Die industrielle Automatisierung stellt besondere Anforderungen an Maschinen und Anlagen hinsichtlich geeigneter Hardware. Es gibt jedoch zahlreiche Aufgaben, für die Prozessoren wie Intels Core™ iX oder Atom zwar wünschenswert, aber wirtschaftlich nicht realisierbar wären.
Kontron Electronics ist auf die Entwicklung und Produktion kostenoptimierter Lösungen spezialisiert und bietet sowohl Eigenentwicklungen als auch kundenspezifische Produkte mit industrieller Eignung auf Basis neuester Prozessortechnologien an.
Technologien für jede Anwendung
Als führender Hersteller industrieller Computerhardware bietet Kontron daher nicht nur Einplatinencomputer, COM-Module und Industrie-PCs mit leistungsstärksten Prozessoren und Peripherie-Halbleitern an. Mit Arm®-basierten Mikrocontrollern und Mikroprozessoren entwickelt Kontron als Anbieter von IoT-/Embedded-Computertechnologie (ECT) auch vielfältige Lösungen für industrielle Anwendungen. Diese Lösungen erfüllen ein breites Spektrum an Anforderungen, sowohl hinsichtlich der Prozessoren als auch der Integration in Geräte, Maschinen und Systeme.
Mit Kontron Electronics verfügt der deutsche Premiumhersteller nun über ein Unternehmen, das sich auf die Entwicklung und Produktion kostenoptimierter Lösungen spezialisiert hat. Kontron Electronics ist ein Komplettanbieter von elektronischen Baugruppen und Geräten mit 450 Mitarbeitern. Das Unternehmen ist Teil der Kontron ODM/EMS-Allianz, einem Verbund aus fünf Unternehmen mit sieben Standorten in Deutschland, Österreich, Ungarn und Slowenien. Die Unternehmensgruppe verfügt über jahrzehntelange Erfahrung entlang der gesamten Fertigungskette und umfassendes Know-how in der Entwicklung von Produkten für unterschiedlichste Anforderungen.
Die SoM-Module auf Basis der i.MX8M Mini- und i.MX8M Plus-Quad-Core-Anwendungsprozessoren eignen sich ideal für anspruchsvolle Automatisierungsaufgaben, Echtzeitanwendungen und hochwertige Visualisierungslösungen. Sie sind im neuen, herstellerunabhängigen OSM-Standard für das Direktlöten erhältlich.
Skalierbare Hardware
Bevor wir uns den Prozessoren zuwenden, lohnt es sich, die Produkte zu betrachten, die sie verwenden. Kontron Electronics entwickelt und fertigt Mikrocontroller-Baugruppen für ein breites Anwendungsspektrum. In ihren überwiegend kundenspezifischen Produkten kommen hauptsächlich 32-Bit-STM32-Mikrocontroller mit Arm-Cortex-M-Kernen zum Einsatz.
„Auf Basis der Arm-Prozessortechnologie haben wir ein skalierbares, modulares System mit einem breiten Portfolio eigener Produkte entwickelt“, erklärt Holger Wußmann. „Diese eignen sich nicht nur für zahlreiche Anwendungsfälle, sondern auch als Ausgangspunkt für kundenspezifische, kostenoptimierte Entwicklungen.“.
Das Herzstück dieses matrixartigen Produktportfolios bilden Prozessormodule, sogenannte System-on-Modules (SoMs). Neben den bereits erhältlichen Modulen im proprietären Formfaktor 25,5 x 25,5 mm entsprechen die neuen Module der Open Standard Module™-Spezifikation. Dieser neue herstellerneutrale Standard für verlötete SoMs senkt die Gesamtkosten einer Lösung im Vergleich zu steckbaren Designs.
Integration als Standard
Für Kunden, die diese System-on-a-Modules (SoMs) nicht selbst integrieren oder auf kundenspezifisch entwickelten Motherboards verwenden, bietet Kontron unter dem Namen Board-Line extrem kompakte Computerplatinen mit integrierter Peripherie an. Diese zeichnen sich durch einheitliche Anschlussgröße und -anordnung aus. „Damit können Kunden sicher sein, dass funktional gleichwertige Module auch in den kommenden Jahren verfügbar sein werden“, erklärt Holger Wußmann. „Da Kontron Electronics SoMs so lange fertigt, wie der jeweilige Prozessorhersteller die benötigten Prozessoren liefert, ist die Zukunftsfähigkeit der Systeme, in die diese Produkte integriert werden, hoch.“
Dank ihrer standardisierten Abmessungen eignen sich die Produkte der Board-Line für den Einbau in einheitliche Gehäuse. Kontron bietet diese Produkte in seiner Automation-Line in Metallgehäusen zur DIN-Schienenmontage an. Dadurch werden die Boards zu kompakten PCs mit Abmessungen von 111 x 25 x 76 mm. Die meisten Boards und Module sind auch in der Display-Line als Touchpanels mit Bildschirmdiagonalen von 5", 7", 10" und 15,6" erhältlich.
Somit ist alles vorhanden, um die schnelle Umsetzung von Automatisierungsprojekten zu ermöglichen, von der Ebene der Module und Prozessorplatinen bis hin zu fertigen Produkten.
Kontron bietet seine Hardwareprodukte in Form von Platinen als Einheit an, bestehend aus einem Mikroprozessor, einem SoM-Modul, Speicher, Kommunikations- und LCD-Schnittstelle sowie wichtigen Sicherheitsstandards auf einer kompakten Leiterplatte.
An der Spitze der Prozessortechnologie
Kontron pflegt im Hinblick auf die verwendeten Prozessoren eine enge Zusammenarbeit mit führenden Halbleiterherstellern. Daher kann der Premium-Hersteller aus Mitteleuropa innovative und skalierbare Produkte in industrietauglicher Ausführung für Embedded-/IIoT-Systeme mit den neuesten Prozessoren auf den Markt bringen, sobald die ersten Prozessorchips einer neuen Generation verfügbar sind.
„Die Kriterien für die Auswahl von Prozessoren sind vielfältig“, sagt Holger Wußmann, Geschäftsführer der Kontron Electronics GmbH. „Komplexe HTML-Visualisierungen erfordern eine leistungsstarke GPU, während wir für KI-Aufgaben Zusatzmodule mit KI-Beschleunigerchips anbieten.“.
Die dezony GmbH nutzt für ihre IQ-Ladestation die Linux-Unterstützung des System-on-Module SL STM32 MP157 der Kontron Electronics GmbH. Weitere Informationen finden Sie unter https://www.kontron-electronics.de/fileadmin/media/anwendungen/use-cases/dezony_de_use-case_kontron-electronics.pdf
Leistung und Peripheriegeräte auf kleinstem Raum: die i.MX 8 Prozessorserie
Die als OSM-Module auf Basis des i.MX8M Mini Quad-Core-Anwendungsprozessors erhältlichen SoMs bieten in ihrer Größenklasse eine herausragende Leistung. Neben einem leistungsstarken 1,6 GHz Arm® Cortex®-A53 4x-Mikroprozessor und DDR4-Speicher verfügt das System über eine Standardausstattung an Peripheriegeräten mit vielfältigen Schnittstellen.
Zahlreiche digitale I/O- und serielle Kommunikationsschnittstellen, eine DSI-Schnittstelle sowie PWM- und zwei SDIO-Schnittstellen machen das Modul ideal für anspruchsvolle Automatisierungsaufgaben, Echtzeitanwendungen und hochwertige Visualisierungslösungen.
Als neueste Ergänzung seines Portfolios präsentierte Kontron auf der Embedded World im März 2023 das weltweit erste SoM im Formfaktor Size S (30 x 30 mm) auf Basis des iMX8Mplus. Es unterstützt Dual-GbE-LAN und TSN. Dank seiner Kommunikationsfähigkeiten erfüllt dieses Modul die hohen Echtzeit-Kapazitätsanforderungen der Industrie.
Alle Board-Line-Produkte sind mit aktuellen NXP i.MX 8-Prozessoren oder Raspberry Pi 4 erhältlich und eignen sich für den Einbau in standardisierte Metallgehäuse, auch für die DIN-Schienenmontage.
Raspberry Pi ist gut etabliert
Der ursprünglich für Schulen und Universitäten entwickelte Raspberry Pi, ebenfalls basierend auf der Arm®-Technologie, hat seinen Siegeszug in industriellen Anwendungen fortgesetzt. „Insbesondere die weite Verbreitung von Open-Source-Software und das bereits im Studium erworbene Know-how ermutigen junge Entwickler, diese Prozessorplattform auch für industrielle Anwendungen zu nutzen“, so Holger Wußmann. „Das ist für uns Grund genug, mit den Hardware-Serien PiXtend® und Pi-Tron passende Industrielösungen anzubieten.“.
Der Erfolg bestätigt, dass dies der richtige Schritt war. Viele der 10.000 Geräte der PiXtend®- und Pi-Tron-Serien, die mit Prozessorhardware der Raspberry Pi Foundation ausgestattet sind, haben ihre Leistungsfähigkeit im realen Einsatz unter Beweis gestellt. Raspberry Pi ist in industriellen Anwendungsbereichen etabliert. Daher hat Kontron bereits das aktuelle Compute Module 4 integriert.
Der PiXtend® Pi 4 PLC ist mit dem Broadcom BCM2711 ausgestattet, dem leistungsstärksten Prozessor der Raspberry Pi Foundation. Dieser Quad-Core-Prozessor mit seinem 64-Bit Arm® Cortex®-A72 SoC unterstützt bis zu 8 GB RAM. Dank Gigabit-Ethernet-Schnittstelle gewährleistet der Einplatinencomputer schnelle Datenübertragung und bietet zwei Micro-HDMI-Anschlüsse für Audio- und Videoübertragung.
Der Pi-Tron CM4 mit seinem Broadcom BCM2711-Chipsatz und vier Arm Cortex-A72-Prozessoren mit 1,5 GHz Taktfrequenz basiert ebenfalls auf dem Raspberry Pi der vierten Generation. Das Board kann mit deutlich mehr RAM als sein Vorgänger ausgestattet werden und bietet zudem die Option auf vorzertifizierte WLAN-/Bluetooth-Konnektivität. Für die Integration des Pi-Tron CM4 in IoT-Anwendungen ist er mit LTE-Modulen inklusive SIM-Karten und einem Anschluss für eine externe Antenne vorkonfiguriert.
Die Boards und Geräte der Marke PiXtend®, die von Anfang an als SPSen konzipiert wurden, sind auch mit Raspberry Pi 4 erhältlich und eignen sich zur Programmierung über CODESYS®.
Geeignet für industrielle Steuerungsaufgaben
Die einfache Bedienbarkeit wird zusätzlich durch die herstellerunabhängige Automatisierungssoftware CODESYS® IEC 61131-3 für die industrietauglichen Hardwareprodukte von Kontron unterstützt. Dies gilt für Pi-Tron CM3+ und Pi-Tron CM4 sowie für PiXtend® Pi3 und Pi4.
Die Verfügbarkeit mit einer kostengünstigen CODESYS® Soft PLC-Lizenz ermöglicht Anwendern die einfache Entwicklung von Automatisierungsanwendungen. Der umfangreiche Funktionsumfang der CODESYS® PLC umfasst zudem bewährte Feldbusprotokolle und vereinfacht so den Einsatz der Module in der Automatisierung. Dort können diese Produkte proprietäre Steuerungen ersetzen, als Edge-Gateways dienen oder Aufgaben der Gebäudeautomation übernehmen.
Dipl.-Ing. Holger Wußmann, Geschäftsführer der Kontron Electronics GmbH:
"Dank unserer engen Zusammenarbeit mit führenden Halbleiterherstellern können wir innovative und skalierbare Produkte mit Industriedesign auf den Markt bringen, sobald die ersten Prozessorchips einer neuen Generation verfügbar sind. Unsere Kunden können sich darauf verlassen, dass Module mit vergleichbaren Funktionen auch in den kommenden Jahren erhältlich sein werden
