L'automatisation industrielle impose des exigences spécifiques aux machines et aux équipements d'installations en matière de matériel. Cependant, de nombreuses tâches pour lesquelles des processeurs comme les Intel Core™ iX ou Atom seraient souhaitables ne sont pas économiquement viables.
Kontron Electronics est spécialisée dans le développement et la production de solutions optimisées en termes de coûts et peut proposer à la fois des produits propriétaires et des produits spécifiques au client, adaptés au secteur industriel et basés sur les dernières technologies de processeurs.
Des technologies pour chaque application
Par conséquent, en tant que fabricant leader de matériel informatique industriel, Kontron propose non seulement des ordinateurs monocartes, des modules COM et des PC industriels dotés des processeurs et semi-conducteurs périphériques les plus performants, mais aussi, grâce à l'utilisation de microcontrôleurs et de microprocesseurs basés sur l'architecture Arm®, des solutions diversifiées pour les applications industrielles, notamment pour l'Internet des objets (IoT) et l'informatique embarquée (ECT). Ces solutions répondent à un large éventail d'exigences, tant en termes de processeurs que d'intégration dans les appareils, les machines et les systèmes.
Avec l'acquisition de Kontron Electronics, le fabricant allemand haut de gamme dispose désormais d'une entreprise spécialisée dans le développement et la production de solutions optimisées en termes de coûts. Kontron Electronics est un fournisseur de services complets d'assemblages et de dispositifs électroniques, employant 450 personnes. Elle fait partie de l'alliance Kontron ODM/EMS, qui regroupe cinq entreprises réparties sur sept sites en Allemagne, en Autriche, en Hongrie et en Slovénie. Ce groupe bénéficie d'une expérience de plusieurs décennies sur l'ensemble de la chaîne de production et d'une expertise pointue dans le développement de produits répondant à un large éventail de besoins.
Les modules SoM basés sur le processeur d'application quadricœur i.MX8M Mini et i.MX8M Plus sont parfaitement adaptés aux tâches d'automatisation exigeantes, aux applications temps réel et aux solutions de visualisation haute définition. Ils sont disponibles au format OSM, nouvelle norme indépendante des fournisseurs, pour le soudage direct.
Matériel évolutif
Avant d'aborder les processeurs, il convient d'examiner les produits qui les utilisent. Kontron Electronics conçoit et fabrique des microcontrôleurs pour une vaste gamme d'applications. Leurs produits, majoritairement personnalisés, utilisent principalement des microcontrôleurs STM32 32 bits à cœur Arm Cortex-M.
« Grâce à la technologie des processeurs Arm, nous avons développé un système modulaire et évolutif, doté d'une large gamme de produits propriétaires », explique Holger Wußmann. « Ces produits s'adaptent à de nombreux cas d'utilisation et constituent un excellent point de départ pour des développements personnalisés et optimisés en termes de coûts. ».
Au cœur de cette gamme de produits structurée en matrices se trouvent des modules de processeur appelés Systèmes sur Module (SoM). Outre les modules existants au format propriétaire de 25,5 x 25,5 mm, les nouveaux modules sont conçus pour être conformes à la spécification Open Standard Module™. Cette nouvelle norme indépendante des fournisseurs pour les SoM soudés permet de réduire le coût global d'une solution par rapport aux conceptions enfichables.
L'intégration en tant que norme
Pour les clients qui n'intègrent pas eux-mêmes ces systèmes sur module (SoM) ou qui ne les utilisent pas sur des cartes mères développées sur mesure, Kontron propose des cartes informatiques extrêmement compactes intégrant des périphériques, sous l'appellation Board-Line. Celles-ci se caractérisent par des connecteurs de taille et d'emplacement uniformes. « Ainsi, les clients ont l'assurance que des modules fonctionnellement équivalents resteront disponibles pendant de nombreuses années », explique Holger Wußmann. « De plus, Kontron Electronics fabrique des SoM tant que le fabricant respectif fournit les processeurs utilisés, ce qui garantit une grande pérennité des systèmes intégrant ces produits. »
Grâce à leurs dimensions standardisées, les produits de la gamme de cartes électroniques sont compatibles avec une installation dans un châssis uniforme. Kontron propose d'ailleurs ces produits dans sa gamme Automation, en boîtiers métalliques pour montage sur rail DIN. Les cartes se transforment ainsi en petits PC de 111 x 25 x 76 mm. La plupart des cartes et modules sont également disponibles dans la gamme Display, sous forme d'écrans tactiles de 5, 7, 10 et 15,6 pouces.
Ainsi, tout est disponible pour faciliter la mise en œuvre rapide des projets d'automatisation, depuis les modules et les cartes de processeur jusqu'aux produits finis.
Kontron propose ses produits matériels sous forme de cartes, constituant une unité comprenant un microprocesseur, un module SoM, de la mémoire, une interface de communication et LCD, ainsi que d'importantes normes de sécurité sur un circuit imprimé compact.
À la pointe de la technologie des processeurs
Concernant les processeurs utilisés, Kontron collabore étroitement avec les principaux fabricants de semi-conducteurs. C’est pourquoi ce fabricant haut de gamme d’Europe centrale est en mesure de lancer des produits innovants et évolutifs, conçus pour les systèmes embarqués/IIoT industriels et intégrant les processeurs les plus récents, dès la disponibilité des premières puces de nouvelle génération.
« Les critères de sélection des processeurs sont nombreux », explique Holger Wußmann, directeur général de Kontron Electronics GmbH. « La visualisation HTML complexe exige un GPU puissant, tandis que pour les tâches d'IA, nous proposons des modules complémentaires avec des puces d'accélération IA. ».
Pour sa station de recharge IQ, dezony GmbH s'appuie sur le support Linux du système sur module SL STM32 MP157 de Kontron Electronics GmbH. Plus d'informations sont disponibles à l'adresse suivante : https://www.kontron-electronics.de/fileadmin/media/anwendungen/use-cases/dezony_de_use-case_kontron-electronics.pdf
Puissance et périphériques dans un espace minimal : la gamme de processeurs i.MX 8
Disponibles sous forme de modules OSM basés sur le processeur d'application i.MX8M Mini Quad Core, ces modules offrent des performances exceptionnelles pour leur taille. Outre un puissant microprocesseur Arm® Cortex®-A53 4x cadencé à 1,6 GHz et une mémoire DDR4, le système propose un ensemble standard de périphériques doté d'une large gamme d'interfaces.
De nombreuses interfaces d'E/S numériques et de communication série, une interface DSI, ainsi que des interfaces PWM et deux interfaces SDIO, font de ce module la solution idéale pour les tâches d'automatisation exigeantes, les applications en temps réel et les solutions de visualisation de haute qualité.
Lors du dernier salon Embedded World en mars 2023, Kontron a dévoilé le premier module SoM au monde au format Size S (30 x 30 mm) basé sur l'iMX8Mplus. Ce module prend en charge deux interfaces GbE-LAN et TSN. Grâce à ses capacités de communication, il répond aux exigences élevées de capacité en temps réel de l'industrie.
Tous les produits Board-Line sont disponibles avec les processeurs actuels NXP i.MX série 8 ou Raspberry Pi 4 et sont adaptés à une installation dans des boîtiers métalliques standardisés, également montables sur rail DIN.
Raspberry Pi est bien établi
Né dans les écoles et les universités, le Raspberry Pi, lui aussi basé sur la technologie Arm®, poursuit son ascension fulgurante dans le monde industriel. « La large disponibilité des logiciels libres et les compétences acquises grâce à l'enseignement incitent notamment les jeunes développeurs à privilégier cette plateforme de processeur pour les applications industrielles », explique Holger Wußmann. « C'est pourquoi nous proposons des solutions industrielles adaptées avec les gammes de matériel PiXtend® et Pi-Tron. ».
Son succès confirme que c'était la bonne décision. Nombre des 10 000 unités des produits des séries PiXtend® et Pi-Tron, équipées du processeur Raspberry Pi Foundation, ont démontré leur efficacité en conditions réelles d'utilisation. Le Raspberry Pi étant largement utilisé dans les applications industrielles, Kontron a déjà intégré le Compute Module 4.
L'automate programmable PiXtend® Pi 4 est équipé du processeur Broadcom BCM2711, le plus puissant de la Fondation Raspberry Pi. Ce processeur quadricœur, avec son SoC Arm® Cortex®-A72 64 bits, prend en charge jusqu'à 8 Go de RAM. Doté d'une interface Gigabit Ethernet, cet ordinateur monocarte assure des transferts de données rapides et offre deux ports micro-HDMI pour la transmission audio et vidéo.
La carte Pi-Tron CM4, équipée d'un chipset Broadcom BCM2711 et de quatre processeurs Arm Cortex-A72 cadencés à 1,5 GHz, est également basée sur le Raspberry Pi de quatrième génération. Elle peut embarquer une quantité de RAM nettement supérieure à celle de son prédécesseur et propose en option une connectivité Wi-Fi/Bluetooth pré-certifiée. Pour faciliter son intégration dans des applications IoT, la Pi-Tron CM4 est livrée préconfigurée avec des modules LTE comprenant une carte SIM et un connecteur pour antenne externe.
Les cartes et appareils de la marque PiXtend®, conçus dès le départ comme des automates programmables industriels (API), sont également disponibles avec Raspberry Pi 4 et peuvent être programmés via CODESYS®.
Adapté aux tâches de contrôle industriel
Cette simplicité d'utilisation est encore renforcée par le logiciel d'automatisation CODESYS® IEC 61131-3, indépendant du fabricant, pour les produits matériels industriels de Kontron. Ceci s'applique aux Pi-Tron CM3+ et Pi-Tron CM4, ainsi qu'aux PiXtend® Pi3 et Pi4.
Grâce à sa licence CODESYS® Soft PLC à un prix avantageux, les utilisateurs peuvent concevoir facilement des applications d'automatisation. La vaste gamme de fonctions CODESYS® PLC inclut également des protocoles de bus de terrain éprouvés, simplifiant ainsi l'utilisation des modules en automatisation. Ces produits peuvent alors remplacer les automates propriétaires, servir de passerelles périphériques ou prendre en charge des tâches d'automatisation de bâtiments.
Ing. Holger Wußmann, directeur général de Kontron Electronics GmbH :
"Grâce à notre étroite collaboration avec les principaux fabricants de semi-conducteurs, nous sommes en mesure de lancer des produits innovants et évolutifs, au design industriel, dès la disponibilité des premières puces de processeur de nouvelle génération. Nos clients ont ainsi la garantie que des modules aux fonctions équivalentes resteront disponibles pendant de nombreuses années
