Zuerst aus Leder und Pflanzenblättern, dann wurden Gefässe aus Lehm, Holz oder Gewebe geformt.

Ungefähres Alter archäologischer Fundstücke eines Korbes 5000 Jahre

Napoleon Bonaparte bietet 12 000 Franc für eine Lösung, wie Essen konserviert werden kann, da die Soldaten verhungerten oder an Skorbut litten, erste Vorschläge für die Konservendose 1798.

Bidmaterial: istockphoto

Kelten und Gallier lagern Wein in Holzfässern 50 v. Chr.

18

megalink 3.15

A U TO M A T I O N

Bild 1: Hybride Simulationsmodelle für deformierbare Objekte.

Bilder: Fraunhofer IWU

PHYSIKBASIERTE SIMULATION FORMLABILER OBJEKTE ZUR AUSLEGUNG VON VERPACKUNGSANLAGEN

Wandel mechatronischer Entwicklungsansätze Aktuelle Simulationsansätze finden in der Verpackungstechnik nur begrenzt Einsatz, da die Aussagekraft in vielen Betrachtungsbereichen nicht ausreichend ist. Dieser Beitrag stellt neue Ansätze zur Abbildung formlabiler Objekte dar, mit denen das Einsatzgebiet der Simulation erweitert werden kann.

D

er interdisziplinäre Entwurf systembestimmender Anlagenmodule und die disziplinübergreifende Synchronisation der Entwicklungsergebnisse sind heute eine grosse Herausforderung. Im Vergleich zu anderen Entwicklungsprozessen existieren hier nur eingeschränkte Möglichkeiten, die Qualität der informationstechnischen Einheiten bereits im Vorfeld sicherzustellen. Zusätzlich entstehen im meist mechanisch geprägten Entwicklungsprozess durch die

AUTOR Peter Stich Abteilungsleiter Anlagen- und Steuerungstechnik INFOS Fraunhofer IWU DE-86153 Augsburg Tel. +49 821 568 83 65 info@iwu.fraunhofer.de www.iwu.fraunhofer.de

späte Einbindung der weiteren Disziplinen möglich ist, stellt ein weiteres Hemmnis da. sowie die unterschiedlichen Sichtweisen Dies wird zusätzlich durch die Tatsache verMissverständnisse und zeitliche Engpässe. stärkt, dass die Rückspieglung des ErkenntIn deren Folge gefährden Maschinen man- nisgewinns aus der Simulation in die bestegelhafter Qualität die Wettbewerbsfähigkeit henden Entwicklungswerkzeuge nur schwer der Unternehmen. Dieser Gegensatz ist nur automatisierbar ist. Zudem erschwert, geradurch eine neue Orientierung der Entwick- de im Bereich der Verarbeitungsmaschinen, lungsprozesse, unterstützt durch innovative sowohl die prozess- als auch produktseitige Methoden und Werkzeuge, lösbar.

Beherrschung formlabilen Objektverhaltens Ein Ansatz, den Herausforderungen im Ent- die Auslegung produktionstechnischer Syswicklungsprozess zu begegnen, ist die teme. Mit aktuellen Ansätzen eines digitasimulative Unterstützung der Entwicklung. len Engineerings und den zugehörigen EntAllerdings rechtfertigt wicklungswerkzeugen die Aussagekraft der ist die Abbildung die«Die Rückspiegelung des mechatronischen Moser Effekte nur eingeErkenntnisgewinns ist nur delle aufgrund des schränkt möglich. schwer automatisierbar.» hohen Aufwands bei Zur besseren Unterderen Erstellung und stützung des SoftPflege oftmals noch nicht den Einsatz in der wareentwicklungsprozesses in den frühen industriellen Praxis. Die Synchronisation der Phasen der Entwicklung eines Produkbenötigten Daten, die in vielen Fällen erst tionssystems wird ein neuer Ansatz zur im fortgeschrittenen Entwicklungsstadium geometriebasierten, interaktiven Simula-

tion vorgestellt. Einen wesentlichen Bestandteil stellt dabei ein erweitertes, physikbasiertes Modell dar, das innerhalb einer Vorabsimulation Zustandsänderungen der Verpackungsanlage detektiert. Mit diesen Simulationsmethoden kann im Zuge einer entwicklungsbegleitenden, mechatronischen Simulation jederzeit eine Eigenschaftsabsicherung der entwickelten Systeme erfolgen.

Physikbasierte Modelle mit diskretisierten Volumenelementen Neben der Definition übergreifender Vorgehensweisen zur Entwicklung mechatronischer Systeme stellt die Eigenschaftsabsicherung der Systemtechnik eine wesentliche technische Problemstellung dar.

Eine bisher nur unzureichend betrachtete Herausforderung ist in diesem Zusammenhang die Beherrschung formlabilen Objektverhaltens. Die massgebliche Problemstellung ist dabei die Definition und Auslegung der Verarbeitungs- und Handhabungsfunktionen zur Sicherstellung definierter Zustände des Verarbeitungsgutes. Um weiterhin die Vorteile der effizienten Berechnungsalgorithmen etablierter Physik-Engines aus der Starrkörpersimulation zu nutzen und die Qualität der Simulationsergebnisse zu steigern, wurde ein Konzept zur Hybridisierung der vorhandenen Objekttypen entwickelt (siehe Bild 1) und in einen Simulationsprototypen umgesetzt. Dadurch können weitere Anwendungsfelder für die physikbasierte Simulation erschlossen werden.

Die hybriden Modelle sind mit einem echtzeitfähigen Ansatz, der zwischen Mehrkörper- und Finite-Elemente-Simulation einzuordnen ist, vergleichbar. Die Geometrie des Objektes wird durch diskrete Volumenelemente von gleichem (mono) oder unterschiedlichem (multi) Objekttyp einer PhysikEngine repräsentiert. Die Parametrisierung

des physikalischen Verhaltens der Objekte wird über die Art der Diskretisierung sowie die Parameter der Verbindungselemente (Joints) definiert. Im Vergleich zu konventionellen Modellen der Physik-Engines, die eher als Black-Box-Modelle anzusehen sind, hat dies den Vorteil, dass die Simulationsparameter für unterschiedliche Bauteilregionen spezifisch eingestellt werden können.

Dadurch lässt sich die Simulation kontextspezifisch parametrieren, um ein für den gewählten Abstraktionsgrad hinreichendes Modell zu erhalten. Die einzelnen Volumenelemente werden durch Starrkörper repräsentiert und über die Physik-Engine simuliert.

Umsetzung mit partikelbasierten Modellen Die Simulation mittels diskretisierten Volumenelementen stellt einen Ansatz dar, der die Vorteile der Engines aus dem Bereich der Computergrafik mit den Ansätzen der Ingenieurwissenschaften synchronisiert. Jedoch ist auch hier die Grösse und Komplexität der abbildbaren Modelle eingeschränkt.

Dies hängt vor allem von der Art der gewählten Diskretisierung ab.

Um die Recheneffizienz der Simulation weiter zu steigern, wurde die Art der Diskretisierung auf geometrische Primitive eingeschränkt. Eine Abbildung mittels Quadern oder Partikeln findet aktuell bereits Einsatz zur Abbildung von Starrkörpern. Dieser Ansatz wurde nun um die Simulation formlabiler Objekte erweitert und in die Produktionstechnik transferiert. Partikelsimulationen bieten vor allem bei der Kollisionsdetektion einen wesentlichen Vorteil, da sich die diesbezügliche Berechnung lediglich auf einen Abgleich des Abstandes der Partikel mit der Summe der spezifischen Radien beschränkt. Das Gesamtverhalten des Körpers resultiert dann aus dem Verhalten der einzelnen Partikeln, die über geometrische Contraints gekoppelt sind.

Bild 2: Aufbereitung geometrischer Daten zur Abbildung formlabiler Objekte.

megalink 3.15

A U TO M A T I O N

Gängige Physik-Engines sind auf die Berechnung beliebiger geometrischer Körper optimiert, wodurch sich die Anzahl der abbildbaren Partikel limitiert. Aus diesem Grund wird aktuell eine Partikel-Engine entwickelt, die neben gängigen Koppelelementen bestehender Physik-Engines auch die Definition von Verbindungen zwischen den Partikeln ermöglicht, die eine direkte Angabe von physikalischen Parametern ermöglichen. Durch adaptierte Verkettungselemente, die eine Lookup-Table von SpannungsDehnungs-Zuständen darstellen, kann so recheneffizient der spezifische Systemzustand ermittelt werden.

Modellbildungsprozess und systemspezifische Parametrierung Die Abbildung formlabilen Objektverhaltens erfordert eine Adaption der bestehenden Modellbildungsprozesse zur physikbasierten Simulation. Die CAD-Daten werden dazu, wie in Bild 2 dargestellt, in einem dreistufigen Prozess aufbereitet.

In einem ersten Schritt wird die Diskretisierung der Elemente festgelegt, nach deren Muster in der Phase der Zerlegung die diskreten Volumenelemente erzeugt werden.

Der letzte Schritt besteht aus der Definition von Verbindungselementen sowie der diesbezüglichen Parametrisierung.

Die Aufbereitung der Konstruktionsdaten für die Simulation ist einer der grössten Zeitund damit Kostenanteile bei Simulationsstudien. Um den diesbezüglichen Aufwand, vor allem bei der Zerlegung der Modelle in geometrische Primitive, zu reduzieren, wurde ein vierstufiges Vorgehen unter Verwendung der Kollisionsberechnung klassischer Physik-Engines verwendet. Im ersten Schritt wird dazu ein Hüllkörper um die abzubildende Geometrie gelegt, wobei hier eine Bounding Box in vielen Fällen die beste Lösung darstellt. In diesem Hüllkörper werden im Anschluss die geometrischen Primitive oder Partikel gemäss der definierten Diskretisierung verteilt. Zur nachfolgenden Auswahl der Elemente, die das abzubildende Objekt repräsentieren, wird zunächst ein exakter Hüllkörper definiert und gemeinsam mit den geometrischen Primitiven in die Kol-

Bild 3: Exemplarische Umsetzung der vorgestellten Lösungsansätze.

lisionsengine geladen. Über die Kontaktauflösung können dann die relevanten Elemente ausgewählt werden.

Validierung physikbasierter Simulationsmodelle Die dargestellten Ansätze zur Simulation formlabiler Objekte wurden innerhalb eines industriellen Anwendungsbeispiels umgesetzt. Dabei wurden mit den Ansätzen der diskretisierten Volumenelemente (Bild 3, oben) und der partikelbasierten Modelle (Bild 3, unten) die Handhabung grossflächiger, zweidimensionaler Bauteile sowie die Absicherung von Zuführleitungen bei dynamischen Systemelementen untersucht.

Neben dieser exemplarischen Umsetzung wurden die entwickelten Simulationsmethoden im Verlauf eines Entwicklungsprojektes aus dem Verpackungsmaschinenbau eingesetzt. Durch einen Abgleich der Simulationsergebnisse mit der später realisierten Anlage (siehe Bild 4) konnte eine weiterführende Validierung der neuen Simulationsansätze im industriellen Umfeld erreicht werden.

Nutzens in Bezug auf die frühe Absicherung von Entwicklungsergebnissen und der damit reduzierten Zeit bei der Entwicklung und Inbetriebnahme von Produktionsanlagen werden sich die bestehenden Methoden nur bei einer grösseren Wirtschaftlichkeit in der Industrie durchsetzen. Aus diesem Grund stellt der Beitrag neben einem Überblick der aktuellen Entwicklungen aus Wissenschaft und Industrie ein Verfahren zur Abbildung formlabilen Objektverhaltens im Kontext der mechatronischen Simulation dar.

■

Resümee und Ausblick Ein verstärkter Einsatz der mechatronischen Simulation, vor allem in kleinen und mittelständischen Unternehmen, wird nur durch eine weitere Reduktion des Modellierungsaufwands und eine Ausweitung der Simulationstechnik auf weitere Anwendungsgebiete realisierbar sein. Trotz des hohen

Bild 4: Simulation eines Transportprozesses von formlabilen Objekten in der Verpackungstechnik.

Bid: istockphoto

20

Erfahrung verbindet

Seit 20 Jahren Ihr flexibler Partner für - Selektivlöten - SMD & konv. Bestückung - Prototypenfertigung - Klein- und Mittelserien - Optische Inspektion AOI - Dampfphasenlöten/BGA

22

megalink 3.15

A U TO M A T I O N

Schema der automatisierten Entsorgungs- und Sortieranlage.

Bilder: moveline

MOVELINE REALISIERT MIT ABB AUTOMATISIERTE ENTSORGUNGS- UND SORTIERANLAGE FÜR MIGROS GENOSSENSCHAFT ZÜRICH

Verpackungsabfall ade ...

Die Rücknahme, die Sortierung und das Recycling von Verpackungsmaterial gehören heute zum Pflichtprogramm von Supermärkten. Die Genossenschaft Migros Zürich betreibt mitten in der Stadt daher eine Recyclinganlage, um den Verpackungsabfall ressourcenschonend zu entsorgen. Dabei vertraut sie auf eine Systemlösung von moveline.

A

n sechs Tagen in der Woche von 4 Uhr bis 22 Uhr bringen täglich 200 Lastwagen rund 3500 Behälter-Paletten mit Verpackungsabfall aus dem Grossraum Zürich in die Anlage der Migros. Abgestellt auf Paletten durchläuft dieses Rückschubmaterial die weitverzweigten Wege der Sortieranlage, wobei die Faltbehälter nach dem Leeren ebenfalls automatisiert zusammengefaltet, gestapelt und palettiert werden. Bevor die Sortieranlage in Betrieb ging, wurde dieser

INFOS ABB Schweiz AG, CH-5400 Baden Tel. +41 (0)58 586 00 00 robotics@ch.abb.com www.abb.ch/robotics

gesamte Prozess noch von Hand erledigt.

Das dauerte nicht nur viel länger, sondern war auch echte Schwerstarbeit.

Bis 150 Faltgitter pro Stunde Im Frühjahr 2014 realisierte moveline AG als Generalunternehmerin diese Anlage mit zwei ABB-Robotern, die so funktioniert: Die Chauffeure entladen ihre Lastwagen und bringen die Paletten mit dem PET- und Kartonabfall an den Anfang der Gitterfaltanlage.

Der erste Roboter greift den vollen Faltrahmen oder das Aufsetzgitter und leert den Abfall entweder in den PET- oder Kartonschacht. Ob die drei Sorten Behältnisse (zwei Faltrahmen und ein Aufsetzgitter) einstöckig oder zweistöckig sind, spielt dabei keine Rolle. In einer Stunde können bis zu

150 Faltgitter gehandhabt werden. Eine volle Ladung kann dabei bis zu 160 Kilogramm betragen. Das Rückschubmaterial wird danach auf Förderbänder zu den jeweiligen Pressen transportiert. Die gepressten Blöcke aus Karton und PET werden zu den umliegenden Recyclingstellen geliefert.

Vollautomatische Sortieranlage Mittels Sensor wird überprüft, ob sich Restware in den Behältnissen befindet. Wenn ja, wird nochmals automatisch ausgeleert. Anschliessend wird das leere Behältnis auf die Fördertechnik übergeben. Der zweite Roboter legt gemäss Auswertung der Kamera (Typerkennung) die Behältnisse sauber zusammen. Die notwendigen Leerpaletten werden ebenfalls durch diesen Roboter ge-

handhabt. Als sinnvolle Ergänzung der gesamten Automatisierung wurde dem Umstand Rechnung getragen, die drei verschiedenen Ladungsträger EUR-, CHEP- und Kunststoff-Palette sortieren zu können. Die Erkennung und Sortierung wird über die fördertechnische Automatisierung vollzogen.

Die drei Typen werden erkannt und mit drei mechanischen Staplern zu Zwölfer-Einheiten aufeinandergeschichtet. Die Ansprüche waren derart komplex, dass moveline AG nicht einfach auf eine fertige Lösung zurückgreifen konnte. Es musste dafür ein komplett neues Greifersystem entwickelt werden. Die fertig geschichteten Behältnisse werden über die Fördertechnik zum Binder transportiert, für den Weitertransport gesichert und von den Lastwagen wieder zu den Filialen gefahren.

Entlastung der Mitarbeiter Die Autonomie der Anlage bringt wesentliche Vorteile. Sie läuft vollautomatisch und

benötigt so gut wie keine Überwachung.

Vor der Installation der Automationslösung mussten die Mitarbeitenden die Paletten mit reiner Muskelkraft entleeren, die Behältnisse von Hand zusammenlegen und stapeln. Dies war eine langwierige und schweisstreibende Arbeit. Seit Inbetriebnahme der Anlage im vergangenen Jahr läuft die Abgabe geordneter und einfacher ab. Das angelieferte Rückschubmaterial wird effizient sortiert.

■

moveline AG Die in Affoltern am Albis ansässige Systemintegratorin verfügt über langjährige Erfahrung im Anlagenbau und ist zuverlässige Partnerin von ABB Robotics. Diese langfristige Partnerschaft mit ausgesuchten Firmen garantiert dem Anwender eine bestmögliche Umsetzung seiner Aufträge und den Partnerfirmen die volle Unterstützung durch das Know-how von ABB. Die moveline AG realisiert komplette Automatisierungssysteme auf Basis von Industrierobotern und mehrachsigen Handlingsgeräten mit Fokus auf die Konsumgüterindustrie.

Zwei Roboter von ABB übernehmen die Schwerarbeit in der Anlage von moveline.

3.15 megalink

IndraMotion MLC vereint Motion-Logic-System und Windows-Betriebssystem auf einer kompakten Hardware.

24

Bild: Bosch Rexroth

PC-STEUERUNG ÖFFNET TOR ZU NEUEN ANWENDUNGEN IN DER PRODUKTION

Parametrieren statt Programmieren Bosch Rexroth vereint in seiner neuen Steuerungsvariante IndraMotion MLC ein Motion-Logic-System mit Echtzeitfunktionalität und Robotikfunktionen mit der Windows-Welt. Dadurch erhöht sich je nach Anwendung die Rechengeschwindigkeit um bis auf das Doppelte.

B

islang ist die Arbeitsteilung bei komplexen Anwendungen eindeutig: Die schnelle Erfassung von Analyse-, Mess- und Qualitätsdaten erfordern einen PC für den Prozess und eine separate Steuerung für die Automatisierung. Das erhöht die Systemkosten, und der Datenaustausch zwischen den beiden Hardwaresteuerungen verlängert die Zykluszeiten. Mit der neuen Ausprägung der IndraMotion MLC hebt Bosch Rexroth diese Trennung auf. Auf einem Industrie-PC vereint der Hersteller ein Motion-Logic-System auf Basis der IEC 61131-3, Echtzeit-Motion-Funktionen und Robotik mit dem parallel installierten Betriebssystem Windows 7. Die Betriebssysteme arbeiten völlig unabhängig voneinander und tauschen Informationen extrem schnell aus. Je nach Applikation steigert der IPC die Rechengeschwindigkeit um bis zu 100 Prozent und verbindet als zentrale Intelligenz bis zu 99 Servoantriebe über den Ethernet-basierten Automationsbus Sercos.

Hard- und Software offen für Industrie 4.0 Die IPC-Steuerung eröffnet neue Möglichkeiten, Industrie-4.0-Ansätze umzusetzen.

Parallel zur Motion-Logic nutzt der Anwender Windows-basierte Funktionen. Wie alle IndraMotion-Varianten erlaubt auch die PC-

basierte Lösung den erweiterten Zugriff auf alle Kernfunktionen der Steuerung über Hochsprachen durch die Schnittstellentechnologie Open Core Interface. Damit können beispielsweise Hersteller von Messmaschinen die Software LabView sowohl für die Programmierung des Prozesses als auch mit über 550 Virtual Instruments für die Bewegungssteuerung nutzen – und das ohne eine Zeile SPS-Code schreiben zu müssen.

Schnelles Engineering Die IPC-Steuerung ist vollständig mit den bestehenden Controller-basierten Varianten von IndraMotion MLC kompatibel und umfasst eine skalierbare System-Firmware für Motion-Logic-Anwendungen. Für die Controller-Varianten erstellte Programme können einfach auf die neue Hardware übertragen werden. Vordefinierte Function Toolkits wie Condition Monitoring oder Technologiefunktionen ersetzen aufwendiges Programmieren durch einfaches Parametrieren. Die integrierte Engineering-Umgebung IndraWorks beschleunigt den gesamten SPS-basierten Engineering-Prozess auf Basis offener Standards. Darüber hinaus berücksichtigt die Steuerung automatisch alle Besonderheiten der Fluidtechnik und vereinfacht den Einsatz elektro-hydraulischer Antriebe.

■

IndraMotion MLC Der Trend zu Industrie 4.0 gewinnt immer schneller an Fahrt. Mit der neuen Steuerungsvariante IndraMotion MLC auf Basis eines Industrie-PC verschmilzt Bosch Rexroth das SPS-basierte MotionLogic-System mit der Windows-Welt. Auf einer leistungsfähigen Hardware können Maschinenhersteller IT-Programme und echtzeitbasierte Bewegungssteuerung kombinieren. Durch die Kombination der Standards für das Internet der Dinge wie webbasierte Technologien, Hochsprachen und Ethernet-basierte Kommunikationsprotokolle sowie Windows-basierte Anwendungen eröffnet die Steuerung den Zugang zu einer Vielfalt neuer Anwendungen. Damit erweitert sich das Software-basierte Lösungsportfolio Open Core Engineering um einen weiteren Baustein, um die Brücke zwischen SPS- und IT-Automation zu schlagen.

INFOS Bosch Rexroth Schweiz AG CH-8863 Buttikon Tel. +41 (0)55 464 61 11 info@boschrexroth.ch www.boschrexroth.ch

26

megalink 3.15

M E S S TE C H N I K & S E N S O R I K

STABILE UND ZUVERLÄSSIGE TESTVERFAHREN VERMEIDEN TEURE PRODUKTIONSVERZÖGERUNGEN

Dem Signal auf der Spur Schlechte Verbindungen können bei automatisierten Testverfahren zu unzuverlässigen Testresultaten führen. Wer bei der Gestaltung der DUT und ATE einige Grundregeln befolgt, kann die Teststabilität deutlich verbessern. Erläutert werden diese Regeln anhand von JTAG-TAP-Signalen zur Implementierung eines Boundary Scan Tests.

B

ei Testaufbauten wird dem Signal meistens viel mehr Beachtung geschenkt als dem Rückstrompfad über Ground/Masse.

Ground ist meistens irgendwo vorhanden, aber steckt hier wirklich Verbesserungspotenzial dahinter?

Mit niedrigen Frequenzen oder Gleichstromsignalen kann das Routing von Signal und Rückstrompfad unkritisch durchgeführt werden und hat keine sichtbaren Nebeneffekte.

Je höher jedoch die Frequenzanteile eines Signals sind, desto mehr muss das Routing des Signals und des Rückstrompfades beachtet werden. Dies geht so weit, dass Leitungsimpedanzen auf der Signalleitung und dem Rückstrompfad übereinstimmen müssen. Für TAP-Signale sind solche Regeln oft unnötig. Als Faustregel sollte die Schlaufenfläche jedoch immer so klein wie möglich sein.

Zunächst ist der Schlüssel zur Identifizierung des Loop-Bereichs zu bestimmen: • Der Weg des Stroms eines Signals von der Quelle bis zum Ziel. Das ist oft einfach zu beziffern, weil es mit der Leiterbahnlänge und/oder Kabellänge übereinstimmt • Der Weg des Rückstrompfades über die zugehörige Masse eines Signals vom Ziel zurück an die Quelle. Diese Berechnung kann etwas schwieriger sein. Als Annahme kann davon ausgegangen werden, dass der Rückstrom den Weg so nahe wie möglich entlang der Signalleitung wählt

Bild 1: Die Anordnung von Signal und Rückleiter mit (a) Flachbandkabel, (b) paarweise verdrillt, und (c) Einzelkabel können einen wesentlichen Einfluss auf die Schleifenfläche eines Signals haben.

Bilder: FlowCAD

«Schon während der Designphase ist sicherzustellen, dass eine Leiterplatte zuverlässig getestet werden kann.»

AUTOR Rob Humphrey Principal Engineer XJTAG Hardware

INFOS FlowCAD Schweiz AG CH-5506 Mägenwil Tel. +41 (0)56 485 91 91 info@flowcad.ch www.flowcad.ch

Bild 2: Ein schlechtes Prüfgerät-Design, aufgrund der grossen Schleifenflächen für alle TAP-Signalverbindungen.

M E S S TE C H N I K & S E N S O R I K

Diese Regeln gelten nicht nur bei Kabeln zwischen Leiterplatten, sondern auch auf dem Board selbst, also innerhalb einer Massefläche.

Um die Schleifenfläche zu minimieren, sollte der physikalische Bereich des Signals und dessen Rückstrompfade minimiert werden.

Idealerweise ist das Signal und sein Rückstrompfad direkt nebeneinander, analog zum Flachbandkabel (Bild 1a) oder einem Twisted-Pair-Kabel (Bild 1b). Beide Anordnungen haben kleine Schleifenflächen und helfen so, die Signalqualität zu verbessern.

Sobald der Rückweg für den Massestrom einen anderen Weg geht als das Signal selbst, wird eine sehr viel grössere Schleifenfläche gebildet, welche folgende Probleme verursacht: • Das Signal wird viel anfälliger für elektromagnetische Störungen (EMI) – die Leitung oder das Kabel wird zur Antenne, welche empfänglich für Störsignale ist • Die Übertragungsleitung strahlt ab, wodurch zusätzliche elektrische Störsignale

entstehen, die mit anderen Signalen interferieren können • Es gibt eine Änderung in der charakteristischen Impedanz über die Strecke, auf der sich das Signal ausbreitet. Dies verschlechtert die Qualität des Signals Bild 1c zeigt einen offensichtlichen Fall mit einer grossen Schleifenfläche und veranschaulicht, wenn das Signal und dessen Rückstrompfad nicht beieinander gehalten werden.

Minimierung der Schleifenfläche In Testvorrichtungen wird oft für jedes Signal eine einzelne Leitung verlegt.

Obwohl dies eigentlich die Sache vereinfachen sollte, kann es zu Stör- oder Rauschsignalen führen und somit Probleme bei der Signalintegrität verursachen. Bei der Verwendung der JTAGTechnologie sind diese besonders evident.

Bild 3: Ein gutes Test-Gerät-Design, hält die Schleifenfläche klein für alle TAP-Signalverbindungen.

Bild 4: Verdrahtung mehrerer Signale, wenn nicht genügend Masseanschlüsse auf dem DUT- oder JTAG-Controller vorhanden sind.

3.15 megalink

27

Wer abonniert, ist informiert!

Die Fachzeitschrift über Automation, Elektronik, Antriebstechnik, Sensorik und Messtechnik.

Jetzt anrufen!

Tel. 058 200 55 64

28

megalink 3.15

M E S S TE C H N I K & S E N S O R I K

Bild 5: Rückstrom durch eine Massefläche (schwarz, gestrichelt) wird der Signalspur auf einer anderen Lage (rot), womöglich folgen. Routing über Pausen in der Masse-Ebene (a) können die Schleifenfläche beträchtlich erhöhen, was vermieden werden sollte (b).

Bild 2 zeigt einige häufige Fehler im Design von Testvorrichtungen: die Masseverbindung vom JTAG-Controller ist zum DUT verbunden, weit weg von den TAP-Signalverbindungen. Die Masse und die TAP-Signalleitungen sind nicht nahe zueinander verlegt. Dies kann einfach und effektiv mit Änderungen wie in Bild 3 gezeigt, verbessert werden: • Mindestens eine Masseleitung muss so nahe wie möglich an den TAP-Signalen in der Testvorrichtung verlegt werden. Dies dient nicht primär der Spannungsversorgung der Leiterplatte, sondern sorgt für eine gute Masseverbindung zwischen JTAG-Controller und der Leiterplatte. Damit wird die Signalqualität verbessert • Für das Taktsignal (TCK) sowie alle anderen kontinuierlich schaltenden Signale (z. B. TMS, TDI und TDO) sind verdrehte oder parallele Paare, die jeweils ein Signal und eine Masse für jedes TAP-Signal enthalten, am wichtigsten. Wenn die JTAG-Controller feste (harte) Masse-Pins haben sowie konfigurierbare (weiche) Masse-Pins, sollte im Minimum wenigstens eine harte BodenVerbindung verwendet werden Es braucht nicht für jedes Signal-/MassePaar einen separaten Ground-Testpin, stattdessen können die Masse-Kerne in multiplen Paaren auf den gleichen Testpin angeschlossen werden. Wenn dies nicht direkt möglich ist, können kleine Adapterplatinen verwendet werden, um eine Masseverbindung über multiple Paare zu teilen. Egal, wie dies erreicht wird, ist es wichtig, die Masse- und Signalleitungen nahe beieinander zu halten (Bild 4).

Bei Verwendung von Steckern direkt am Messobjekt anstelle der Pins, kann weiterhin eine ähnliche Philosophie verwendet werden. Die Anordnungen von Signalen beispielsweise in einem Flachbandkabel, so

dass sie mit Masseverbindungen verschachtelt sind, ist immer sinnvoll; insbesondere bei zunehmender Kabellänge. Wenn die DUT-Anschlüsse für diesen Vorgang nicht ausgelegt sind, kann dies mit einem kundenspezifischen Kabel erreicht werden.

Dies kann den Eindruck erwecken, dass es die Dinge komplizierter macht als nötig.

Wird daran aber frühzeitig gedacht, lassen sich später durch die Fehlersuche entstehende Kosten deutlich senken.

Minimierung des Loop-Bereichs Schon während der Designphase ist sicherzustellen, dass eine Leiterplatte gründlich und zuverlässig getestet werden kann. Optimierungen in einem PCB-Design lassen sich in zwei Kategorien aufteilen. In Verbesserungen der Signalverbindungen zur und innerhalb der Leiterplatte. Für die erste sollte eine Testvorrichtung geschaffen werden, die den Loop-Bereich minimiert: • Bei Verwendung von Pins müssen ein Bodentestpunkt und ein TAP-Signal-Testpunkt nahe beieinander sein. Wenn der Platz auf dem Board begrenzt ist, sollte zumindest ein Bodentestpunkt für jedes TAP-Signalpaar berücksichtigt werden • Bei der Verwendung von Kopfzeilen, die über Flachbandkabel angeschlossen werden, bedarf es zwischen den einzelnen TAP-Signalen im Flachbandkabel einen Massekern. Ist die Anzahl der Pins begrenzt, sollten zumindest Masse-Kerne auf beiden Seiten der Taktsignale (wie TCK) vorhanden sein Es ist ausserdem zu beachten, dass TAP-Signale bis zu Frequenzen von 20 MHz übersteigend takten können. Daher sollten sie wie alle anderen Signale mit ähnlichen Frequenzen behandelt werden: • Der Signal-Abschluss auf die Signale ist so anzuwenden, wie es in den JTAG-

DFT-Richtlinien festgelegt ist. Diese folgen den bewährten Standard-Design-Verfahren, wie das Platzieren paralleler Abschlusswiderstände so nahe wie möglich am Empfängerende einer Leitung • Stichleitungen (stubs) sind zu vermeiden, Puffer verbessern zudem das Signal-FanOut • TAP-Signale sollten über eine kontinuierliche Massefläche geroutet werden. Wenn es darin Unterbrüche hat, ist die Schleifenfläche vergrössert, was das Board anfälliger für Unzuverlässigkeit beim Test macht Bild 5a zeigt, wie das Routing von einem TAP-Signalverlauf (rot) über einen Unterbruch in einer Massefläche den Rückstrompfad (schwarz gestrichelt) beeinflussen kann. Dies führt zu einer grösseren Schleifenfläche als ursprünglich erwartet und somit zu einer Verschlechterung der Signalintegrität. Obwohl die Leiterbahn in Abbildung 5b länger ist, ist die Gesamtschleifenfläche vermindert und so würde dies die bevorzugte Lösung sein, wenn die Masse-Platte nicht geändert werden kann.

Die Minimierung der Schleifenfläche wird immer eine Faustregel sein, ist als solche aber nicht immer anwendbar. Aber die Kenntnis, welche Strecke der Rückstrom eines Signals nimmt, kann eine solide Grundlage bei der Planung von Leiterplatten, der Bestimmung der Pin-outs für Steckverbinder oder das Entwerfen und Erstellen von Testgeräten sein. Wird dies als fester Teil des Entwurfsprozesses berücksichtigt, können teure und zeitaufwendige Verzögerungen im Entwicklungsprozess vermieden werden. Sofern verfügbar, sollten die DFTRichtlinien eingesehen werden, weil diese zusätzliche Informationen enthalten, die die Testbarkeit von Prüflingen und die Zuverlässigkeit dieser Tests weiter verbessern.

■

Boundary-Scan JTAG-Boundary-Scan ist ein elektrisches Testverfahren, um Probleme im Testzugang mit meist komplexen, hochdichten Platten zu überwinden. Dabei werden alle Signale zwischen Kernlogik eines Boundary-Scan-kompatiblen Geräts und seiner Pins von einem seriellen Scan-Pfad abgefangen (Boundary-Scan-Register). Im Normalbetrieb haben diese Boundary-Scan-Zellen keine Wirkung; im Testmodus können sie jedoch die Werte der Geräte-Pins einstellen und/oder lesen. Komponenten wie FPGA, CPLD und CPU enthalten Boundary-Scan-Technologie, die es ermöglicht, die Schaltung digital mit einem JTAG-Controller und angehängter Software zu simulieren und zu testen, um eine präzise Standortund Fehlerursache identifizieren können.

30

megalink 3.15

M E S S TE C H N I K & S E N S O R I K

LABNOTEBOOK-FUNKTION ERLAUBT EFFIZIENTE DATENVERWALTUNG UND REPORTERSTELLUNG MIT DEM OSZILLOSKOP

Bestehendes sinnvoll verknüpft Die LabNotebook-Funktion von Teledyne LeCroy verknüpft die in einem modernen Oszilloskop vorhandenen Funktionen zu einem ganzheitlichen System. Dies vereinfacht das tägliche Arbeiten und ermöglicht durch die Zusammenfassung der Daten in einer zentralen Datenbank ganz neue Einsatzmöglichkeiten.

L

abNotebook ist ein Datenbanksystem, in dem mit einem Tastendruck gleichzeitig Rohdaten aller erfassten Signale, die dazugehörigen Geräteeinstellungen sowie eine Bildschirmkopie gespeichert werden. Viele einzelne dieser Funktionen sind an sich nicht neu, da es heute selbst bei günstigen Geräten üblich ist, Geräteeinstellungen sowie Rohdaten speichern zu können. Neu ist die Kombination all dieser Funktionen sowie deren Implementierung in das Gesamtsystem des Oszilloskops. Es ist bei LabNotebook mit einem Tastendruck möglich, alle wesentlichen Informationen im Eintrag gesammelt und strukturiert abzulegen. Ohne diese Möglichkeit müssten zunächst die Geräteeinstellung, dann die Daten der einzelnen Kanäle und danach eine Bildschirmkopie gespeichert werden. Sind diese Daten unvollständig benannt, ist es später nahezu unmöglich, diese richtig zu ordnen.

Datenrückimport ins DSO Ein wesentlicher Unterschied zu bisherigen Lösungen ist bei LabNotebook, dass die Signaldaten aus der Datenbank jederzeit wieder zurück in das DSO geladen und erneut analysiert werden können. Dies bedeutet, dass alle Signaldaten wieder in die bei der Erfassung gewählten Kanäle geladen werden, also zum Beispiel die Signalkurve von Kanal 1 wieder in den Kanal 1 des DSO und dies mit nur einem Tastendruck. Bisher mussten die Signale Kurve für Kurve in die Memoryspeicher geladen werden. Dabei ist zum einen die Anzahl der Memoryspeicher begrenzt, zum anderen sind bei vielen Geräten nicht alle für die Originalkanäle verfügbaren Mathematik- und Analysenfunktionen für diese Memorykanäle verfügbar.

AUTOR Thomas Stüber INFOS Teledyne LeCroy SA CH-1217 Meyrin Tel. +41 (0)62 897 64 64 contact.ch@lecroy.com www.lecroy.com

Mit LabNotebook werden neben den offensichtlichen Daten der Signalkurven automatisch alle für eine erneute Analyse benötigten Rohdaten gespeichert. Wird zum Beispiel auf einem Kanal eine FFT als Mathematik angewendet, so werden zu dieser FFT immer die Rohdaten des Kanals abgespeichert, aus der die FFT berechnet wird, unabhängig davon, ob der Anwender den Originalkanal am Oszilloskop angezeigt hat oder nicht. Somit ist es möglich, die auf diese Daten angewandte Mathematik zu verändern oder Messfehler durch eine falsch gewählte Fensterfunktion in der FFT zu korrigieren. Auf die mit LabNotebook zurückgelesenen Daten lassen sich somit alle Analysen wie zum Beispiel Parameter-Messungen oder Mathematik anwenden, genau wie bei einer normalen Signalerfassung. Neben dem Zurücklesen der Daten, werden mit LabNotebook die damit verknüpften Geräteeinstellungen zurück in das Oszilloskop geladen. Damit lässt sich jederzeit eine früher gemachte Messung nachvollziehen, oder es kann eine neue Messung mit den genau gleichen Einstellungen durchgeführt werden.

Datenversand per E-Mail Für die Datenspeicherung oder zur Weiterverarbeitung in anderen Anwendungen lassen sich einzelne Einträge oder ganze LabNotebook-Datenbanken als Zip-Archiv exportieren. Da diese Zip-Dateien keine ausführbaren Dateien enthalten, können diese problemlos per E-Mail versendet werden.

Die so gespeicherte Datenbank kann wieder in jedes andere Oszilloskop mit LabNotebook-Funktion zur Auswertung importiert werden. Dabei ist es nicht erforderlich, dass das Gerät, auf dem die Auswertung erfolgen soll, vom gleichen Typ ist wie das Modell, auf dem die Datenbank erzeugt wurde.

Die Analysemöglichkeiten sind dabei nur durch die Möglichkeiten des zur Analyse verwendeten Oszillo-skops sowie die auf dem Gerät installierten Softwareoptionen begrenzt.

Dies hat den Charme, dass die Erfassung der Daten mit einem einfacher ausgestatteten Oszilloskop möglich ist, beziehungsweise ist es möglich, die erfassten Daten für eine tiefer gehende Analyse in ein Oszilloskop mit umfassenden Optionen zur Analyse zu importieren.

So kann ein Labor ein solches Gerät vielfach

Bild 1: LabNotebook ermöglicht mit einem Tastendruck eine Bildschirmkopie, die Rohdaten sowie die Geräteinstellung in einer Datenbank zu speichern. Diese Daten lassen sich bei Bedarf direkt wieder in das DSO zurückladen.

Bilder: Teledyne LeCroy

einzufügen, um die Daten später besser zuordnen zu können.

Steht für die nachträgliche Auswertung kein Teledyne-LeCroy-Oszilloskop zur Verfügung, Umfangreiche Dokumentationsmöglichkeiten Neben diesen Möglichkeiten beinhaltet LabNo- so können die LabNotebook-Daten mit der tebook umfangreiche Möglichkeiten, um Be- Software WaveStudio geöffnet und analyrichte direkt auf dem Oszilloskop zu erstellen. siert werden. Diese Software ist auf der Die Ausgabe des Berichts kann dabei direkt im Teledyne-LeCroy-Website kostenfrei erhältlich und enthält einGerät als PDF., HTMLfach gehaltene Anaoder RTF-Format er«Daten lassen sich auf anderen lysefunktionen wie folgen, ohne dass eiOszilloskopen mit Zoom, Cursor und ne Zusatzsoftware inLabNotebook-Funktion analysieren» Messparameter. Dastalliert werden neben beinhaltet muss. Der Bericht diese Software nützbeinhaltet neben einer Bildschirmkopie Informationen zum auf liche Tools wie ein Datenkonverter, der das dem Oszilloskop angemeldeten Nutzer, das LeCroy-spezifische Datenformat in ASCII Datum, die Uhrzeit sowie alle wichtigen Gerä- umwandelt, eine Terminalfunktion zum Testeeinstellungen. Es ist möglich, zusätzliche In- ten der Fernsteuerfunktion, eine Remote formationen, Markierungen wie Pfeile und Krei- Desktop zum Fernbedienen des DSO und ■ se sowie Kommentare in den Bericht diverse andere hilfreiche Tools. nutzen, obwohl die Daten von einfachen und eventuell portablen Modellen erfasst wurden.

Bild 3: Mit dem kostenfreien Tool WaveStudio lassen sich LabNotebook-Daten einlesen und analysieren.

32

megalink 3.15

M E S S TE C H N I K & S E N S O R I K

ABSOLUTE FEEDBACKSYSTEME DER BAUREIHE BML FÜR ANBAU ODER INTEGRATION IN ANTRIEBSSYSTEME

Absolute Antriebslösungen Firmenbeitrag – Die exakte, echtzeitfähige und absolute Erfassung der Wellen- oder Schlittenposition ist Voraussetzung für ein ressourcenschonendes, energieeffizientes, regelgenaues und intelligentes Antriebskonzept. Die Baureihe BML von Balluff mit ihren sehr genau und sehr schnell arbeitenden absoluten Weg- und Winkelmesssystemen wird diesen Anforderungen gerecht.

D

ie Vorzüge absoluter Messsysteme, wie sofortige Einsatzbereitschaft beim Einschalten, kein Positionsverlust bei ungeplanten Stopps oder ein schnelles Anfahren auch bei komplizierten Mehrachsapplikationen, sind allgemein bekannt. Lineare Ausführungen der magnetcodierten Systeme kommen schon lange bei der Positionsüberwachung der x-, y-, und z-Achsen in Werkzeugmaschinen oder in Direktantrieben von pick-and-place-Automatisierungssystemen zum Einsatz. Viele Anwender nutzen diese als kostengünstige und robuste Alternative zu Glasmassstäben. Auch finden sie sich in vollelektrischen Mikrospritzgiesssystemen, in denen sie beim Plastifizierungsvorgang Einspritzmenge und Druckhaltung präzise kontrollieren. Als hochdynamische Systeme werden sie ebenso in Druckereien bei der digitalen Druckplattenbelichtung geschätzt.

Dort sorgen sie in den elektrischen Antriebsachsen als robuste Alternative zu hochgenauen optischen Verfahren für ein Echtzeit-Feedback mit hoher Gleichlaufgüte.

Direktantrieb mit integriertem, linearem Permagnet-Feedbacksystem in einem pick-and-place-Automatisierungssystem.

Bilder: Balluff

Systemaufbau Magnetcodierte Weg- und Winkelmesssysteme setzen sich aus einem Sensorkopf und einem magnetisch codierten MagnetMassköper zusammen, den es in linearer sowie in rotativer Ausführung gibt. Der Sensorkopf gleitet in einem Abstand von bis zu 2 mm über den mit wechselnder Polarität magnetcodierten Massköper. Da die Systeme magnetisch und berührungslos arbeiten, sind sie unempfindlich gegenüber Temperaturwechsel und Verschmutzung, zum Beispiel durch Staub und Öl oder Verschleiss.

AUTOR Bernhard Hahn Industriemanager elektrische Antriebe INFOS Balluff Sensortechnik AG CH-8953 Dietikon Tel. +41 (0)43 322 32 40 sensortechnik@balluff.ch www.balluff.com

Direkt messende magnetcodierte Weg- und Winkelsysteme BML stellen eine hohe Reproduzierbarkeit und Regeldynamik sicher.

M E S S TE C H N I K & S E N S O R I K

Deutliche Unterschiede gibt es in der Qualität der Magnetmasskörper, die wesentlich von der Stärke und Gleichmässigkeit der Magnetfelder bestimmt wird.

Permagnet-Nonius-Feedback-Technologie Balluff setzt hier auf die Permagnet-NoniusTechnologie. Diese wurde erstmals bei der Weiterentwicklung von Festplattenspeichern eingesetzt und erlaubte eine dichtere Packung von Bits, wodurch eine signifikante Erhöhung der Speicherkapazität erreicht wurde. Durch die senkrechte Anordnung der Nord/Südpole wird eine gleichmässige und konzentrierte Ausrichtung der Elementarmagnete erreicht. Durch die konzentrierte Ausrichtung der Magnetfelder können die Übergänge der Pole extrem genau abgetastet werden, was eine hohe Messqualität bewirkt. Im Vergleich zu herkömmlichen Systemen, die mit longitudinaler (in Längsrichtung) Magnetisierungstechnologie gefertigt sind, zeichnen sich die BML-Systeme mit Permagnet-Massköper durch eine extrem hohe Störsicherheit, niedrige Hysterese und minimale Linearitätsabweichung aus.

Sie sind als Code-Scheiben für rotative Bewegungen und in Bandform als selbst konfektionierbare Rollenware bis 48 000 mm für lineare Bewegungen in absoluter und inkrementeller Ausführung verfügbar.

back ist eine Alternative zu herkömmlichen magnetischen oder optischen Lösungen zur präzisen Regelung von Motoren und Antrieben. Das Besondere: Die Lösung für rotative Anwendungen benötigt wenig Platz, der je nach Design des Aufbaus bei lediglich 12 bis 20 mm in der Länge und 30 mm im Durchmesser liegt.

Erwähnenswert ist der grosse Luftspalt von bis zu 0,5 mm zwischen Codescheibe und Auswerteelektronik im Vergleich zu optischen Systemen. Er ermöglicht bei der Serienproduktion von Motoren und Aktoren eine flexiblere und damit vereinfachte Montage.

Wer nun vermutet, dass sich die moderaten Montagetoleranzen und der grosse Abstand zwischen Codescheibe und Auswerteelektronik (<0,5 mm) negativ auf die Systemgenauigkeit auswirken, irrt sich. Die neue Lösung erreicht eine Systemgenauigkeit von <0,2° bei bis zu 17 bit Auflösung.

Kern der magnetischen Abtastung und Signalerzeugung ist eine voll integrierte Single-

3.15 megalink

33

Chip-Lösung. Die Positionsdaten werden in Echtzeit erzeugt und über antriebstechnisch-typische Schnittstellen in absoluter Form als SSI- oder bidirektionale BISS-CSchnittstelle zur Verfügung gestellt. Zusätzlich stehen die inkrementellen sin/cos und ABZ-Signale bereit.

Kit zur Ermittlung der optimalen Lösung Ausser dem BML-Encoder-Kit bietet Balluff einen Evaluation-Kit an. Er beinhaltet ein Permagnet perpendikular magnetisiertes, absolutes Winkelmesssystem mit hoher Systemgenauigkeit. Es bietet wie das Encoder-Kit vielfältige serielle (absolute) und inkrementelle Schnittstellen zur Anbindung an verschiedenste Regelungssysteme. Die Handhabung ist einfach. Adaptiert an den Antrieb, kann der Anwender mithilfe des BISS-USB-Adapters und einer bereitgestellten Evaluation-Software erforderliche Systemtests durchführen und daraus seine individuelle, optimale Lösung ableiten.

■

Einfache Integration in rotative Anwendungen Mit dem BML-Encoder-Kit «Disc 30» verfügen Konstrukteure über eine hochgenaue absolute Feedbacklösung, die sich einfach direkt in Motoren und Aktoren integrieren lässt. Das BML-Permagnet-Encoder-Feed-

Prinzipieller Aufbau eines absoluten Motor-Feedback-Systems mit Single-Chip-Auswertung für SSI, BISS-C inklusive sin/cos und ABZ.

Baureihe BML

Das Motor-Feedback-Evolution-Kit ist ein All-in-one-Paket und bietet in einer Ausführung eine Testumgebung mit einer vielfältigen, absoluten und inkrementellen Schnittstellenauswahl.

Mit der Baureihe BML bietet Balluff robuste, sehr genaue und sehr schnell arbeitende absolute Wegund Winkelmesssysteme als Feedbacksysteme, die sich ideal zum Anbau oder der direkten Integration in Antriebs- und Positioniersysteme eignen. Mit den magnetcodierten, absoluten Weg- und Winkelmesssystemen in Permagnet-Nonius-Technologie im IP67-Gehäuse, lassen sich beispielsweise schnell und sicher die Formate, Hübe und Endlagen von Achsen automatisiert verstellen. Ausserdem garantiert ihre exakt auf das Produkt abgestimmte dynamische Antriebsregelung bei maximaler Hubzahl einen energieeffizienten Fertigungsprozess. Die extrem kleinen Anbausysteme im Metallgehäuse finden selbst in engsten Einbauräumen ihren Platz, während offene Kits sich hervorragend zur individuellen Integration in elektrische Antriebe eignen.

34

megalink 3.15

B A U E L E M E N TE

Die Anforderungen an Stromversorgungen für Bahnanwendungen unterscheiden sich nicht gross von denen für industrielle Applikationen.

Bild: iStock

STROMVERSORGUNGEN DER DIN-RAILWAY-SERIE ERFÜLLEN HOHE ANFORDERUNGEN DER EN 50155

Puls geht auf die Schiene Puls erweitert die Einsatzfelder für seine Stromversorgungen. Nachdem die Münchner im vergangenen Herbst erstmals eine Serie fürs mittlere Marktsegment vorstellten, folgen mit der DIN-Railway-Reihe nun Lösungen für die Schiene. Diese umfasst drei neue DC/DC-Wandler sowie je zwei modifizierte ein- und drei-phasige Stromversorgungen.

D

ie industriellen Stromversorgungen von Puls haben einen guten Ruf. Wieso diesen also nicht nutzen, um in anderen Marktsegmenten mit speziellen Branchenlösungen Fuss zu fassen? Dieser Gedanke veranlasste zumindestens die Verantwortlichen beim bayrischen Hersteller zu umfangreichen Analysen und Recherchen. Dabei stellte sich unter anderem heraus, dass sich schon mit geringfügigen Modifikationen die sehr hohen Anforderungen der Bahnnorm EN 50155 erfüllen lassen. Und diese sind nicht ohne! Immerhin hat diese das erklärte Ziel, die Funktionsfähigkeit der in einem Zug eingesetzten Elektronik für einen Dauerbetrieb von zwanzig Jahren, also über 175 000

AUTOR Markus Back, Redaktion Megalink INFOS Puls Electronic GmbH CH-5108 Oberflachs Tel. +41 (0)56 450 18 10 info@puls-power.ch www.puls-power.ch

Stunden, zu garantieren. Dabei definiert die Norm nicht nur die Anforderungen, die unter allen denkbaren Umweltbedingungen einzuhalten sind, sondern gibt ausserdem den Umgang mit Schwankungen der Versorgungsspannung und deren Transienten vor.

Umgebungstemperatur Ist die EN 50155 durch die wild-malerischen Landschaften inspiriert, die der Glacier- oder aber auch der Bernina-Express durchfahren?

Schliesslich bieten beide Strecken der Rhätischen Bahn nicht nur atemberaubende Perspektiven, sondern jede Menge Tunnels.

Und in diesen besteht beim Durchfahren die Gefahr thermischer Schocks, weshalb die Bahnnorm einen Temperaturanstieg beziehungsweise ein -gefälle von 3°/s in einem Bereich von –40 bis 85°C definiert. Aufgrund dieser Extreme, der thermischen Anstiegsraten und der Feuchtigkeit müssen sämtliche Bauelemente und die Leiterplatte der Kondensation widerstehen. Dieser Anforderung werden die sieben Mitglieder der DIN-Railway-Serie durch eine spezielle Schutzlackierung gerecht.

Feuchtigkeit Ein abendlicher Spaziergang am Vierwaldstättersee kann eine Tortur sein. Dabei sind es aber nicht die Stechmücken, die einem das sommerliche Vergnügen vermiesen!

Weil sich im Pilatusgebiet gerne die Wolken stauen, kleben angesichts der Luftfeuchtigkeit Hemd und Hose förmlich am Körper.

Nicht viel besser geht es den Komponenten, die sich an Bord der Pilatusbahn befinden. Geschützt werden sie glücklicherweise durch generelle Richtlinien der EN 50155.

Diese definiert eine relative Feuchte von 75 Prozent im Durchschnitt, wobei die Kondensatoren, Spulen und so weiter an 30 aufeinanderfolgenden Tagen einer relativen Feuchte von 95 Prozent standhalten müssen.

Erreicht wird das entweder durch wasserdichte Gehäuse oder schutzlackierte Baugruppen.

EMV-Festigkeit Das in den Fahrleitungen des Rangierbahnhofs Limmattal verbaute Kupfer wäre ein schönes Vorruhestandsgeld. Da auf den Diebstahl und die Hehlerei von Rohstoffen

B A U E L E M E N TE

3.15 megalink

QS10.241-C1

CPS20.241-C1

CT10.241-C1

QT20.241-C1

QS5-241-60

QS10-241-60

CPS20.241-60

Eingangsspannung

AC 100 bis 240 V

AC 100 bis 240 V

3AC 380 bis 480 V

3AC 380 480 V

DC 110 V

DC 110 V

DC 110 V

Ausgangsspannung

24 bis 28 VDC

24 bis 28 VDC

24 bis 28 VDC

24 bis 28 VDC

24 bis 28 VDC

24 bis 28 VDC

24,5 VDC

Ausgangsstrom

8,6 bis 10 A

17,1 bis 20 A

8,6 bis 10 A

17,5 bis 20 A

6,3 bis 5,4 A

12,5 bis 10,7 A

16,3 A

Pufferzeit

20 ms

20 ms

20 ms

20 ms

30 ms

10 ms

30 ms

Wirkungsgrad

93,5 %

94,0 %

92,9 %

95,0 %

91,4 %

92,5 %

94 %

Verlustleistung

16,7 W

30,6 W

18,3 W

25,3 W

9,7 W

16,2 W

25,7 W

Betriebstemperaturbereich

–25 bis 70°C

–25 bis 70°C

–25 bis 70°C

–25 bis 70°C

–25 bis 70°C; 85°C/10 min

–40 bis 70°C; 85°C/10 min

–40 bis 70°C; 85 °C/10 min

Derating ab 60°C

6 W / °C

12 W / °C

6 W / °C

12 W / °C

–

–

–

Schutzart/Schutzklasse

IP20 / I

IP20 / I

IP20 / I

IP20 / I

IP20 / I

IP20 / I

IP20 / I ja / –

35

Parallel/Serienschaltbar

ja / ja

ja / ja

ja / ja

ja / ja

ja / ja

ja / ja

Abmessungen

60 x 124 x 117 mm

65 x 124 x 117 mm

62 x 124 x 117 mm

65 x 124 x 127 mm

40 x 124 x 117 mm

60 x 124 x 117 mm

65 x 124 x 127 mm

Gewicht

900 g

1000 g

750 g

870 g

620 g

900 g

940 g

Die neuen Stromversorgungen der Bahnanwendungen im Detail.

jedoch hohe Haftstrafen stehen, bleiben diese weiter hängen und tragen so zu elektromagnetischen Störeinflüssen bei. Daher müssen Geräte für Bahnanwendungen eine Transienten-/Burst-Festigkeit entsprechend EN 50121-3-2 und EN 61000-4-4 nachweisen. Die Einstrahlfestigkeit gegen Funksender regelt die EN 50121-3-2- und die Abstrahlung von Funkwellen die EN 50121-3-2.

Die notwendige EMV-Festigkeit erhält die DIN-Railway-Serie durch eine störungsarme Schaltungstopologie, die auf einem innovativen und robusten Design basiert.

Brandschutz Wo viele elektronische Komponenten auf so engem Raum wie in einer Lokomotive bauen, summiert sich selbst die Verlustwärme von Geräten mit hohem Wirkungsgrad schnell zu saunahaften Temperaturen. Daher definiert im Bahnbereich die EN 455452 die Anforderungen an das Brandverhalten

von Materialien und Komponenten. Um Kunststoffe für bestimmte Betriebs- und Bauartsklassen von Schienenfahrzeugen zu qualifizieren, beschreibt die Norm auf Basis verschiedener Requirement Sets (R) Prüfmethoden zur Ermittlung von Gefährdungsstufen (HL – Hazard Levels). Dabei entspricht HL3 den höchsten Anforderungen.

Sämtliche Geräte der DIN-Railway-Serie entsprechen bereits der neuen Brandschutznorm EN 45545-1 und sind nicht vergossen.

Diese Massnahme reduziert die Brandlast und macht die Geräte zu wahren Fliegengewichten. Das QS5.241-60 wiegt bei einer Ausgangsleistung von 100 W beispielsweise gerade einmal 620 g.

Stoss und Vibration Die EN 50155 beschreibt Testmethoden und Grenzwerte, die in der EN 61373 (Rüttelfestigkeit) genau festgelegt sind. Diese Norm stellt deutlich schärfere Prüfbedingungen

dar als bei industriellen Stromversorgungen verlangt. Daher konzentrierte sich ein Teil der Modifikation der bestehenden PulsStromversorgungen genau auf diesen Bereich. Diese strengen Vorgaben erlauben sogar einen Einbau der DIN-Railway-Serie im Fahrzeugkasten, auf dem Dach oder im Unterflurbereich.

Schlussbetrachtung Mit der DIN-Railway-Serie stellt Puls Stromversorgungen für den Bahnbereich bereit, deren Konzept sich bereits tausendfach in der Industrie bewährt hat. Die Anwender können dabei aus einer ganzen Palette von 1- und 3-phasigen Geräten sowie DC/DCWandlern, die sich allesamt auf DIN-Schiene montieren lassen, wählen. Deren Verlustwärme wird ausschliesslich über natürliche Konvektion abgeführt, wodurch bewegliche, mechanische Bauteile entfallen. Zudem verfügt die kompakte Serie über rüttelsichere Federkraftklemmen, ist äusserst leicht und bietet hohe Wirkungsgrade.

■

Die drei komplett neu entwickelten DC/DC-Wandler für Bahnanwendungen.

Bild: Puls Dieses Umfeld stellt besondere Herausforderungen an Stromversorgungen.

Bild: iStock

Quersektion 200

«Networks & Communication»

ENTWICKLUNG EIGENER HARDWARE FÜR SMARTE EMBEDDED-SYSTEME

Schneller ans Ziel Ob intelligenter Sensor am IoT, ein Embedded-Webserver oder ein Messnetzwerk: Der Anwendungsentwickler kann mit LabView schnell Ergebnisse erzielen und die Machbarkeit seiner Idee im Labor prüfen. Doch für das Serienprodukt müssen Hard- und Software meist neu entwickelt werden.

Günstiger wird es, wenn die LabView-Vorarbeiten wiederverwendet werden können.

D

ie hier vorgestellten Hardwareplattformen (Bild 1) unterscheiden sich weder äusserlich noch funktionell von den Klassikern. Ihr besonderer Wert ist die Programmierbarkeit mit LabView und die damit verbundene dreifache Entwicklungsbeschleunigung: 1. Die verschiedenen Programmiermodelle lassen sich flexibel nutzen, passend zur Aufgabenstellung oder Präferenz des Entwicklers. Eine Regeltechnik-Idee zum Beispiel lässt sich in Matlab-Notation umsetzen und ausführen. Sie kann ebenso in

das grafische LabView-Blockdiagramm eingefügt werden wie Differenzialgleichungen, die nach Model-Based-Design entworfen wurden. Statecharts vereinfachen indes komplizierte Ablauflogik und eine C-Code-Schnittstelle ermöglicht das Einbinden bestehender C-Algorithmen oder den direkten Zugriff auf Hardware oder Betriebssystem.

2. Ein LabView-Programmierer erhält mächtige Unterstützung, die er ohne zeitaufwendige Entwicklung sofort nutzen kann.

Swiss Technology Network swissT.net Quersektion 200 Networks & Communication 8604 Volketswil Tel. 044 947 50 90 info@swisst.net Präsident: Christian Studer (ITRIS Enterprise AG) Vorstand: Stéphane Rey (WAGO Contact SA) Max Felser (Berner Fachhochschule) Urs Thönen (Phoenix Contact AG) Adrian Frutig (Harting AG)

Bild 1: LabView auf Einsteckmodulen für individuelle Baseboards (links), fertigen Singleboard-Computern (rechts) oder Kompletthardware.

Bilder: Schmid-Elektronik

KO M M U N I K A TI O N

Von Bibliotheken für Mathematik und Signalverarbeitung über Toolkits (Filter, Regler, Sound & Vibration, Vision, Motion etc.) und Echtzeitsynchronisierung dezentraler Systeme bis hin zu modernen Bedienstrategien (Smartphone, Tablets) und Datenkommunikation (Cloud, Realtime-Ethernet).

3. Timing, Betriebssystem, Multitasking, Multicore und unterlegte Hardware werden komfortabel abstrahiert. Die LabView-Anwendung lässt sich damit ohne Detailkenntnisse zum Unterbau per Knopfdruck auf die eigene EmbeddedHardware laden und dort in Echtzeit und im 24/7-Betrieb ausführen.

Mit diesem Rüstzeug lassen sich smarte Embedded-Systeme, deren Software im Vergleich herkömmlicher Systeme eine höhere Funktionalität und Komplexität aufweisen, entspannter entwickeln. Dank LabView müssen Entscheidungsträger die Embedded-Softwareentwicklung nicht mehr auslagern, sondern können dieses Wissen im Hause behalten.

3.15 megalink

37

Bild 2: LabView-Singleboard-Computer mit skalierbarer Rechenleistung, vom «Z48-S1» als Hutschiene (links) über den «ZMC» im PC104-Format (Mitte) bis zur «sbRIO-9636» Europakarte (rechts).

vom Hutschienen- über das PC-104- bis hin zum Europaformat. Die Hardwarefunktionalität reicht vom Analog- und Digital-I/O über alle Standard-Kommunikationskanäle bis zum Farb-TFT mit Multi-Touch. Die Hardwarefunktionen sind an den Klemmen definitiv festgelegt und erschweren ein Anbinden spezieller Hardwarebausteine. Dies wird entweder mit Standardbussystemen oder Erweiterungssteckern gelöst.

Einfach nutzbare Singleboard-Computer Der Vorteil von Singleboard-Computern (SBC) mit an Klemmen abgreifbarem I/O liegt auf der Hand: Sie sind sofort betriebsbereit. Sensoren, Aktoren und Kommunikationskabel müssen nur mit dem PC verbun- Mittelweg Zweiplatinenansatz den und LabView gestartet werden, schon Ein Mix aus einem Standardmodul und eikann die Embedded-Applikationsentwi- nem kundenspezifischen Baseboard kombicklung ohne weitere Vorarbeit beginnen. niert die Vorteile aus Single-board-CompuDas macht SBC für Machbarkeitsstudien, ter und Kompletthardware (Bild 3 links). Die Rapid Prototyping und Kleinserien interes- Komplexität der Baseboards ist deutlich gesant. Die CPU-Leistungsklassen skalieren ringer als bei Mikroprozessor-Kompletthardware (Bild 3 vom «Z48-S1» «Beim Zweiplatinenansatz müssen zu (Bild 2, links) rechts), denn Entwicklungsbeginn noch nicht alle die kritischen und «ZMC» (Bild 2, Mitte) Schaltungsteile Anforderungen in Stein gemeisselt sein.» um CPU und mit 500 MHz Fixed-Point-DSP bis zum NI «sbRIO 9636» Memory mit hoher Anforderung an Signalin(Bild 2, rechts) mit 400 MHz- Floating- tegrität sind schon auf dem Einsteckmodul Point-Power-PC. Die Formfaktoren variieren realisiert. Ausserdem werden abgekündigte

Bild 3: Bei Kompletthardware (rechts) werden Einsteckmodul und individuelles Baseboard (links) verbunden.

Bauteile im Prozessorbereich durch den Hersteller nach Form-Fit-Function ersetzt.

Die Speisungen können einfach gehalten werden.

Nahezu jeder am Markt verfügbare I/O-Baustein lässt sich nun ans System anbinden, zum Beispiel über digitale I/O, synchrone (SPI) und asynchrone (UART) serielle Schnittstellen oder parallele High-SpeedBussysteme. Von der Funktionalität her bietet der Zweiplatinenansatz ähnliches wie bei Singleboard-Computern, lässt sich im Vergleich aber beliebig erweitern. In der LabView-Umgebung steht für jede dieser Hardwarefunktionen ein Virtuelles Instrument (VI = Funktionsblock / Treiber) zur Verfügung.

Der Vorteil dabei ist ein nahtloses Anpassen von Hardware in Form und Funktion an jede beliebige Aufgabenstellung. Ausserdem müssen zu Beginn der Entwicklung, beispielsweise beim Rapid Prototyping, noch nicht alle Anforderungen in Stein gemeisselt sein, denn Baseboards lassen sich schnell ändern. Diese Flexibilität hat jedoch ihren Preis: Im Vergleich zum Singleboard-Computer muss beim Zweiplatinenansatz immer

38

megalink 3.15

KO M M U N I K A TI O N

Bild 4: Winziger Briefmarkenrechner «CM-BF548-LV» (links), wirtschaftliches Scheckkartenmodul «Z48-C1» (Mitte) und leistungsfähiges Multicore-ARM9 System-On-Module NI «sbRIO-9651» (rechts) mit FPGA und Echtzeit-Linux.

zuerst Hardware in Form eines Baseboards entwickelt werden. In den folgenden Abschnitten wird näher auf die Einsteckmodule eingegangen.

Kleinstrechner im Briefmarkenformat Rechner im Briefmarkenformat wie das «CM-BF548-LV»-Modul (Bild 4 links) werden auch Coremodule (CM) genannt. Sie bestehen aus Prozessor, Chipsatz und Memory und sind auf einem miniaturisierten Board zusammengepackt. Die Prozessorsignale inklusive Adress-, Daten- und Controlbus sind auf einen High-Density-Stecker geführt. Das Kleinstformat und der niedrige Stromverbrauch macht sie interessant für mobile Anwendungen, miniaturisierte Mess-, Steuer- und Regelgeräte in der Grösse einer Streichholzschachtel oder intelligente, dezentrale Sensorknoten. Der Aufwand zur Entwicklung der Baseboards ist wegen der geforderten Signalintegrität und hohen Packungsdichte nicht zu unterschätzen. Als Daumenregel ist er etwa zwischen einer Scheckkarten-Zweiplatinenlösung und Kompletthardware einzustufen.

Einsteckmodule im Scheckkartenformat Computer-On-Modules (COM) oder System-On-Modules (SOM) integrieren im Vergleich zur Briefmarke neben CPU und Memory zusätzlich Digital- und Kommunikations-I/O und teilweise Analog-I/O. Dies macht das Baseboarddesign deutlich einfacher. Gegenwärtig stehen im Scheckkartenformat zwei Modultypen zur Verfügung: das Mixed-Signal-COM «Z48-C1» (Bild 4, Mitte) und das digitale SOM «NI sbRIO-9651» (Bild 4, rechts). Die Signale werden beim COM über einen robusten Stecker im einfach zu verbindenden 2,0-mm-Raster auf das Baseboard geführt. Je nach Komplexität kann dieses vier- oder nur zweilagig sein.

Zusammen mit den Analogeingängen lassen sich damit einfach Mess-, Steuer- und Regelsysteme entwickeln. Das SOM deckt die obere Leistungsklasse ab: Neben einem High-Speed Dualcore-ARM9 mit FPGA steht genügend Speicher und Peripherie zur Verfügung. Über einen robusten 320-PolVerbindungsstecker gelangen die Signale auf das Baseboard. Dieser Stecker zwischen SOM und Baseboard ist ein BGA (Ball Grid Array) und erfordert Multilayertechnik ab vier Lagen sowie maschinelle Bestückung.

Mikroprozessor-Kompletthardware Sind nach dem Prototyping mittels Briefmarken-Coremodulen oder ScheckkartenCOMs alle Anforderungen bekannt, lassen sich die Einsteckmodule mit dem Baseboard verbinden. Das Ergebnis ist ein kundenspezifisches, komplett integriertes Mikroprozessorboard (Bild 3, rechts), welches in mittleren und grossen Stückzahlen zu üblichen Bestückpreisen hergestellt werden kann. Seine spezifische LabView-Hardware kann der Kunde entwickeln, produzieren und testen lassen oder dies in Lizenz selber tun. Letzteres klingt auf den ersten Blick interessant. Vorher sollten jedoch einige kritische Fragen geprüft werden: Ist das nötige Hardware-Entwickler-Know-how (BGA, 8-10-Layer, Signalintegrität) vorhanden? Wurde genügend Entwicklungsaufwand einkalkuliert? Was, wenn ein Baustein abgekündigt wird? Gerade bei letztem Punkt unterscheidet sich die Kompletthardware vom Zweiplatinenansatz, denn es bedeutet ein Redesign.

Eigene Hardware mit C-Code-Generator In der Embedded-Welt der Mikrocontroller, Mikroprozessoren und DSPs ist die Sprache C heute der Standard. Hier setzt National

Instruments ANSI-C-Code-Generator an. Er übersetzt ein grafisches LabView-Diagramm/-Blockschaltbild inklusive Mathematik- und Signalverarbeitungs-VIs in neutralen ANSI-C-Code. Schmid Elektronik kombiniert diese Technologie mit der Funktionalität der Singleboard-Computer, dem Briefmarkenrechner, dem Scheckkarten-COM und kundenspezifischer Kompletthardware. Der so erzeugte Embedded-Applikations-C-Code wird mit dem Quellcode eines Mikrokernels verlinkt, mit den gängigen Tools (Compiler, Linker, Loader) in eine echtzeitfähige Standalone-Firmware gebaut und ins Flashmemory der Zielhardware geladen. Von dort bootet die Anwendung direkt in weniger als einer Sekunde, geht in einen zuverlässigen 24/7-Echtzeit-Betrieb über und ist gegen Einflüsse von aussen weitgehend unempfindlich.

Maximale Flexibilität dank Echtzeit-Linux Das NI «sbRIO-9651» System-On-Module (Bild 4, rechts) und wohl auch zukünftige Versionen des NI «sbRIO 9636» SingleBoard-Computers (Bild 2, rechts) werden durch Echtzeit-Linux betrieben. Dank dessen Beliebtheit und weltweiter Verbreitung sowie dazugehörigem Ökosystem eröffnen sich speziell für vernetzte, smarte Embedded Systems neue Möglichkeiten. Installiert ist die für den Embedded-Bereich optimierte Angström-Distribution mit einem Repository auf den Servern von NI. Damit lässt sich die Spielwiese des Linux-Ökosystems nutzen, ob SQL-Datenbank, Apache-Webserver oder QT-GUI. Darüber hinaus besteht über das native «C-API» von LabView die Möglichkeit, auf die Bibliotheken des Linux-Betriebssystems zuzugreifen. Als Bootloader dient U-boot. Das Timing bietet sich im System stufenlos an: vom Worktask im s- und ms-Bereich über zeitkritische Tasks mit Jitter zwischen 10 und 100 μs bis zu harter Echtzeit im einstelligen μs- oder sogar ns-Bereich. Letztere Zeiten garantieren FPGA. ■

AUTOR Marco Schmid INFOS Schmid Elektronik AG CH-9542 Münchwilen TG Tel. +41 (0)71 969 35 80 info@schmid-elektronik.ch www.schmid-elektronik.ch

KO M M U N I K A TI O N

3.15 megalink

39

COMPONA VERTREIBT PROTOKOLLKONVERTER DER UNIGATE-SERIE VON DEUTSCHMANN AUTOMATION

Flexible Kommunikationslösungen Die grosse Varianz der eingesetzten Feldbusse und die zunehmende Kommunikation zwischen den Produktionseinheiten stellt Maschinen- und Anlagenbauer vor grosse Herausforderungen. Abhilfe schaffen die Protokollkonverter der Unigate-Serie, indem sie nahezu jede Automatisierungskomponente ins Gesamtsystem einbinden.

D

urchgängige Datenkommunikation und die Vernetzung von Produktionseinheiten, Maschinen und ERP- Systemen gewinnen immer mehr an Bedeutung. Die sehrgrosse Varianz, der im industriellen Umfeld eingesetzten Busstandards und -protokolle erhöhen den Software- und Hardwareaufwand bei der Vernetzung. Hersteller von Sensoren, Lesegeräten und anderen Komponenten müssen daher eine hohe Vielfalt an verschiedenen Schnittstellen entwickeln, um ihre Produkte anbindungsfähig zu gestalten. Die Lösung sind hier die Protokollkonverter der Unigate-Serie von Deutschmann Automation. Sie verbinden einzelne Automatisierungskomponenten zuverlässig mit nahezu jedem Feldbus- oder IndustrialEthernet- Standard. Hierbei ist es unerheblich, ob es sich um Vernetzung einzelner Komponenten handelt oder komplette Anlagen oder Anlagenteile vernetzt werden.

Die Kommunikation mit dem jeweiligen Bussystem erfolgt über die Auswahl eines marktüblichen Protokolls wie Modbus ASCII oder Modbus RTU (Master/Slave). Diese

Die Protokollkonverter der Serie Unigate IC sind eine Platinenlösung.

Protokolle sind vorinstalliert und werden über ein Konfigurationstool ausgewählt. Für spezielle Aufgaben oder proprietäre Protokolle, welche vom Standard abweichen, bie-

Die Protokollkonverter der Serie Unigate CL sind in ein praktisches Gehäuse, das sich zur Hutschienenmontage eignet, integriert.

Bilder: Deutschmann Automation

ten die Konverter die Möglichkeit, mithilfe einer einfachen Scriptsprache diese ebenfalls zu integrieren. Auf diese Weise können selbst komplexere Aufgaben der Kommunikation aus der Steuerung in den Konverter ausgelagert werden, was den Aufwand bei der Softwareentwicklung deutlich verringert.

Hierbei spielt es keine Rolle, ob das Script selbst mithilfe des verfügbaren Protocol Developers erstellt wird oder die bereits mitgelieferten Templates verwendet werden.

Beinahe alle Konverter sind entweder als fertige Module im praktischen Gehäuse zur Hutschienenmontage oder als «embedded Version» auf Platinen im DIL32 -Format mit Versorgungsspannungen von 3,3 oder 5,5 V erhältlich.Damit bieten die Konverter ein Höchstmass an Flexibilität beim Hard- und Softwaredesign und sparen die teure Entwicklung von Schnittstellen.

INFOS Compona AG CH-8320 Fehraltorf Tel. +41 (0)848 840 100 info@compona.com www.compona.com

40

megalink 3.15

P R O D U K T Ü B E R S I C H TE N D E Z E N TR A L E E / A

Anbieter B&R Industrie-Automation AG B&R Industrie-Automation AG Homepage www.br-automation.com www.br-automation.com

Balluff Sensortechnik AG www.balluff.ch

Bosch Rexroth Schweiz AG www.boschrexroth.ch

X67-System

IO-Link-Master

IndraControl S67

IP67

IP67

IP67

steuerungsabhängig

unbegrenzt

unbegrenzt

X67BC

IO-Link

Feldbuskoppler

dig. E/A pro Buskop. bzw. Remote E/A zykluszeitabhängig

zykluszeitabhängig

276 frei programmierbare E/A

520

ana. E/A pro Buskop. bzw. Remote E/A zykluszeitabhängig

zykluszeitabhängig

64 Eingänge

256

Produktname X20-System Schutzart IP20 max. E/A-Stationen im Gesamtsystem steuerungsabhängig Buskoppler-Typ bzw. Remote E/A X20BC

Anzeige Diagnoseinformationen am Signal- und Busstatus, Draht- Signal- und Busstatus, Draht- Status, Kurzschluss, Buskoppler bzw. Remote E/A bruch, Kurzschluss, Überlast bruch, Kurzschluss, Überlast Überlast Programmierung Ethernet-Buskoppler/ IEC 61131-3 Sprachen, KOP, FUB, IEC 61131-3 Sprachen, KOP, FUB, abhängig von der Steuerung Feldbus-Controller AWL, ST sowie C und C++ AWL, ST sowie C und C++ Programmspeichergrösse steuerungsabhängig

steuerungsabhängig

–

Status, Kurzschluss, Überlast – –

Kommunikationsprotokolle Powerlink, Modbus-TCP, Pro- Powerlink, Modbus-TCP, Pro- Ethernet, Profinet, CANopen, Sercos, Profinet, Profibus, Ethernet/Feldbus finet, Profibus DP, CANopen, finet, Profibus DP, CANopen, DeviceNet, Ethercat, CC-Link, EtherNet/IP, Modbus TCP Profibus openSafety, DeviceNet, etc. openSafety, DeviceNet, etc.

Serielle Schnittstellen Optional RS232/422/485 Besonderheiten des Buskopplers Erweiterbar mit zusätzlichen Feldbusschnittstellen Besonderheiten/ Status-LEDs, Eingangsfilter, Optionen bei den Eingängen Signalüberwachungen, Schaltungsvarianten, etc.

Optional RS232/422/485

Schutzart IP42 max. E/A-Stationen im Gesamtsystem 127 Buskoppler-Typ bzw. Remote E/A Feldbuskoppler

RS232/422/485

Erweiterbar mit zusätzlichen Busklemme speichert E/A- Buskoppler speichert E/A-KonfiFeldbusschnittstellen Konfigurationseinstellung guration, 8 lokale Eingänge Status-LEDs, Eingangsfilter, LED, Diagnose Kurzschluss, Eingangsfilter, synchrone E/A Leitungsbruch usw.

Signalüberwachungen, Verarbeitung im Gesamtsystem, Schaltungsvarianten, etc.

Module zur Gebererfassung

Anbieter HMS Industrial Networks GmbH National Instruments Homepage www.ixxat.de ni.com/crio

Produktname CANio 500

–

Phoenix Contact AG www.phoenixcontact.ch

Phoenix Contact AG www.phoenixcontact.ch

CompactRIO

Axioline F

Axioline E

IP40

IP20

IP65

unbegrenzt

steuerungsabhängig

steuerungsabhängig

–

Feldbuskoppler/-controller

Feldbuskoppler mit E/As

dig. E/A pro Buskop. bzw. Remote E/A 4 / 4

256

max. 63 Module pro Buskoppler

abhängig Typ Feldbuskoppler

ana. E/A pro Buskop. bzw. Remote E/A 4 / 4

256

max. 63 Module pro Buskoppler

abhängig Typ Feldbuskoppler

–

Dignose- & Statusanzeige auf Diagnose- & Statusanzeige Buskoppler & Contoller auf Buskoppler

Anzeige Diagnoseinformationen am Status / Power Buskoppler bzw. Remote E/A Programmierung Ethernet-Buskoppler/ Windows Konfigurationstool Feldbus-Controller

LabView, C/C++, IEC 61131-3 Programmiersprachen nach IEC Programmiersprachen n. IEC Programmiersprachen 61131-3: FUP, KOP, AWL, ST, AS 61131-3: FUP, KOP, AWL, ST, AS

Programmspeichergrösse –

bis zu 32 GByte

steuerungsabhängig

steuerungsabhängig

Kommunikationsprotokolle CAN, CANopen Ethernet/ Feldbus

EtherCAT, Profinet, Profibus, CANopen, Modbus TCP, DeviceNet, Ethernet IP, etc.

Profinet RT&IRT, EtherCAT, ModbusTCP, DeviceNet, Sercos3, ProfibusDP

Profinet RT, EtherCAT, ModbusTCP, DeviceNet, Sercos3, ProfibusDP, IO-Link

RS232/422/485

Mini-USB auf Koppler Service-Int

–

Serielle Schnittstellen – Besonderheiten des Buskopplers robustes Aluminiumgehäuse

enthält FPGA für extrem schnel- Push-in-Anschluss, robust (mech., Speedcon-Anschl., robust (mech., le Steuerung/Datenerfassung EMV, Temp), Update-Zeit in μs EMV, Temp), in Kunststoff/Metall

Besonderheiten/ 12-Bit-Auflösung 5 V, oder 0 Signalkonditionierung bei Optionen bei den Eingängen bis 10 V, oder 100 mA analoger I/O direkt in Modulen integriert

dank sehr kurzen UpdateZeiten – keine Zählermodule notwendig (mit Controller)

Power-Anschluss 2 x 12 A mit M12-Stecker

P R O D U K T Ü B E R S I C H TE N D E Z E N TR A L E E / A

Anbieter Rockwell Automation AG Siemens Schweiz AG Homepage www.rockwellautomation.com/che www.siemens.de/et200

Produktname Point I/O Schutzart IP20 max. E/A-Stationen im Gesamtsystem 256 Buskoppler-Typ bzw. Remote E/A Feldbuskoppler

3.15 megalink

Hans Turck GmbH & Co. KG Sigmatek Schweiz AG www.sigmatek-automation.ch www.turck.com

TBEN-S

ET200

S-DIAS

IP20/66/67

IP20

IP65 / IP67 / IP69K

Profinet 256, Profibus 124

65535

unbegrenzt

Dez. Peripherie Modular / Block

Feldbuskoppler

Stand Alone, ultrakompakt

dig. E/A pro Buskop. bzw. Remote E/A 256 / 256

Max 1440 Byte In/1440 Byte Out

1280

8/8

ana. E/A pro Buskop. bzw. Remote E/A 80 / 40

Max 1440 Byte In/1440 Byte Out

512

4/4

Anzeige Diagnoseinformationen am Anzeigestatus Modul, Netzwerk, Status, Kurzschluss, Überlast, Status Bus, Speisespannung Buskoppler bzw. Remote E/A PointBus, System-/FieldPower Drahtbruch Programmierung Ethernet-Buskoppler/ IEC 61131-3 Programmier- SCL,KOP, FUP, AWL Feldbus-Controller sprachen KOP, FBS, SFC, ST

IEC 61131-3, KOP,ST, AWL ANSI-C, Ablaufsprache, SFC

Status, Kurzschluss, Drahtbruch. Überlast, Ethernet über SPS

Programmspeichergrösse –

Programm 300KB, Daten 1 MB 256 MByte

–

Kommunikationsprotokolle Ethernet/IP, Ethernet/ Feldbus DeviceNet, ControlNet, Profibus DP

Profinet, Profibus DP

Ethernet IP, Modbus, Profinet, CAN, CANopen, EtherCAT

Profinet, EtherNet/IP, Modbus TCP

RS232/422/485, Modbus RTU

RS232/485, TTY, CAN

RS232, RS485

Serielle Schnittstellen RS232/422/485 Besonderheiten des Buskopplers Knotenadresse mittels DIP-Switch oder WEB Interface einstellbar Besonderheiten/ Safety Ein/Ausgänge Optionen bei den Eingängen

Anbieter WAGO Contact SA Homepage www.wago.ch

Produktname IO-System 750 Schutzart IP20 max. E/A-Stationen im Gesamtsystem feldbusabhängig Buskoppler-Typ bzw. Remote E/A Buskoppler und Feldbuskontroller dig. E/A pro Buskop. bzw. Remote E/A 250 Module @ 16 Kanäle

Profinet-Koppler kann o. ProMini I/O Ethernet Stecker, Multiprotokoll-Ethernet, ein Gegrammiergerät getauscht werden USB-Bootstick Update rät - drei Ethernet-Protokolle Werkzeuglose Verdrahtung; bis 16 Kanal 3-Leiteranschluss auf 15 mm Breite

LED programmierbar, variabler Eingangsfilter, Potentialklemmen verfügbar

universelle Kanäle, integrierter Ethernetswitch, Webserver, IO-Link Master

WAGO Contact SA www.wago.ch

WAGO Contact SA www.wago.ch

Weidmüller Schweiz AG www.weidmueller.ch

IO-System 750 XTR

Speedway 767

u-remote (UR20)

IP20

IP67

IP20

feldbusabhängig

feldbusabhängig

unbegrenzt

Buskoppler und Feldbuskontroller

Buskoppler

Feldbuskoppler

250 Module @ 16 Kanäle

64 Module @ 16 Kanäle

ana. E/A pro Buskop. bzw. Remote E/A 250 M@ 8 Kanäle, max 1024 Worte 250 M@ 4 Kanäle, max 1024 Worte 64 M@ 4 Kanäle, max 1024 Worte Anzeige Diagnoseinformationen am Status, Kurzschluss, Überlast o. Status, Kurzschluss, Überlast o. Status, Kurzschluss, Überlast o.

Buskoppler bzw. Remote E/A Drahtbruch modul-spezifisch Drahtbruchmodul-spezifisch Drahtbruch pro Modul/Kanal Programmierung Ethernet-Buskoppler/ Codesys V2.3 und e!Cockpit Codesys V2.3 und e!Cockpit – Feldbus-Controller (Codesys V3.5) C und C++ (Codesys V3.5) C und C++

64 adressierbare Module 64 adressierbare Module Status, Überlast, Kurzschluss, Drahtbruch, Parameter Error, keine Controller

Programmspeichergrösse 32 kB bis 16 MB je nach CPU

1 bis 16 MByte

–

Kommunikationsprotokolle Modbus TCP, EthernetIP, Ethernet/ Feldbus Profinet, EtherCAT, Sercos, Bacnet, KNX-IP, Profibus, etc

Ethernet TCP-IP, EthernetIP, Profibus, CANopen, Modbus TCP/RTU, SNMP, HTTP

Ethernet TCP-IP, Modbus TCP, ProfiNet, Profibus DP, EthernetIP, Profinet, Profibus, EtherCAT, Modbus TCP, CANopen.

Ethernet IP, CANopen

RS232/422/485/TTY usw.

RS232/422/485/TTY usw.

Serielle Schnittstellen RS232/422/485/TTY usw.

41

keine Controller

keine

Besonderheiten des Buskopplers –20 bis 60°C als Spezial- Aus- Kompatibel mit IO-System 750 Systembus über Standard- zwei getrennte Einspeismögführung CAT5-Kabel lichkeiten, Webserver Besonderheiten/ ca. 400 unterschiedliche IOOptionen bei den Eingängen und System-Module, SIL3, Ex-i, Einsatz in Ex- Zonen 2/22

Erhöhte Spannungsdestigkeit, er- Erhöhter Temperaturbereich LED an jedem Anschlusspunkt, höhter Temperaturbereich –40 bis –20 bis 60°C, alle Module sind Kanaldiag., volle Steckbarkeit, Ein70°C, erhöhte Schockresistenz kanalweise konfigurierbar gangsfilter, PLe Einspeismodule

42

megalink 3.15

KO M M U N I K A TI O N

MODELLBASIERTER ENTWICKLUNGSANSATZ ERKENNT FRÜHZEITIG SCHWÄCHEN IM DESIGN

Bevor es teuer wird …

Die Erstellung eines Komponentenmodells ist mit Aufwand verbunden, doch dieser lohnt sich, da er Zeit und Kosten spart. Dieser Beitrag veranschaulicht den Workflow dazu am Beispiel der FDIR-Komponente des HL-20, eines von der NASA entwickelten Wiedereintrittskörpers für den Space Shuttle Orbiter.

M

it einem Modell lassen sich Schlüsselaspekte eines Systems darstellen.

Dazu gehören die zugrunde liegenden Anforderungen, die Komponenten und die Kommunikation zwischen diesen Komponenten. Die Simulation des Modells ermöglicht es, Entwürfe vor der Verfügbarkeit von Hardware zu testen oder Bedingungen zu prüfen, deren Replikation in der realen Welt schwierig beziehungsweise kostenintensiv ist. Mit der Iteration zwischen Modellierung und Simulation können die Qualität des Systems im frühen Stadium verbessert und die Anzahl der Fehler reduziert werden.

Trotz dieser Vorteile nutzen Entwickler die Modellierung und Simulation nicht in vollem Umfang. Gründe dafür sind, dass das Einrichten von Tests schwierig und zeitintensiv sein kann und bei der Verwendung separater Tools sich eine Design-Ansicht auf Systemebene nur schwer erreichen lässt. Dadurch zeigen sich Fehler, die eigentlich schon in der Modellierungs- und Simulationsphase erkennbar wären, oft erst in der Implementierungsphase, wenn deren Behebung mit höheren Kosten verbunden ist. Daher lohnt sich der Aufwand für die Erstellung eines Komponentenmodells, der nachfolgend beschrieben wird, allemal.

Erstellen des Komponentenmodells Als erster Schritt wird die Fehlermanagementlogik des Aktuatorsystems entwickelt.

Im Anforderungsdokument sind fünf mögliche Modi (oder Zustände) für den Aktuator angegeben: Passiv, Standby, Aktiv, Isoliert und Aus. Der Einfachheit halber werden nur die ersten vier Modi berücksichtigt. Diese werden dargestellt, indem einem Stateflow-Zustandsdiagramm (Bild 1) vier Zustände hinzugefügt werden.

Als nächster Schritt wird der Übergang des Systems von einem Zustand zum anderen festgelegt. Mit den im Anforderungsdokument enthaltenen Informationen werden Übergänge zur Verknüpfung der Zustände hinzugefügt und es wird angegeben, welche Bedingungen erfüllt werden müssen, damit das System von einem Zustand zum anderen wechselt. Zudem werden die Zustände «Passiv», «Aktiv» und «Standby» in

einem übergeordneten Zustand gruppiert, da sie alle unter derselben Bedingung in den Zustand «Isoliert» wechseln. Mit diesem hierarchischen Modellierungsverfahren kann eine komplexe Logik in einem einfachen visuellen Format modelliert werden (Bild 2).

Als weiterer Schritt wird das Modell erstellt, indem jedes Element mit einer bestimmten Systemanforderung verknüpft wird (Bild 3).

Bild 1: Stateflow-Diagramm mit Aktuatormodi, die durch verschiedene Status dargestellt werden.

Bild 2: Statusdiagramm, das mit dem Anforderungsdokument als Quelle modelliert wurde.

AUTOR Michael Carone INFOS MathWorks CH-3008 Bern Tel. +41 (0)31 950 60 20 info@mathworks.ch www.mathworks.ch

Bild 3: Anforderungen, die mit bestimmten Teilen des Statusdiagramms verbunden sind.

Bilder: Mathworks

Bild 4: Steuerungslogik für den rechten inneren Aktuator.

Bild 5: Test-Harness zum Testen der Steuerungslogik.

Die Rückverfolgbarkeit vom Modell zum Anforderungsdokument ermöglicht die Begründung von Design-Entscheidungen.

Wenn die Logik für den linken inneren Aktuator erstellt wurde, kann dieser Entwurf für den rechten inneren Aktuator wiederverwendet werden, da die Struktur identisch ist. Die einzigen Elemente, die geändert

Bild 6: Stateflow Symbol Wizard für die automatische Definition von in der Logik verwendeten Variablen.

werden müssen, sind die Bedingungen für die jeweiligen Übergänge, wie im Anforderungsdokument beschrieben (Bild4).

Testen der Komponente durch Simulation Nachdem Teile der Komponente erstellt wurden, können Simulationen durchgeführt werden, um das korrekte Verhalten der Komponente sicherzustellen. Hierzu wird ein einfacher Test-Harness verwendet, mit dem Eingangssignale an die Komponente mit einer Kombination aus Switch- und Constant-Blöcken übertragen werden (Bild 5).

Mit Simulink und Stateflow kann die Simulation gestartet werden, ohne dass Variablen manuell definiert werden müssen. Bei Betätigung der Schaltfläche «Play» werden in einem Dialogfenster die Variablen angezeigt, die vor der Durchführung der Simulation definiert werden müssen. Beim Anklicken von «OK» werden diese Variablen automatisch erstellt (Bild 6).

44

megalink 3.15

KO M M U N I K A TI O N

Bild 8: Entwurfsfehler, der auf das Anforderungsdokument zurückzuführen ist.

Bild 7: Statusanimation, der einen Fehler im Entwurf anzeigt.

Bild 9: Modell auf Systemebene mit drei referenzierten Komponentenmodellen: Flugsteuerungssystem, FDIR-Logik und Leitsystem.

Während der Durchführung der Simulation liefert das animierte Zustandsdiagramm Informationen zum jeweils aktiven Zustand und den Übergängen von einem Zustand zum anderen. Spontantests, bei denen die Eingangssignale ein- und ausgeschaltet werden, zeigen Fehler im Entwurf (Bild 7).

Bei Aktivierung des linken inneren Aktuators sollte der rechte innere Aktuator ebenfalls aktiviert werden. Die Tatsache, dass die Eingangsbedingungen so definiert werden konnten, dass dies nicht passiert ist, zeigt an, dass der Entwurf fehlerhaft ist.

Wie sich herausstellt, ist die Bedingung für den Übergang von «Aktiv» zu «Standby» fehlerhaft. Da jede Bedingung mit einer Anforderung verknüpft ist, kann die Bedingung der zugrunde liegenden Anforderung zugeordnet werden und es kann verifiziert werden, dass der Fehler auf das Anforderungsdokument und nicht auf den Entwurf zurückzuführen ist (Bild 8).

Die letzte Zeile müsste wie folgt lauten: «… oder der linke Aktuator befindet sich im Status ‹Aktiv›.» Der Ausdruck im Anforderungsdokument wird korrigiert, die Bedingung wird überarbeitet, das Modell wird erneut simuliert und es wird verifiziert, dass das System auf die Eingangssignale richtig reagiert.

Erneutes Testen des Systems Nachdem die FDIR-Komponente separat getestet wurde, kann sie im Modell auf Sys-

Bild 10: Simulation des Mehrdomänen-Modells auf Systemebene.

temebene geprüft werden. Die Komponente wird in das Modell als Modellblock namens «FDIR_application» integriert. Wenn der Block in das Systemmodell integriert wurde, kann die Arbeit daran unabhängig vom restlichen System mit der Modellreferenzierungsfunktion in Simulink (Bild 9) fortgesetzt werden.

Das Modell wird auf Systemebene simuliert. Zudem wird das Verhalten der Komponente im Zustandsdiagramm und das Verhalten des Gesamtsystems mit FlightGear, einem Open Source-Visualisierungstool, visualisiert. Zum Testen des Systems wird ein Harness eingerichtet, der Fehler in das Aktuatorsystem einstreut. Damit wird sichergestellt, dass die Komponente und das Gesamtsystem korrekt reagieren (Bild 10).

• Austausch von Blöcken durch Hardwareverbindungen bei Verfügbarkeit der Hardware Zu oben genannten Schritten finden sich auf der Website von MathWorks Webinare mit weiterführenden Informationen (www.mathworks.ch/webinars).

Unabhängig vom nächsten Schritt wird empfohlen, das System so häufig und so früh wie möglich zu modellieren, zu simulieren und zu testen, um Fehler frühzeitig erkennen und beheben zu können. Damit lassen sich die Gesamtkosten für die Systementwicklung deutlich senken.

■

Weitere Schritte Auf Basis der nötigen Anforderungen wurde eine Komponente erstellt, diese simuliert und getestet und mit einem Modell auf Systemebene zur Durchführung weiterer Simulationen und Tests verknüpft. Es gibt eine Reihe von zusätzlichen Schritten, mit denen der Modellierungs- und Simulations-Workflow optimiert werden kann. Beispiele: • Implementierung eines formalen Test- und Verifizierungsprozesses mit Entwurfsnachweisen, Abdeckungsanalysen und Testfallgenerierung

Zusätzlich zur domänenübergreifenden Modellierung bietet Simulink die Möglichkeit der Simulation mit einer eigenen Gruppe von ODE-Solvern (Ordinary Differential Equations; gewöhnliche Differenzialgleichungen). Ein grundlegender Vorteil besteht darin, dass verschiedene Domänen einschliesslich Steuerungssysteme, Zustandsautomaten und Umgebungsmodelle im Modell dargestellt und anschliessend simuliert werden können, um zu prüfen, ob das Modell korrekt erstellt wurde. Während der Durchführung von Simulationen kann auf Simulationsanalyse-Funktionen wie Datenanzeigen, Zustandsanimationen und bedingte Haltepunkte zugegriffen werden. Nach Abschluss der Simulation lassen sich protokollierte Daten mit Matlab-Scripts und -Visualisierungstools analysieren.

Simulation mit Differenzialgleichungen

I N D U S TR I E B E D A R F

3.15 megalink

45

CHAINFLEX ETHERNET-ROBOTERLEITUNG VON IGUS GIBT ANWENDERN BERECHENBARE SICHERHEIT

Fit für 22 Millionen Torsionsbewegungen Firmenbeitrag – Durch den zunehmenden Einsatz von Industrierobotern steigt die Nachfrage nach Ethernetleitungen, die den Datenaustausch von Maschine zu Maschine auch bei mehrdimensionalen Bewegungen sichern. Die chainflex Cfrobot8.045 von igus hielt nun im Normtest über 22 Millionen Torsionsbewegungen stand.

I

n der intelligenten Produktion schreitet die Automatisierung weiter voran. Durch den zunehmenden Einsatz von Industrierobotern und die eigenständige Maschine-zu-Maschine-Kommunikation steigt auch die Nachfrage nach speziellen, tordierbaren Datenleitungen.

Da diese Roboterleitungen mehrdimensionale Bewegungen absolvieren müssen, sind besondere Werkstoffe, Konstruktions- und Fertigungsverfahren notwendig. Entscheidend sind aber vor allem die anschliessenden Tests, denn ausschliesslich lange Prüfreihen zeigen in der Praxis, welche Werkstoffe und welche Aufbauten wirklich den hohen Anforderungen im Roboter standhalten.

Berechenbare Lebensdauer von Leitungen Eine sichere Kommunikation der Maschinen kann nur erfolgen, wenn insbesondere die empfindlichen Ethernetsignale ungestört auch noch bei hohem mechanischem Stress einwandfrei übertragen werden. Daher entwickelte igus eigene Teststandards für die Torsion und betreibt neben Tests auf Robotern verschiedenster Hersteller im eigenen Testlabor auch eine eigene Versuchsanlage für die normierten Versuchsreihen. Bei diesen werden Roboterleitungen beidseitig mit einem Dreh- und Festpunktabstand von einem Meter befestigt und tordieren mit einem Winkel von ±180° in der speziell für die Torsion entwickelten E-Kettenserie triflex R. Dabei hielt nun die chainflex-Leitung Cfrobot8.045 über 22 Millionen Torsionsbewegungen stand. Alle Testergebnisse dieser Versuche werden übrigens in einer Datenbank gespeichert und für die Berechnung der Lebensdauer für Konstrukteure online frei zugänglich gemacht.

Torsionen unter Kontrolle Adern, Verseilgebilde, Schirme und Mantelwerkstoffe sind bei Torsion stark wechselnden Belastungen ausgesetzt. Damit die Leitungen dennoch stabil bleiben und die Datensicherheit sichergestellt ist, setzt igus auf die Kombination von besonders gleitfähigen und gleichzeitig hoch stabilen Folien und besonderen Füllelementen, die wie Stossdämpfer an Autos funktionieren und so die auftretenden Kräfte systematisch abfangen. Je nach elektrischer Anforderung werden dabei unterschiedliche Schirmkonzepte verfolgt, wobei sich bei der chainflex-Cfrobot-Ethernetleitung das Konzept mit Paargeflechtschirmen und besonderen Gleitfolien als das Beste in den Testreihen erwiesen hat.

■

INFOS igus Schweiz GmbH CH-4622 Egerkingen Tel. +41 (0)62 388 97 97 info@igus.ch www.igus.ch

Die Leitung chainflex Cfrobot8.045 hielt im igus-Normtest über 22 Millionen Torsionsbewegungen stand.

Bilder: igus

46

megalink 3.15

M A R K T Ă&#x153; B E R S I C H T F E L D B U S K O M P O N E N E TE N

48

megalink 3.15

M E S S E N A C H S C H A U | embedded world

QSEVEN-IOT-DEVELOPMENT-KIT VON CONGATEC BIETET IDEALEN EINSTIEG FÜR LEISTUNGSFÄHIGE IOT-APPLIKATIONEN

Internet of Things in wenigen Minuten Mit dem Qseven-IoT-Development-Kit lässt sich ein IoT-Demosystem innerhalb weniger Minuten aufbauen. Dafür stellt es neben dem Qseven-CoM mit aktuellem Atom-Prozessor ein IoT-Carrier-Board und ein 7-Zoll-LVDS-Single-Touch-Display mit LED-Backlight bereit.

Zudem enthält es ein AC-Netzteil nebst 802.11-WLAN-Antenne samt IOT-WindriverLinux-Image.

te Software-Kompatibilität. Der I2C-Bus, ein LPC-Bus für die einfache Anbindung von Legacy-I/O-Schnittstellen und das High-Definition-Audio von Intel runden das Funktionsset ab.

Das congatec conga-QA3-Qseven-Modul auf 70 x 70 mm mit Prozessoren der AtomE3800-Familie bildet in Verbindung mit dem IoT-Baseboard ein ultra-kompaktes Hardware-Kit. Durch den Einsatz der Atom-Prozessoren steht damit ein sehr sparsamer und extrem leistungsfähiger Embedded-PC zur Verfügung. Mit der integrierten Intel-HD-

Matthias Klein, COO bei der congatec AG, erklärte während der Embedded World, wie man in wenigen Minuten ein IoT-Demosystem erstellt.

Bild: Krüger

H

erzstück des Development-Kits für Internet-of-Things-Anwendungen ist das Qseven-Computer-on-Modul von congatec, das auf dem neuen Atom-Prozessors E3827 (XM Cache, 1,6 GHz, XW TDP) von Intel basiert. Mit seinem platzsparenden SingleChip-Prozessor und der geringen Energieaufnahme ist es die ideale Lösung für lüfterlose Designs in Connectivity-Applikationen, um das Internet der Dinge besser verbinden zu können. Dazu zählen beispielsweise M2M- und Motion-Control-Applikationen für

INFOS Congatec AG DE-94469 Deggendorf Tel. +49 (0)991 270 00 info@congatec.de www.congatec.de

die Industrie 4.0, Gateways sowie System- und Überwachungssteuerungen (Smart-Home) in der Gebäudeautomatisierung.

Das Qseven-Modul ist jeweils mit 2 GByte schnelDas conga-QA3 in Kombination mit dem validierten Paket der «Intel Gateway Solutions for IoT» ist eine vorintegrierte und offene Plattform, um sichere Lösunlem DDR3L-Speicher sowie gen für das Internet of Things schnell auf den Markt zu bringen.

Bild: congatec bis zu 16 GByte eMMC 4,5 als Massenspeicher bestückt. Die native USB-3.0Unterstützung des Moduls sorgt für eine Grafik der 7. Generation lassen sich zudem schnelle Datenübertragung bei geringem selbst grafikintensive Anwendungen im Energieverbrauch. Insgesamt werden sechs Low-Power-Segment umsetzen. Das komUSB-2.0-Ports bereitgestellt, wovon einer pakte Baseboard-Design sowie die zahlreials USB-3.0-Superspeed ausgeführt ist. Drei chen Schnittstellen und Funktionen erlauben PCI-Express-2.0-Lanes und zwei SATA- eine schnelle und kostengünstige RealisieSchnittstellen mit bis zu 6 Gbit/s ermögli- rung von leistungsfähigen und dennoch paschen schnelle und flexible Systemerweite- siv gekühlten Embedded-Systemen wie rungen. Der verwendete i210-Gigabit- Box-PCs sowie von kundenspezifischen LöEthernet-Controller von Intel verspricht bes- sungen.

■

M E S S E N A C H S C H A U | embedded world

3.15 megalink

49

MIT FPGA MODULEN SCHNELLER ZUM PRODUKT – EINFACHE KOMMUNIKATION ZWISCHEN PC UND FPGA – KNOW-HOW VON EXPERTEN

Achtung, fertig, FPGA! Der FPGA Solutions Provider Enclustra präsentierte auf der Embedded World, wie einfach und schnell der Einstieg in die FPGA-Technologie mit FPGA Modulen ist. Neben den neuen Mercury ZX1 und ZX5, die auf dem Xilinx Zynq SoC basieren, ist mit dem Mercury SA1 die Auswahl von Altera Modulen ebenfalls gestiegen. Auch bei Fragen rund um Firmware, Schema oder Layout helfen die FPGA Experten von Enclustra.

B

ei Prozessor-orientierten embedded Anwendungen haben sich Single-BoardComputer mit Standard-Formfaktoren etabliert. Der Einsatz von Modulen bietet gegenüber einer Eigenentwicklung viele Vorteile, wie kürzere Time-to-Market, grössere Design-Flexibilität spät im Entwicklungsprozess, Skalierbarkeit oder eine hohe Zukunftssicherheit.

Ein FPGA-Modul für alle Fälle Jetzt ermöglicht es Enclustra, alle diese Vorteile auch beim Einsatz von FPGAs voll auszunutzen. Das breite Angebot von mit Altera oder Xilinx Chips bestückten Boards bietet für fast jede Anwendung das passende Modul. Ob mit kommerziellem oder industriellem Temperaturbereich – sie sind alle langzeitverfügbar und erfüllen somit auch die Anforderungen für den harten industriellen Alltag.

Unter anderem präsentierte das High-TechUnternehmen an der Embedded World vier verschiedene Produktreihen mit auf dem Xilinx Zynq-7000 All Programmable SoC basierenden Modulen. Mit zwei verschiedenen Formfaktoren stehen total 16 Standardvarianten zur Auswahl: Vom Zynq-7010 bis zum Zynq-7045.

Als herstellerunabhängiger Anbieter verfügt der FPGA Spezialist auch über ein wachsendes Angebot an Altera basierten Modulen, bestückt mit Cyclone IV FPGAs und Cyclone V SoCs. Die gesamte Übersicht über alle Module und deren Preise sind auf der Enclustra Homepage zu finden. Zusätzlich zu den ab Lager erhältlichen Standardvarianten sind die meisten Module auch mit individuell angepasster Konfiguration erhältlich.

INFOS Enclustra GmbH CH-8005 Zürich Tel. +41 (0)43 343 39 43 info15@enclustra.com www.enclustra.com

Von rechts: Sven Meier, Entwicklungsingenieur und Product Manager FPGA Manager, Martin Heimlicher, Gründer & CEO, Marc Oberholzer, VP Engineering. Links: Patrick Müller, VP Marketing & Verkauf Enclustra GmbH. Bild: Krüger

Mit IP-Cores schneller auf den Markt Was bei der Hardware die Module, sind bei der Firmware die IP Cores: getestete und optimierte Funktionsblöcke, welche die Entwicklungszeit deutlich senken. Beispielsweise präsentierte Enclustra in Nürnberg die FPGA-Manager-IP-Lösung, welche eine einfache und effiziente Datenübertragung zwischen einem Host-PC und einem FPGA via Gigabit-Ethernet, PCI Express oder USB ermöglicht.

Eine Demo mit zwei Maxon BLDC-Motoren zeigte eindrücklich auf, wie sich ohne FPGA Know-how FPGA-basierte Drive Control Systeme realisieren lassen. Der modular aufgebaute Universal Drive Controller IP Core umfasst alles, was für die Regelung von bis zu acht Achsen mit Regelraten über 200 kHz nötig ist.

Die grosse Flexibilität und Leistungsfähigkeit der FPGA Technologie verdeutlichte der zusammen mit dem Institute of Embedded

Systems (InES) der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften entwickelte Profinet-Kommunikationscontroller. Er ist komplett in VHDL geschrieben und unterstützt erweiterte Funktionen wie DynamicFrame-Packing sowie Zykluszeiten von bis zu 31,25 μs.

Dienstleistungen von Altera bis Xilinx Auf grosses Interesse stiess auch das äusserst breite und tiefe Know-how von Enclustra im gesamten Spektrum der FPGA-basierten Systementwicklung. Dieses reicht von high-speed Hardware über HDL Firmware bis zu embedded Software, von der Spezifikation über die Implementation bis zur Prototypenproduktion – für FPGAs von Altera, Lattice, Microsemi oder Xilinx. Dieses Wissen bietet Enclustra als Dienstleistung an: Sei es das Erstellen eines Schemas, Layouts, deren Review oder die Entwicklung von FPGA Firmware.

■

50

megalink 3.15

M E S S E N A C H S C H A U | embedded world

CLOUD-BOARDS VON GLYN ERLAUBEN SCHNELLEN EINSTIEG IN FUNKKOMMUNIKATION

Kleine Cloud direkt ins Büro WiFi-, Mobilfunk-, Bluetooth- oder Kurzstreckenfunk-Anbindung in verschiedenen ISM-Bändern ermöglichen die Cloud-Boards von Glyn. Wie einfach sich diese Anbindungen umsetzen lassen, zeigt eine Beispielapplikation. Per Web-Interface oder Smartphone-App kann mit dieser ein Temperatur-/Feuchtesensor am Arbeitsplatz ausgelesen werden.

Das EVB-Cloud-WiFi mit Gainspan GS2011MIPS macht Funkkommunikation salonfähig.

Bild: Glyn

Alain Lüdi, Product Sales Manager Display & System Solutions, zeigte, wie leicht sich der eigene IoT-Horizont mit den Cloud-Boards erweitern lässt.

Bild: Krüger

Z

INFOS GLYN GmbH & Co. KG CH-8133 Esslingen Tel. +41 (0)44 944 55 00 sales@glyn.ch www.glyn.ch

um Auftakt startet das Cloud-BoardKonzept mit dem WiFi-Modul GS2011MIPS von Gainspan. Das kompakte Modul des US-amerikanischen Herstellers enthält bereits den kompletten WiFi- und TCP/IPStack. Damit eignet es sich ideal für die Anbindung an einen Mikrocontroller mit serieller Schnittstelle (UART, SPI, SDIO). Dazu verfügt das Cloud-Board über einen Erweiterungsstecker zum direkten Anschluss an die MCU. Optimiert ist es bereits für das Ideen-Board mit Spansion FM0+ (EVB bulb board family) oder das neue Evaluationboard mit Spansion FM3 (EVBMB9B520EVE).

Weitere MCU-Boards sind über einfache Adapterlösungen ebenfalls anschliessbar.

Alternativ kann die eigene Applikationssoftware auf dem Modul integriert werden. Die Beispielanwendung auf dem WiFi-CloudBoard zeigt diese Funktion anhand des automatischen Auslesens und Auswertens eines Temperatur-/Feuchte-Sensors des Schweizer Herstellers Sensirion. Die Daten können bequem per Webinterface oder Smartphone-App abgerufen werden.

Dank optimierter Low-Power-Modi sind WiFi-Module von Gainspan sehr stromsparend und eignen sich ideal für den Einsatz in batteriebetriebenen Anwendungen. Die Module ermöglichen mit WiFi 802.11 b/g/n eine schnelle Datenübertragung mit bis zu 72 Mbps. Für eine sichere Kommunikation wird eine Verschlüsselung mit 802.11i beziehungsweise WPA2 (Personal und Enterprise) unterstützt. Die Betriebsart kann je nach Anwendungsfall als Client, Ad-hocNetz, WiFi-Direct oder Access Point ausgewählt werden.

■

M E S S E N A C H S C H A U | embedded world

3.15 megalink

51

DANK ZBRAIN SCHNELLER VOM PROTOTYPEN ZUR SERIENREIFEN EMBEDDED HARDWARE

Entwicklungsbeschleunigung Ob intelligenter Sensor im IoT, Embedded-Webserver oder Messnetzwerk: Der Anwendungsentwickler erzielt dank LabView schnell Ergebnisse und kann die Machbarkeit seiner Idee im Labor prüfen. Doch für das Serienprodukt müssen Hard- und Software meist neu entwickelt werden. Diese Doppelarbeit lässt sich vermeiden.

S

chmid Elektronik begleitete National Instruments (NI) an die EmbeddedWorld-Messe nach Nürnberg und stellte dem Fachpublikum verschiedene Mikrocontrollerplattformen vor, die sich mit LabView und dem ZBrain SDK programmieren lassen.

Diese Plattformen reichen vom SingleboardComputer über Einsteckmodule bis hin zur kundenspezifischen Kompletthardware.

Meeting Point zwischen LabView und Mikrocontroller Das ZBrain-SDK ist ein LabView-Addon für Embedded-Systeme und besteht aus drei Kernkomponenten. Erstens bietet es eine Funktionspalette für über 250 intuitive VI’s (Virtuelle Instrumente) für Embedded-Software, unter anderem Systemfunktionen, Analog/Digital-I/O, Standard-Kommunikation, Benutzerschnittstellen mit Multitouch und ein Embedded-Filesystem. Zweitens sorgt ein Midlayer für Stabilität zwischen dem High-Level-Systemdiagramm und der LowLevel-Mikrocontrollerkomplexität. Er enthält beispielsweise erweiterte Echtzeitdienste mit Interrupt-Antwortzeiten im μ-Sekundenbereich, Ereignisbehandlung, Sicherheitsfunktionen für industriellen 24/7-Dauerbetrieb, intelligentes Powermanagement und statische Speicherbereiche. Drittens erzeugt ein Tool aus C-Code-Generator, μKernel und Compiler/Linker aus dem LabView-Blockschaltbild per Knopfdruck ein Executable und lädt es auf das Target. Applikationslogik und Algorithmen werden in Hardware-in-theLoop-Manier getestet und optimiert. Zum Abschluss wird die ausführbare Firmware in das Flash der Zielhardware geladen und bootet in weniger als einer Sekunde direkt in die Applikation.

INFOS Schmid Elektronik AG CH-9542 Münchwilen TG Tel. +41 (0)71 969 35 80 info@schmid-elektronik.ch www.schmid-elektronik.ch

Flexible Programmiermodelle passen sich der Aufgabenstellung an, lassen sich in LabView einbetten und in Echtzeit auf eigener Embedded-Hardware ausführen.

Bilder: Schmid Elektronik

Sicherheitsfunktionen rund um die Uhr Deterministische Echtzeitfeatures untertunneln LabView zur Laufzeit. Im Kern sind es Services mit Timerfunktionalität, die auf Interrupt-Ebene des Prozessors ausgeführt werden und im μs-Bereich Dienste ausführen und Prozess-I/O verlinken können. VI’s sorgen für optimale Energieeffizienz wie skalierbare CPU-Clock, oder wechseln in den Tiefschlaf und bieten einen unterbrechungsfreien Wechsel zwischen Netz-/Akkubetrieb sowie programmierbare Aus-

schalt- und Einschaltzyklen. Fehlererkennung und -korrektur für robusten 24/7-Betrieb nutzt Low-Level-Errorhandling, Loggen von Treiberfehlern zur Laufzeit, Detektieren von Memoryleaks, programmierbare Warmstarts, Watchdog-Kaltstarts und einen ausfallsicheren Speicherbereich, zum Beispiel zum Wiederherstellen von Zustandsvariablen nach einem Neustart. Firmware-Updates erfolgen übers Netz und schliesslich kann das Software-IP gegen Kopieren geschützt werden.

■

LabView auf eigener Hardware: Einsteckmodul auf Baseboard (links) oder Kompletthardware (rechts).

52

megalink 3.15

M E S S E N A C H S C H A U | embedded world

TRENEW PRÄSENTIERT AUF EMBEDDED WORLD MIT SD3-GLISS COMPACT-PCI-SERIAL-SPEICHERLÖSUNG

Schneller und zuverlässiger Massenspeicher Eine Speicherkarte ist ja grundsätzlich nichts Spezielles. Umso mehr erstaunten die Besucherreaktionen an der Embedded World bezüglich der Compact-PCI-SerialSpeicherlösung SD3-Gliss. Diese reichten von nichts Spezielles bis hin zu genial. Was macht diese Speicherkarte aber nun so speziell und wo kann sie eingesetzt werden?

C

PCI ist bekannt für robust, stabil, flexibel, erweiterbar, seit ein paar Jahren aber auch für langsam und veraltet. Mit dem 32/64-bit-PCI-Bus konnten an den Rechner neben Grafikkarten zusätzliche Schnittstellen oder Speichererweiterungen sowie kundenspezifische Karten angebunden werden. Die Rechenleistung hat mittlerweile markant zugenommen, viele Funktionen, für welche in der Vergangenheit Erweiterungskarten notwendig waren, sind heute im Chipsatz des Rechners integriert. Was es braucht, sind schnelle Verbindungen zu Erweiterungskarten, Aktoren und Sensoren. cPCI-Serial-Standard PICMG CPCI-S.0 Dem Bedürfnis nach schnellen Verbindungen trägt der cPCI-SerialStandard Rechnung und verhilft dem robusten CPCI-Formfaktor zum echten Revival. Vom Systemslot führen GByte-Ethernet, USB 2.0 und 3.0, SATA und PCIexpress-Lanes auf das Backplane.

Kundenspezifische I/O oder beispielsweise CAN, LVDS und DisplayPort-Verbindungen sind ebenso möglich. Dies erlaubt fast unbegrenzte Möglichkeiten bei der Konzeption und dem Aufbau von zuverlässigen Systemen für anspruchsvolle Applikationen.

INFOS Trenew Electronic AG CH-8630 Rüti ZH Tel. +41 (0)55 250 66 00 info@trenew.ch www.trenew.ch

SD3-Gliss-Speicherkarte Die neue Trägerkarte SD3-Gliss für mSATA-Speicherkarten ist das neueste Produkt aus einer ganzen Familie von CPCI-Serial-Karten. Ausgerüstet mit einem Quad-Channel-PCIe-to-SATA-6Gbps-Controller und vier Sockeln für mSATA-SolidState-Drives sowie einem MarvellSATA-3.0-Controller können bis zu vier Drives als RAID 0/1/10 oder Non-RAID betrieben werden. Mit nur einer Slot-Karte kann so ein sehr robuster, schneller und zuverlässiger Massenspeicher bis zu 1 TByte realisiert werden.

Sehr unterschiedliche Reaktionen erlebte Markus von Arx, Business Development Manager Computing bei Trenew, auf die neue Compact-PCI-Serial-Speicherlösung. Doch mit ihren Möglichkeiten begeistere sie reihum.

Bild: Krüger

Kleine Idee mit grossen Anwendungsmöglichkeiten: die SD3-Gliss.

Bild: EKF

Anwendungsmöglichkeiten Mit dem CPCI-Serial-Standard und den bereits in grosser Vielfalt verfügbaren Erweiterungskarten (http://www.ekf.de/s/serial_concise. pdf) können sehr flexible, erweiterbare und zukunftsorientierte Systeme realisiert werden: Mehrprozessorsysteme mit x86 sowie PowerPC, Speicherlösungen, Kommunikationslösungen mit GSM, GPS, WLAN, redundante Stromversorgungen und vieles mehr.

Wie heisst es doch: «Mit dem Essen kommt der Appetit.» So laufen die meisten Projekte mit CPCI serial ab. Neue Ideen führen zu neuen Produkteentwicklungen, mit denen sich diese Ideen ebenfalls umsetzen lassen. Dies ist dank der sehr guten Zusammenarbeit von Trenew mit dem CPCI-Serial-Spezialisten EKF in Deutschland möglich.

Ideen fliessen in die Entwicklung ein, wobei kundenspezifische Wünsche so berücksichtigt werden, dass diese durch Bestückungsoptionen ohne Initialkosten realisiert werden können.

■

BEST PRACTICE Automatisierung live erleben Lernen Sie aus den Erfahrungen anderer! Megalink Best Practice präsentiert Ihnen die Fortschritte in der Automatisierungstechnik live und ohne Umwege am Beispiel der neuen Rotation der Mittelland Zeitungsdruck Aarau. Führende Anbieter stehen Ihnen kompetent und direkt mit ihrem Know-how zur Verfügung. Fordern Sie sie heraus und erzielen so mit minimalem Zeitaufwand maximalen Nutzen für Ihre tägliche Arbeit!

Ihr Vorteil • Automations-Know-how direkt vor Ihrer Haustür • Minimaler Zeitaufwand, maximaler Nutzen • Persönliches Ambiente durch kleine Gruppen • Dialog mit kompetenten Ansprechpartnern • Networking Programm 13.30 Eintreffen / Besichtigung der Tischmesse 14.00 Begrüssung durch Chefredaktor Markus Back 14.10 Automationslösungen flexibel einsetzbar 15.00 Besichtigung der Druckmaschine & Papierabführung / Hersteller erklären Ihre Lösungen in der Applikation 16.00 Tischmesse mit Apéro und Möglichkeit zum Networking 16.45 Offizielles Ende Das Wichtigste in Kürze Wann: Donnerstag, 30. April 2015, 14 Uhr Wo: AZ Medien AG, Neumattstrasse 1, 5001 Aarau Anmeldung: www.megalink.ch Kosten: keine Teilnahmegebühr ACHTUNG! Begrenzte Teilnehmerzahl

54

megalink 3.15

PRODUKTMELDUNGEN

Mehrkanalige Geräteschutzschalter-Boards

Die mehrkanaligen Geräteschutzschalter-Boards sind mit vier, acht und zwölf Kanälen erhältlich. Durch die individuelle Bestückung mit thermomagnetischen oder elektronischen Schutzschaltern sind die Boards vielfältig einsetzbar. Sie sind insbesondere für den Maschinenbau und die Steuerungs- und Prozesstechnik geeignet. Aufgrund der zentralen Potenzialverteilung

lassen sich pro Kanal bis zu vier Verbraucher absichern. Dadurch reduziert sich der Installationsaufwand auf ein Minimum, gleichzeitig ergibt sich eine Platzersparnis im Vergleich zu herkömmlichen Installationen. Die Boards bieten neben der individuellen Absicherung die Möglichkeit, sicherheitsgerichtete Relaiskontakte einzuschleifen. So werden die betreffenden Stromkreise verdrahtungsfreundlich ins Sicherheitskonzept integriert. Gleichzeitig sind damit die Schaltkontakte der Freigabestrompfade vorschriftsmässig geschützt. Aufgrund der hohen Stromtragfähigkeit kann die Einspeisung mit bis zu 60 A erfolgen.

Industrielle 40/50W-DC/DC-Konverter Die industriellen DC/DCConverter der Serien AEE 40/50 W von Artesyn Embedded Technologies sind 25,4 x 50,8 mm gross und lassen sich durch ihr Metallgehäuse in sehr rauen IndustrieUmgebungen im Temperaturbereich von –40 bis 80°C einsetzen. Ein optionaler clip-on-Kühlkörper erweitert diesen Bereich noch. Beide Geräte decken einen 4 : 1-Eingangsspannungsbereich von 9 bis 36 VDC sowie von 18 bis 75 VDC ab. Die 40-WSerie bietet am Ausgang 3,3, 5, 12, 15 oder 24 V (single output) beziehungsweise ±12 oder ±15 V (dual output) bei einem Wirkungsgrad bis zu 90 Prozent. Die 50-

W-Serie bietet 3,3, 5, 12, 15 und 24 V sowie einen Wirkungsgrad bis zu 92 Prozent. Die Komponenten besitzen die UL-Zulassung.

Die Konverter bieten eine Isolation bis 1500 VDC. Ein Industriestandard Pin-out vereinfacht das PCB und das mechanische Design markant.

PHOENIX CONTACT AG | CH-8317 Tagelswangen | Tel. +41 (0)52 354 55 55 infoswiss@phoenixcontact.com | www.phoenixcontact.ch

Altrac AG | CH-8953 Dietikon | Tel. +41 (0)44 744 61 11 info@altrac.ch | www.altrac.ch

Puffermodule mit Doppelschichtkondensatoren

Systematische Kennzeichnung von Kraftwerksanlagen

Doppelschichtkondensatoren sind ideale Speichermedien. Sie sind im Gegensatz zum Blei-Akku langlebig, leicht und in einem weiten Arbeitstemperaturbereich von –40 bis 60 °C einsetzbar. Gerade auch wegen den tiefen Arbeitsbereichen eignen sich diese Kondensatoren sehr gut für Aussenanwendungen. Aufgrund dieser Vorzüge setzt Puls auch in seinen beiden neuen 24-V-Puffermo-

dulen UC10.241 und UC10.242 auf diese Technologie. Die Puffermodule können bei Netzausfall eine Last von 24 V/10 A über 18 s beziehungsweise 36 s weiterversorgen. Die Ausgangsspannung wird selbst im Puffermodus reguliert und konstant gehalten. Es stehen umfangreiche Überwachungs- und Kommunikationssignale zur Verfügung. Beide Module sind ab Lager verfügbar.

Das Kraftwerk-Kennzeichensystem (KKS) ist ein Anlagenkennzeichnungs-System zur einheitlichen und systematischen Kennzeichnung von Kraftwerksanlagen. Es besteht aus Kennzeichnungsschildern, farbigen Medienkennzeichnungsschildern nach DIN 2403, Schildträgern und entsprechendem Befestigungsmaterial. Die Schilder werden als einfache und als intelligente Ausführung mit integriertem RFID-HF- oder UHFTransponder angeboten und bieten zahlreiche Vorteile. InstandhalPuls Electronic GmbH | CH-5108 Oberflachs | Tel. +41 (0)56 450 18 10 info@puls-power.ch | www.puls-power.ch

tungen und Identifikationen werden mit dieser Technologie effizienter, bedienerfreundlicher und bieten somit neue Möglichkeiten bei Servicearbeiten und Wartungen an. Mit dem Markierungssystem Bluemark Cled lassen sich zum bestehenden Portfolio nun auch die neuen Anlagenschilder mit und ohne RFID-Transponder bedrucken. Das System erfüllt die Anforderungen im Kraftwerksumfeld und widersteht somit hohen thermischen, chemischen und mechanischen Belastungen.

PHOENIX CONTACT AG | CH-8317 Tagelswangen | Tel. +41 (0)52 354 55 55 infoswiss@phoenixcontact.com | www.phoenixcontact.ch

PRODUKTMELDUNGEN

3.15 megalink

55

M12-PushPull-Lösung Ein M12-Steckverbinder mit PushPull-Verriegelung, der hörbar einrastet und damit die Handhabung im Feld erleichtert – der zentrale Kundenutzen liegt hier klar im schnellen Anschluss mit nur einem Klick, da das Schrauben entfällt. Das Gehäuse auf der Geräteseite ist Rückwärtskompatibel, was heisst, dass es einen Standard- M12-Steckverbinder mit Schraubverriegelung oder den M12 PushPull aufnehmen kann. Der Gebrauch ist einfach

Antriebstechnik auf 472 Seiten

Auf 472 Seiten stellt Faulhaber im Katalog 2015 sein vielfältiges Produktprogramm für Klein- und Kleinstantriebssysteme vor. Übersichtliche Leistungstabellen und ausführliche technische Informationen erleichtern die Auswahl und führen schnell und gezielt zu den detaillierten Beschreibungen und technischen Daten der einzelnen Komponenten. Die Kataloge können kostenlos unter der unten genannten Adresse angefordert werden.

FAULHABER MINIMOTOR SA CH-6980 Croglio Tel. +41 (0)91 611 31 00 info@minimotor.ch www.faulhaber.com

und selbsterklärend. Drehmomente müssen nicht berücksichtigt werden, um sicher zu kontaktieren. Durch den Steckmechanismus reduziert sich zudem der Platzaufwand, da der Stecker kompakter gebaut werden kann.

Harting AG | CH-8604 Volketswil Tel. +41 (0)44 908 20 60 ch@harting.com | www.harting.ch

56

megalink 3.15

PRODUKTMELDUNGEN

Steckverbinder für Bau- und Landmaschinen

Phoenix Contact ergänzt sein Portfolio der Ventilstecker um den Steckverbinder Super Seal für mobile Bau-und Landmaschinen. Diese sind insbesondere an den Arbeitsscheinwerfern oder auch bei Hydraulikventilen zu finden. Das

Programm umfasst umspritzte Steckverbinder in gerader zweipoliger Buchsen- und Stiftausführung.

Die Kabelsets sind in den Längen 1,5, 3, 5 und 10 Meter verfügbar, wobei auch kundenspezifische Längen auf Anfrage möglich sind.

8,4-Zoll-TFT für Outdoor-Anwendungen Das NL8060AC21-21D von NLT hat identische Abmessungen und Fixierungspunkte wie das Vorgängermodell.

Auch Stecker, Pin-Belegung und die Signalart sind gleich geblieben. Dies erspart bei einem Re-Design Kosten und Zeit. Die Mechanik der Applikation bleibt unverändert. So profitieren Entwickler von einem langen Produktlebenszyklus. Zusätzlich zeichnet sich das 8,4-Zoll-Display durch seine langlebigen LEDs und den integrierten LED-Treiber aus. Die LEDs haben eine Halbwertszeit von 100000 Stunden, was knapp elf Jahre im Dauerbetrieb entspricht. Dank des erweiterten Temperaturbereichs von –30 bis

+80 °C eignet sich das Display besonders für den Outdoor-Bereich.

Dank interner Prozessoptimierungen ist es NLT gelungen, zusätzlich zu technologischen Verbesserungen auch den Preis deutlich zu senken. Das Display wird in Q2/2015 in Serienproduktion gehen. Muster sind bereits bei Glyn verfügbar.

PHOENIX CONTACT AG | CH-8317 Tagelswangen | Tel. +41 (0)52 354 55 55 infoswiss@phoenixcontact.com | www.phoenixcontact.ch

GLYN GmbH & Co. KG | CH-8133 Esslingen | Tel. +41 (0)44 944 55 00 sales@glyn.ch | www.glyn.ch

Modulares Steckverbindersystem

Weniger Gewicht und mehr Dynamik

Mit dem modularen Steckverbindersystem CombiTac lassen sich Hochstrom- und Signalverbindungen, Druckluft und Industrievakuum, Thermoelemente, Lichtleiter, Ethernet und vieles mehr kombinieren. CombiTac gibt es in vielen Grössen, sowohl als Aufbau-Version mit fliegender Kupplung mit einer Auswahl an Gehäusen als auch in schwimmender Ausführung zu Docking-Zwecken. Zum Klassenprimus machen den CombiTac-Steckverbinder seine Leistungskontakte mit einer Stromtragfähigkeit von bis zu 300 A. Möglich wird diese Leistung durch

die patentierte Multilam-Technologie, bei der zahlreiche Kontaktlamellen für sehr niedrige Übergangswiderstände sorgen. In der Rackversion von CombiTac sind damit 100 000 und mehr Steckzyklen ohne Leistungseinbussen möglich. Für raue Betriebsbedingungen gibt es ein korrosionsfestes, pulverbeschichtetes Aluminium-Druckguss-Gehäuse in Schutzart IP68, welches durch seine 360°-Abschirmung das Innenleben vor elektromagnetischen Einflüssen schützt und darüber hinaus salznebelbeständig ist.

Multi-Contact AG | CH-4123 Allschwil | Tel. +41 (0)61 306 55 55 basel@multi-contact.com | www.multi-contact.com

Das guidelok slimline-System GLSL-P besteht komplett aus Kunststoff und eignet sich für hängende Energieketten-Anwendungen. Es benötigt weder einen geschlossenen Rinnenkanal oder teure Einhausungen und hält das Energiekettensystem so bei Gassenfahrten in der Bahn. Stattdessen werden lediglich alle zwei Meter leichte Kunststoffsegmente montiert, was bis zu 80 Prozent Rinnenkosten und zusätzlich Gewicht gegenüber der bisherigen Metallvariante einspart. So können nochmals höhere Geschwindigkeiten und Beschleunigungen erreicht werden. Ein weiterer Vorteil der Kunststoffneuheit ist, dass Vibrationen besser absorbiert werden. Zwei automatisch betätigte Wippen in den Segmenten fixieren die E-Kette und sorgen für einen leisen, ruhigen Lauf. Fährt die Kette im Radius durch das Segment, wird die Wippe aktiviert und

die Energiekette fixiert. Ergänzt werden die innovativen Verriegelungshebel durch offene Leitschienen aus verstärktem Kunststoff zwischen den Segmenten, was noch mehr Dynamik ermöglicht.

igus Schweiz GmbH | CH-4622 Egerkingen | Tel. +41 (0)62 388 97 97 info@igus.ch | www.igus.ch

PRODUKTMELDUNGEN

3.15 megalink

57

Einfache Synchronisation von Servoachsen

Das für die Bewegungsregelung zuständige Paket Lasal Motion ist nahtlos in die Programmier- beziehungsweise Projektierungssoftware Lasal Class eingebunden. Bei dessen Entwicklung wurde auf eine einfache Anwendung und effiziente Achskommandos geachtet. So können mit nur einem Kommandoaufruf mehrere Achsen untereinander synchronisiert werden. Die Synchronisation kann über Geschwindigkeit, Position, Positionsversatz und mit Getriebeübersetzung auf reale oder auch auf virtuelle Achsen erfolgen. Die Bewegungsansteue-

rung ist unabhängig von der eingesetzten Hardware, was die Flexibilität erhöht. So ist es beispielsweise aus Sicht der Kundenapplikation unerheblich, ob eine hydraulische Achse, ein Servomotor oder ähnliches angesteuert wird. Der Befehlsaufruf bleibt immer derselbe. Für häufig benötigte Funktionen steht in der Lasal-Antriebsbibliothek eine grosse Auswahl an vorgefertigten Bewegungsfunktionsbausteinen zur Verfügung. Das Spektrum reicht dabei von einfachen Einachs- bis hin zu komplexen Multiachs-Anwendungen.

Robuste Gigabit-Ethernet-Switch-Lösung

SIGMATEK Schweiz AG | CH-8308 Illnau | Tel. +41 (0)52 354 50 50 office@sigmatek.ch | www.sigmatek-automation.ch

Red Dot Award für Balluff-Montagesystem

Der renommierte Designpreis Red Dot Award geht an das neue Montagesystem BMS von Balluff. Mit diesem lassen sich im Maschinenbau Sensoren und Aktoren auf einfachste Weise befestigen. Einige wenige Handgriffe genügen, um mit den mechanisch hoch bean-

spruchbaren Standardelementen des Baukastens auch komplizierte Positionsaufgaben schnell und flexibel zu erledigen. Die neuen Grundhalter, Gelenkstücke und Sensorhalter aus Zinkdruckguss bieten nicht nur einen sicheren Halt, sondern bestechen durch ihr Design und durch ihre Ergonomie.

Den Entwicklern gelang es mit wenigen Einzelteilen eine hoch funktionale Lösung zu ent-wickeln, die es den Anwendern erlaubt, anspruchsvolle Befestigungsaufgaben innerhalb kürzester Zeit umzusetzen. Dies spart Geld und verschafft Wettbewerbsvorteile.

Balluff Sensortechnik AG | CH-8953 Dietikon | Tel. +41 (0)43 322 32 40 sensortechnik@balluff.ch | www.balluff.com

Die dritte Generation der GigabitEthernet-Switch-Familie Magbes-20 hat wie die beiden Vorgänger die gleiche Grösse und Form und bietet dieselben Funktionen. Das zusätzliche Merkmal ist, dass die Kupfer-Ethernet-Ports jetzt auch als lockable Headers verfügbar sind.

Um die Integration als StandaloneProdukt zu erleichtern, wurde der Eingangsspannungsbereich auf 5 bis 36 VDC erweitert und benötigt unter allen Bedingungen weniger als 4 W. Wie bei den anderen Magbes-Produktlinien, ermöglicht das vielseitige Design verschiedene Kombinationen der fünf Ethernet-

Schnittstellen. Die Umsetzung der Glasfaser-Anschlüsse an Hot-PlugSFP-Slots erweitert zusätzlich die Vielseitigkeit. Die Switches unterstützen alle SFP, die dem MSAStandard entsprechen und Ethernet-kompatibel sind. Integriert sind Funktionen wie die Konfiguration über Web-Interface oder Befehlszeilenschnittstelle, Port-basiertes und IEEE 802.1Q VLAN sowie Switch-Statistik und Digital-Diagnoseüberwachung nach SFF-8472.

Die Switches arbeiten ohne Lüfter und lassen sich in einem Temperaturbereich von –40 bis 85 °C betreiben.

MPI Distribution AG | CH-5405 Dättwil AG | Tel. +41 (0)56 483 34 44 sales@mpi.ch | www.mpi.ch

58

megalink 3.15

PRODUKTMELDUNGEN

Tragarm-Panel-PC mit Multicore-Prozessoren Heissgerätestecker und -dosen bis 155 °C Mit der Baureihe CP37xx steht Multitouch in Verbindung mit dem Atom-Prozessor nun auch für den Einsatz direkt im Feld zur Verfügung. Die Tragarmgeräte im robusten Aluminiumgehäuse sind rundum IP65-geschützt und lassen sich als Varianten mit ein, zwei oder vier Kernen optimal an den jeweiligen Einsatzfall anpassen. Unterstützt wird dies durch das breite Displayspektrum.

Verfügbar sind sieben Multitouch-TFT-Displays von 12 bis 24 Zoll in den Formaten 4:3, 5:4 und 19:9. Einsetzen lassen sich die CP37xx bei Umgebungstemperaturen bis zu 45°C, gekühlt über äussere Kühlrippen sowie über Lüfter zur gleichmässigen Wärmeverteilung im Gehäuseinneren.

Die Panel-PC lassen sich flexibel erweitern, zum Beispiel über PCI-Module und einen dritten Ethernet-Anschluss. Die bis zu vier IPC-Anschlüsse sind mit IP65-Steckverbindern leicht zugänglich im Anschlussraum angeordnet. Die CP37xx verfügen über ein oder zwei CFast-Karten.

Der auf dem Board integrierte RAID-Controller erlaubt die Spiegelung von zwei gleichen CFastKarten.

Die Heissgerätestecker der Serie 1681 und die dazu passenden Gerätesteckdosen entsprechen der IEC/UL 60320. Sie sind für 16 A bei 250 VAC nach IEC und für 20 A bei 250 VAC nach UL/CSA ausgelegt, wobei ihre Pintemperatur maximal 155 °C erreichen darf.

Darüber hinaus erfüllen die Gerätestecker und Gerätesteckdosen die Anforderung nach IEC 60335-1 für Haushaltsgeräte sowie die für unbeaufsichtigte Haushaltsgeräte erhöhte Glühdrahtfestigkeit nach IEC 60695-2-12 und -13. Sie verfügen über Zulassungen von ENEC, UL/CSA und CCC. Die Heissgerätestecker gibt es mit Löt-, Steck- oder Schrauban-

schlüssen. Die Kabelstecker sind in einer geraden Ausführung (1658) und einer abgewinkelten Ausführung (1659) erhältlich. Es können Kabel mit einem Leiterquerschnitt bis 2,5 mm2 oder 10 AWG angeschlossen werden.

Die Heissgerätestecker und -dosen sind RoHS und China-RoHS konform.

Beckhoff Automation AG | CH-8200 Schaffhausen | Tel. +41 (0)52 633 40 40 info@beckhoff.ch | www.beckhoff.ch

Schurter AG | CH-6003 Luzern | Tel. +41 (0)41 369 31 11 contact@schurter.ch | www.schurter.com

WLAN-Module von Panasonic

D-SUB-Hauben mit Schnappverschluss

Die PAN90x0-Serie von Panasonic ist für 2,4GHz-WLAN und die PAN90x5-Serie für 2,4-GHzWLAN/BT geeignet. Beide Module unterstützen 802.11 b/g/n, wobei das Kombimodul zudem Bluetooth v4.0 Smart Ready integriert hat. Die im SMD-Package gelieferten Module (26/22,75 x 13,5 x 2,4 mm) können mit keramischer Antenne oder einem 50Ohm-Pad für den Antennen-Anschluss geliefert werden. Bei beiden Host-basierten Wi-Fi Modulen unterstützen die mitgelieferten Treiber Linux und Android. Zudem werden Funktionen wie Soft-Access Point, Client Mode und Wi-Fi Direct sowie Sicherheitsfunktionen wie WPA- und AES-Verschlüsselung angeboten. Zudem

Conec hat sein Portfolio im Bereich D-SUB-Hauben um Schnappverschluss-Varianten ergänzt. Die Hauben sind mit einem Verriegelungssystem ausgestattet, welches eine schnelle Ver- und Entriegelung ermöglicht. Eine aufwendige Verschraubung der Haube zum Gegenstecker ist nicht mehr nötig und somit wird eine langzeitige Verbindung ohne sich lösende Schrauben hergestellt. Durch den hör- und spürbaren Klick ist eine Verriegelung auch an schlecht einsehbaren Geräteschnittstellen schnell und sicher hergestellt. Die

umfasst das Softwarepaket von Marvell verschiedene Applikationen, Demobeispiele und Hilfsmittel. Die performanten Module liefern eine Sendeausgangsleistung von +18 dbm und eine Eingangsempfindlichkeit von –98 dBm. Die Power-Management-Einheit für stromsparende Funktionen unterstützt Deep Sleep und Standby Modi. Das Boot-ROM mit Korrekturfunktionen, internem SRAM, programmierbarem Flashspeicher und anderen Schnittstellen vervollständigen diese Module.

MSC Vertriebs GmbH | DE-76297 Stutensee | Tel. +49 (0)7249 910 330 Stutensee@msc-ge.com | www.msc-ge.com

Schnappverschluss-Hauben sind in schwarzem oder metallisiertem Kunststoff in den Gehäusegrössen 1 bis 5 verfügbar. Je nach Polzahl sind sie mit 2 oder 3 Kabelausgängen gerade und seitlich ausgestattet. Mit einem Nachrüstsatz sind auch bestehende Schnittstellen mit einer Schnappverschluss-Haube kompatibel. Das Schnappverschluss-System ermöglicht ausserdem eine Haube-zu-Haube-Verbindung und ist speziell für Anwendungen mit hohen Anforderungen an Vibrations- und Schockfestigkeit ausgelegt.

Precimation AG | CH-2555 Brügg BE | Tel. +41 (0)32 366 69 99 welcome@precimation.ch | www.precimation.ch

PRODUKTMELDUNGEN

Magnetostriktive Positionssensoren Anwender, die beispielsweise Treibstoffanlagen betreiben oder leicht entflammbare Chemikalien verarbeiten, benötigen ein Höchstmass an Sicherheit und Zuverlässigkeit. Für den Einsatz in diesen anspruchsvollen Applikationen eignet sich die Temposonics T-Serie.

Die linearen, magnetostriktiven Positionssensoren erfüllen die Anforderungen gemäss Sicherheitsintegrationslevel (SIL) 2. Ausserdem besitzen sie eine ATEX- sowie eine IECEx-Zertifizierung mit den Zündschutzarten druckfeste Kapselung und erhöhte Sicherheit für den Einsatz in Zone 0/1, Zone 1, Zone 2, Zone 21 und Zone 22.

Zusätzlich wird die Serie in Kürze das Zertifikat Class 1, Division 1

der National Electric Code (NEC 500) erhalten. Die Sensoren arbeiten verschleissfrei, da der Magnet berührungslos über den Messstab gleitet. Zusätzlich zeichnet sich die wartungsfreie Neuheit durch eine hohe elektromagnetische Störfestigkeit sowie eine hohe Schockund Vibrationsfestigkeit aus. Auch Schmutz und Staub beeinträchtigen die Messungen der robusten Sensoren nicht. Die T-Serie ist mit den Schutzklassen IP66, 67, 68 und 69K erhältlich.

Omni Ray AG | CH-8600 Dübendorf | Tel. +41 (0)44 802 28 80 info@omniray.ch | www.omniray.ch

Bacnet-MS/TP-Controller ab Lager verfügbar

Der Bacnet-Controller (750-829) vereint alle technischen Eigenschaften des Bacnet/IP-Controllers (750-831) mit der Kommunikation über MS/TP (Master-Slave/TokenPassing). Durch die leicht zu verkabelnden Twisted-Pair-Leitungen ist er die flexible Lösung zur Anbindung von I/Os ebenso wie für komplexe Regelungsaufgaben. Im nativen Betrieb erstellt er automa-

tisch die passenden Bacnet-Objekte für die einzelnen Kanäle der angereihten I/O-Module. Weitere Objekte lassen sich über die Codesys-Entwicklungsumgebung anlegen. Die Inbetriebnahme erfolgt über den im Bacnet-Konfigurator integrierten Device-Manager, der die Konfiguration in komplexen Projekten erleichtert. So lassen sich Datenpunkte tabellarisch anzeigen, exportieren und importieren.

Funktionen wie Backup & Restore oder Zeitsynchronisation lassen sich ebenso ausführen. Der Controller Bacnet MS/TP übernimmt zentrale oder dezentrale Steuerungs- und Regelungsaufgaben in kompakten HLK-Anlagen oder im Bereich der Raumautomation. Zusätzlich bietet er die Möglichkeit, gewerkespezifische Feldbusse wie Dali, Lon, KNX, Enocean oder MP-Bus in den Prozess einzubinden.

WAGO CONTACT SA | CH-1564 Domdidier | Tel. +41 (0)840 200 750 info.switzerland@wago.com | www.wago.com

3.15 megalink

59

Hochstrom-Federklemme bis 185 mm2

Erstmals können Leiter mit Querschnitten von 50 bis 185 mm2 schraubenlos sowie zeitsparend, wartungsfrei und rüttelsicher angeschlossen werden. Die Power Cage Clamp der Serie 285 ist für einen Nennstrom von 353 A und eine Bemessungsspannung AC/DC bis 1000 V und DC bis 1500 V ausgelegt. Die seitlichen Leitereinführungen ermöglichen ein komfortables Anschliessen schwer biegsamer Leiter. Die Anschlussstelle wird mit einem Betätigungswerkzeug geöffnet und durch Betätigen eines orangefarbenen Verriegelungs-

elements arretiert. Eine Vorbereitung der Adern mit Ringkabelschuhen oder Aderendhülsen ist nicht erforderlich. Die Federanschlusstechnik gewährleistet eine optimale Kontaktkraft, unabhängig von der Sorgfalt der Bedienperson.

Die Hochstrom-Federklemme erfüllt höchste Anforderungen und ist selbst bei grösseren Belastungen rüttelsicher sowie hitze- und kältebeständig. Dadurch eignet sie sich vor allem für energieintensive Anwendungen wie den Maschinenund Anlagebau, Bahn- und Schiffsverkehr oder den Energiesektor.

WAGO CONTACT SA | CH-1564 Domdidier | Tel. +41 (0)840 200 750 info.switzerland@wago.com | www.wago.com

60

megalink 3.15

PRODUKTMELDUNGEN

Kompakte Robotersteuerung

Verbesserte Reglerfunktionalitäten

Die zweite Generation der Robotersteuerung «IRC5 Compact» ist 87 Prozent kleiner als die grösseren Varianten. Sie ist damit einfacher zu integrieren, spart Platz und bietet Vielseitigkeit ohne Leistungseinbussen. Ihr Bedienfeld wurde ebenfalls vereinfacht und die Kabelanschlüsse zur einfachen Handhabung verbessert. So ermöglichen Steckverbindungen für alle Signale sowie ein integriertes, erweiterbares E/A-System mit 16 Ein- und 16 Ausgängen eine besonders schnelle und einfache Installation.

Trotz ihrer geringen Grösse (310 x 449 x 442 mm) verfügt sie über die leistungsfähige Bewegungssteuerung der grösseren Varianten. Diese Technologie mit den Funktionen QuickMove und True-

Sein Portfolio an Elektronikkomponenten hat Baumüller um neue Funktionalitäten und Ausführungen erweitert, um so die Performance der Maschinen zu verbessern und dem Maschinenbauer eine flexiblere Auswahl zu ermöglichen. Das Anreihsystem b maXX 5000 für Mehrachsanwendungen und anspruchsvolle Sicherheitsfunktionen hat der Nürnberger Hersteller jetzt bis zu einer Leistung von circa 150 kW im Angebot. Des Weiteren konnte Baumüller durch neue Funktionen für die Baureihen b maXX 5000 und b maXX 3000 die

Move ist von zentraler Bedeutung für die Leistungsmerkmale von ABB in Bezug auf Genauigkeit, Geschwindigkeit, Zykluszeit, Programmierbarkeit und Synchronisation mit externen Geräten. Ausserdem ermöglicht die IRC5 Compact die einfache und schnelle Integration zusätzlicher Hardware und Sensorik, wie etwa des ABB-Bildverarbeitungssystems Integrated Vision.

Geberauswertung verbessern. Anwender profitieren von optimierter Regelgüte, höherer Dynamik und durch den gesteuerten Halt zudem von erhöhter Sicherheit. Nicht nur die Funktionen in seinen Reglern hat Baumüller ausgebaut, sondern auch seine technologiespezifischen Funktionalitäten. Maschinenbauer und Anwender von Servopressen können zum Beispiel auf eine moderne und nutzerfreundliche Visualisierung, sinnvolle Funktionen wie frei definierbare Pendelpunkte und verschiedene Bedienoptionen zurückgreifen.

ABB Schweiz AG | CH-5400 Baden | Tel. +41 (0)58 586 00 00 robotics@ch.abb.com | www.abb.ch/robotics

Baumüller Swiss AG | CH-8500 Frauenfeld | Tel. +41 (0)52 723 28 00 buero.ost@baumueller.ch | www.baumueller.ch

Syslogic setzt auf BayTrail-Prozessoren

Betriebs- und Prozessdaten zentral erfasst

Die Embedded-Spezialistin Syslogic rüstet ihre Serien Compact S und Compact M mit den leistungsstarken Atom-E3845-Prozessoren von Intel auf.

Bereits vor einem Jahr wurde die Serie Compact SL mit den BayTrail-Prozessoren ausgestattet.

Während der Compact M zweistöckig baut und somit Raum für eine Erweiterungskarte oder zusätzliche Schnittstellen lässt, handelt es sich beim Compact S um die preiswerte Single-Board-Version.

Mit den Atom-E3845-Prozessoren werden die kompakten IPC nun zu Kraftpaketen. Die industriellen 64Bit-Prozessoren arbeiten mit 1,91 GHz. Bei einer Leistungsaufnahme von unter 10 W schaffen sie den Spagat zwischen hoher Rechenleistung und niedrigem

Die zentrale Erfassung für Betriebs- und Prozessdaten von Maschinen und Anlagen mit dem B&R-Prozessleitsystem Aprol wird erleichtert. Die Solution Aprol PDA verfügt dazu über einen PDA-Browser, PDA-Bausteine und ein PDA-Visualisierungselement.

Aprol PDA kann als gebrauchsfertige Einzellösung oder integriert in einem bestehenden Aprol-System verwendet werden. Die zentrale Datenerfassung ermöglicht dabei eine übergreifende Online-Performancekontrolle und visuelle Übersichtsdarstellungen. Durch eine leistungsfähige und hochverfügbare Langzeitarchivierung wird der Qualitätsnachweis des gesamten

Stromverbrauch. Beide Reihen kommen ohne bewegliche Teile aus und sind für den erweiterten Temperaturbereich von –40 bis 70 °C sowie 24/7-Betrieb ausgelegt. Die Schnittstellenbelegung ist individuell konfigurierbar. Die Geräte verfügen über CAN-, USB-, RS232- sowie RS422/485-Schnittstellen und lassen sich mit bis zu drei EtherCAT-Schnittstellen ausstatten und mit WLAN-, GPS-, GSM- und Bluetooth-Modulen erweitern.

Syslogic Datentechnik AG | CH-5405 Dättwil AG | Tel. +41 (0)56 200 90 57 info@syslogic.com | www.syslogic.com

Herstellungsprozesses sichergestellt. Flexible Reports mit integrierten Analysefunktionen unterstützen die Optimierung der Produktion. Die kombinierte Darstellung von stetigen Daten, Alarmen und Ereignissen hilft Zusammenhänge von Ursache und Wirkung zu erkennen. Zur Darstellung von Visualisierungen stehen der Aprol VNC Viewer und das Visualisierungselement VNC Viewer zur Einbettung in eine Prozessgrafik zur Verfügung.

B&R Industrie-Automation AG | CH-8500 Frauenfeld | Tel. + 41 (0)52 728 00 55 office.ch@br-automation.com | www.br-automation.com

PRODUKTMELDUNGEN

3.15 megalink

Many-Core Control für Industrie 4.0

Motor-Baureihe 8LS noch leistungsfähiger

Um den mit Industrie 4.0 steigenden Anforderungen an eine Smart Factory gerecht zu werden, bringt Beckhoff mit dem Industrie-Server C6670 eine der leistungsfähigsten Steuerungen auf den Markt. Sie ist mit 12, 24 oder 36 Kernen ausgestattet – und verfügt über einen von 64 bis auf 2048 GByte ausbaufähigen Arbeitsspeicher. Damit ist der C6670 die ideale Hardware-Plattform für das Konzept «Many-Core Control», mit dem Beckhoff konsequent die Philosophie der zentralen Steuerung verfolgt. Das bedeutet, dass alle zusätzlichen Steuerungsfunktionalitäten in einer Smart Factory, also neben

B&R hat seine leistungsfähigen und dynamischen Servomotoren der 8LS-Baureihe in zahlreichen Details verbessert. So sind die Motoren der Baugrössen 2 und 3 bei gleichen technischen Daten nun wesentlich kompakter. Damit ist maximale Kompatibilität bei höherer Leistungsdichte garantiert.

Die Motoren der Baugrössen 5 und 7 erhalten weitere Baulängen und bieten somit mehr Flexibilität in Bezug auf Dynamik und Moment. Zudem kommen neue induktive Geber zum Einsatz, die im Vergleich zu den bisherigen Gebern wesentlich präzisere Daten liefern. In Kombination mit dem digitalen EnDat-2.2-Interface lassen

PLC, Motion, Robotik und CNC auch Condition Monitoring oder Energiemanagement, in einer Software integriert und auf einer leistungsfähigen CPU ausgeführt werden. Effektiv nutzbar wird diese immense Rechenleistung aber erst durch die Ausschöpfung jedes einzelnen Prozessorkernes durch die Automatisierungsplattform Twin CAT 3.1.

Beckhoff Automation AG | CH-8200 Schaffhausen | Tel. +41 (0)52 633 40 40 info@beckhoff.ch | www.beckhoff.ch

61

sich die gängigsten Sicherheitsfunktionen auch mit Motorhybridkabeln verwenden, bei denen Geber- und Motorkabel zusammengefasst werden. Verkabelungsaufwand und Kosten werden dadurch reduziert. Die gebräuchlichsten Motoren der Baureihe 8LS stehen zudem als Vorzugsmotoren zur Verfügung.

B&R Industrie-Automation AG | CH-8500 Frauenfeld | Tel. +41 (0)52 728 00 55 office.ch@br-automation.com | www.br-automation.com

2,5-A-Schrittmotor-Motioncontroller & -treiber Maschinenzustand stetig im Visier Der TMC5130 von Trinamic ist ein kombinierter Motioncontroller und -treiber. Neben sensorloser Lasterkennung, lastabhängiger Stromregelung, präzisem Stromchopper, flexibler 6-PunktBeschleunigungsrampe und Laufruhe durch 256 Mikroschritte bietet er zwei weitere Neuheiten. stealthChop verhindert Geräusche bei niedrigen Geschwindigkeiten sowie im Stillstand. Der Motorlauf ist extrem ruhig. Die Mikroschritt-Wellenform kann auf den Motor angepasst werden. Durch stealthChop können auch günstige Motoren mit Mikroschritten betrieben werden. Durch dcStep sind ganz neue Anwendungen für den Schrittmotor möglich. Anders als im herkömmlichen Betrieb arbeitet

der Motor nicht mit konstanter Geschwindigkeit. Diese wird in Abhängigkeit von der Last variiert – ohne dabei die Positionsinformatio-

nen zu verlieren. Dabei wird ausgenutzt, dass ein Schrittmotor ein höheres Drehmoment bei niedriger Geschwindigkeit hat. Das bedeutet, dass der Motor bei niedriger Last schneller und bei höherer Last langsamer dreht. Dadurch wird das System schneller, stabiler und sicherer.

MEV Elektronik Service GmbH | DE-49176 Hilter | Tel. +49 (0)5424 234 00 info@mev-elektronik.com | www.mev-elektronik.com

Das 4-kanalige AnalogEingangsmodul AI 040 eignet sich für gezieltes Condition Monitoring.

Das Modul aus der SDIAS-Familie besitzt vier unabhängig voneinander einstellbare Konstantstromquellen und wandelt Sensorsignale mit einer Auflösung von 16 Bit in einem weiten Frequenzbereich von 31 mHz bis 20 kHz um.

Die Wandlungsrate liegt bei maximal 50 kSPS je Kanal. Der Zeitversatz zwischen den Kanälen beträgt 5 μs. Kurzschluss- und Kabelbruchüberwachung sind ebenfalls möglich. Die Messgenauigkeit liegt bei ±0,5 Prozent vom maximalen Messwert. Über das AI 040 werden die Sensoren direkt mit Strom versorgt, ihre Signale abgetastet und die ermittelten Werte an die S-DIAS-CPU oder übergeordnete Systeme übertragen.

Kommuniziert wird über das Echtzeit-Ethernetsystem Varan mit 100 Mbit/s. Für die Produktfamilie S-DIAS stehen Eplan-Makros zur einfachen Schaltschrank-Integration zur Verfügung. Das Steuerungs- und I/O-System lässt sich mit der objektorientierten Softwaresuite Lasal zudem benutzerfreundlich projektieren und programmieren.

SIGMATEK Schweiz AG | CH-8308 Illnau | Tel. +41 (52) 354 50 50 office@sigmatek.ch |www.sigmatek-automation.ch

62

megalink 3.15

L I E F E R A N TE N V E R Z E I C H N I S

L I E F E R A N TE N V E R Z E I C H N I S / I M P R E S S U M

3.15 megalink

63

Impressum Megalink – Elektronik + Automation ISSN 1662-9558 22. Jahrgang «Megalink» 36. Jahrgang «Precision» www.megalink.ch

31. Jahrgang «EC Woche» 54. Jahrgang «Elektroniker»

Auflage / Verbreitung WEMF/SW-Beglaubigung 2014 Druckauflage* 10 500 Exemplare Total verbreitete Auflage 7457 Exemplare davon verkauft 1699 Exemplare *inkl. Probe- und Werbeexemplare, Veranstaltungen und Messen Kontakt Alle Mitarbeiter erreichen Sie unter vorname.name@azmedien.ch Herausgeberin AZ Fachverlage AG, Neumattstrasse 1, 5001 Aarau Tel. +41 (0)58 200 56 50, Fax +41 (0)58 200 56 51 Geschäftsführer Roland Kühne Leiterin Zeitschriften Ratna Irzan Redaktion Megalink, Neumattstrasse 1, Postfach, CH-5001 Aarau Tel. +41 (0)58 200 56 42, Fax +41 (0)58 200 56 61 Chefredaktor: Markus Back, Tel. +41 (0)58 200 56 59 Redaktor: Daniel Wallimann, Tel. +41 (0)58 200 56 30 Copyright Mit der Annahme von Manuskripten durch die Redaktion und der Autor-Honorierung durch den Verlag erwirbt der Verlag das Copyright und insbesondere alle Rechte zur Übersetzung und Veröffentlichung der entsprechenden Beiträge in anderen verlagseigenen Zeitschriften sowie zur Herausgabe von Sonderdrucken. Für unverlangt eingesandte Text- und Bildunterlagen übernimmt die Redaktion keine Gewähr. Produkte und Highlights sind kostenpflichtig. Nachdruck, auch auszugsweise, nicht gestattet.

Leiter Werbemarkt Jürg Rykart, Tel. +41 (0)58 200 56 04 Anzeigen Thorsten Krüger, Tel. +41 (0)58 200 56 32 Verena Müller, Tel. +41 (0)58 200 56 42 Anzeigentarif unter www.megalink.ch Leiter Lesermarkt/Online Valentin Kälin Aboverwaltung /-Bestellung www.fachtitel.ch, abo@megalink.ch, Tel. +41 (0)58 200 55 64 Preise Abonnementspreis Fr. 84.–, Ausland Fr. 85.– plus Postgebühren Layout/Produktion Ursula Urech Druck Vogt-Schild Druck AG, 4552 Derendingen Ein Produkt der

www.azmedien.ch

Verleger: Peter Wanner, CEO: Axel Wüstmann Namhafte Beteiligungen nach Art. 322 Abs. 2 StGB: AZ Anzeiger AG, AZ Fachverlage AG, AZ Management Services AG, AZ Regionalfernsehen AG, AZ TV Productions AG, AZ Verlagsservice AG, AZ Vertriebs AG, AZ Zeitungen AG, Belcom AG Dietschi AG, Media Factory AG, Mittelland Zeitungsdruck AG, Vogt-Schild Druck AG, Vogt-Schild Vertriebs GmbH, Weiss Medien AG

Vorschau Megalink 4 – 2015 erscheint am 22. April 2015 Vorzugsthemen:

Inserateschluss:

Branchenfokus «Sonderfahrzeuge» Antriebstechnik mit Marktübersicht «Elektrische Antriebstechnik» Messtechnik & Sensorik mit Produktübersicht «Drehgeber» Leistungselektronik & Energiespeicher Industriebedarf (Kabel & Stecker) 30. März 2015

64

megalink 3.15

L E T Z TE S E I TE

Oster-Mutationen ohne Ende!

Bildmaterial: istockphoto

Firmen in dieser Ausgabe ABB Schweiz AG, Altrac AG AZ Fachverlage AG B&R Industrie-Automation AG Balluff Sensortechnik AG Baum端ller Swiss AG Beckhoff Automation AG Bosch Rexroth Schweiz AG

22, 60 54 4, 53 3, 10, 60, 61 27, 32, 57 60 3, 7, 58, 61 24

Compona AG

1, 39

Congatec AG easyFairs Switzerland GmbH Enclustra GmbH FAULHABER MINIMOTOR SA Finder (Schweiz) AG

GLYN GmbH & Co. KG

50, 56

Handelskammer Deutschland-Schweiz

8 55

Schaffner GmbH

HMS Industrial Networks GmbH

25

Schmid Elektronik AG

igus Schweiz GmbH M+S Industrielle Automaton AG MathWorks GmbH Maxon Motor AG

45, 47, 56 7 42 US 4 61

48

MPI Distribution AG

57

29

MSC Vertriebs GmbH

58

49 31

Multi-Contact AG National Instruments AG Omni Ray AG

56

34, 54

reichelt elektronik GmbH & Co. KG

Harting AG

MEV Elektronik Service GmbH

19, 55

Puls Electronic GmbH

5 21 36, 51

Schurter AG

58

Siemens Schweiz AG

9

SIGMATEK Schweiz AG

15, 57, 61

Spectra (Schweiz) AG

23

Syslogic Datentechnik AG

60

Systronics AG

29

Teledyne LeCroy SA

US 3, 30

US 2

Trenew Electronic AG

59

WAGO CONTACT SA

59

Weidm端ller Schweiz AG

21

FlowCAD Schweiz AG

26

PHOENIX CONTACT AG

Fraunhofer IWU

18

PowerParts AG

21, 54, 56, 57, 59 43

gateweb GmbH

6, 29

Precimation AG

55, 58

Titelbild

52

B&R Industrie-Automation AG