Embedded-Platforms SBC

durch leistungsfähige Embedded-Lösungen intelligent und IIoT-fähig
Screenshot einer Platine

Upgrades für die Industrieelektronik

SBC zur Leistungssteigerung & Vernetzung

Industrieelektronik wird zweifellos von ihrem Embedded System dominiert. Aber während die Elektromechanik bereits auf einen langen Produktlebenszyklus optimiert ist und oft Jahre im Einsatz bleibt, gilt dies für Embedded Hard- und Software keinesfalls.
Die Systeme entwickeln sich schneller weiter, als das ein Tausch der Mechanik nötig wäre. Um mit einer Modernisierung das Potential bestehender Anlagen nutzen zu können, liegt ein Tausch oder Update bzw. Neukonfiguration der Embeded Hard- und Software nahe.

So können in puncto Sicherheit, Performanz und Flexibilität signifikante Verbesserungen erzielt und Laufzeiten wesentlich erhöht werden.

Lacon hat sich mit einer vor­konfigurierten Entwicklungs­platt­form auf Single Board Basis auf die schnelle, kostengünstige und flexible An­passung für genau diese Anwendungs­fälle spezialisiert.

Wir garantieren Ihnen schnelles Proto­typing und die perfekte, günstige Ein­passung in die jeweilige Industrie­umgebung. 
Über 50 Entwickler, Programmierer und Fachkräfte in der Leistungs­elektronik unterstützen Ihr SBC-orientiertes Refitting bei minimalem Aufwand.

Embedded Platforms

Ausgangslage und Einsatzmöglichkeiten

Das IIoT transformiert die IT- und OT-Landschaft in der Industrie in hohem Tempo: Digitalisierung und Vernetzung verändern die industriellen Prozesse stärker als jede andere technische Entwicklung seit Erfindung des Fließbandes: Durch den Einsatz von Technologien wie Industrial Ethernet, SPE (Single Pair Ethernet) und Connectivity, Künstlicher Intelligenz und Big Data Analytics, Cloud- und Edge-Computing, Digitalisierung und Vernetzung eröffnet sich der Fertigungsindustrie die Möglichkeit, Prozesse und Strukturen deutlich effizienter, flexibler und wettbewerbsfähiger zu gestalten - und zukunftsorientierte Geschäftsmodelle aufzubauen.

SBC Platform Ansatz

vorkonfiguriert und einsatzbereit

Als Konsequenz daraus geht die Tendenz weg von der zentralen Datenverarbeitung hin zu Echtzeitdatenverarbeitung in der Peripherie – der Edge. 

Das bietet die Chance, Informationen direkt am Ort des Geschehens vorzuverarbeiten und nur die wirklich wichtigen Informationen an eine zentrale Cloud zu übermitteln und somit die Latenzzeit zwischen Cloud und Netzwerkrand für unternehmens­kritische Funktionen wie Prozess- und Bewegungssteuerung signifikant zu reduzieren. Demnach liegt das größte Potential einer Performanceverbesserung darin, möglichst viel Verarbeitung und Analyse am Netzwerkrand durchzuführen.

Hardware Beispielkonfiguration

  • Versorgung über 12 V (mit USV)
  • Fast Ethernet
  • 3 USB 2.0 HS Anschlüsse für USB-Devices (Maus, Tastatur, Speichersticks, WLAN-Stick etc.)
  • µSD-Karten Slot für Boot-Medium
  • 4 GBit Flash-Speicher für OS und Anwendungssoftware
  • 5.0 Zoll kapazitives Touch-Display (800x480 Pixel)
  • WLAN/ BT Modul (2,4 GHz Band)
  • Tarvos-Funkmodul (868 MHz)
  • CAN-Bus Anschluss mit 1MBit/s
  • Jeweils 4 An- und Ausgänge von GPIO-Anschlüssen für In/Output Funktionen (LEDs, Taster usw.)
  • 2 ADC-Anschlüsse für Potis, Sensoren etc. (12-Bit ADC mit 200k Samples/sec.)
  • Sensor-Modul für CO2-, Temperatur- und Feuchtigkeitsmessungen der Umgebungsluft
  • Anschluss für einen 40 mm Ventilator zur CO2-Sensorbelüftung

Zentrale Datenverarbeitungsmodelle stoßen bei diesen kontinuierlich wachsenden Datenmengen zunehmend an ihre Grenzen. Folgende Probleme können daraus entstehen: 

Große Datentransfers können die Kommunikationsressourcen schnell belasten, die Gefahr eines Totalausfalles des Unternehmens bei Hackerangriffen auf das zentrale Rechenzentrum wächst, und das Aufrechterhalten einer ständigen Internetverbindung ist energieintensiv und kann für kleinere Geräte, Aktoren und Sensoren auch eine technische Herausforderung darstellen.

Edge Computing

intelligente Plattformen zur Aufrüstung

Durch die Verlagerung der Datenverarbeitung zu den Endpunkten des IIoT, wie etwa Sensoren und Aktoren, Gateways oder auch Software-Container sowie kleinere, meist dezentral agierende Geräten und Anlagen, entsteht die Embedded Edge.

Damit bilden sich neue, offene und IIoT-fähige Lösungen, mit denen sich bisherige Einschränkungen überwinden lassen, wie beispielsweise die Update-Fähigkeit, die Lieferantenabhängigkeit, die Performance, die Energieeffizienz, der Speicherplatz oder/und die physische Größe.

Für dieses Edge-Computing bieten sich intelligente Platt­formen auf der Basis von Embedded Systems mit Mikro­controllern und Ein­platinen­computer (SBC) Ihnen als Fertigungs­unter­nehmen, als Lösung zur Realisierung Ihrer Smart Factory an.

Software Features

  • Embedded Linux (auf Basis von Yocto)
  • Qt-Anwendungen für die Sensordaten implementiert
  • Integration von Standard-Linux Distributionen (Debian, Arch etc.) möglich.
  • Player für Präsentations-/Werbe-Videos
  • Lizenzanalyse Linux und ggf. Bereitstellen von erforderlichen Downloads
  • Software-Sicherheit gemäß europäischen und amerikanischen Richtlinien

SBC Entwicklungsplattform und Module

Refitting grenzenlos & schnell

Kostengünstig fit machen für Smart Factory

In der Industrie sind einmal installierte Anlagen, Maschinen und Steuerungen oft lange Zeit im Einsatz. Doch während die Mechanik meist kaum veraltet, entwickeln sich Steuerungs-, Antriebs- und Automatisierungstechnik umso schneller. Denn die Digitalisierung und Vernetzung von Daten bringen Unternehmen erhebliche Vorteile bei der Beschleunigung der Prozesse und sind ein entscheidender Faktor im Kampf um Wettbewerbsvorteile. Gerade im Mittelstand schrecken aber viele Betriebe vor den kosten- und schulungsintensiven Investitionen in neue IIoT-Plattformen zurück. 

Oft keine Neuanschaffungen nötig

Dabei sind für die Smart Factory häufig gar keine kostenintensiven Neuanschaffungen nötig - auch Bestandssteuerungen lassen sich meist kostengünstig IIoT-optimieren: Das Lacon Refitting Module ermöglicht es, vorhandene Steuerungen mit wenig Aufwand den aktuellen Entwicklungen anzupassen und einen durchgängigen, digitalen Informationsfluss bis zur Cloud zu realisieren.

Was ist Refitting?

Beim Refitting oder auch Retrofitting werden Komponenten einer bestehenden Maschine oder Anlage erneuert, die den aktuellen Anforderungen nicht mehr gerecht werden. Durch die Ver­längerung der Nutzungsdauer, die Verringerung der Ausfall­zeiten der Maschine sowie Verbesserungen von Energieeffizienz, Produktivität und Produktqualität und der damit verbundenen Senkung der Produktionskosten ist ein schneller ROI der Modernisierung sichergestellt. 

Denn als Ergebnis des IIoT-Refittings durch Lacon sind anschließend die meisten Steuerungen in der Lage, Prozess- und Maschinendaten, die bis dato nicht weiter verwertbar oder gar zugänglich waren, auszugeben. Diese Daten können dann für weiterreichende Auswertungen und Abgleiche genutzt werden – einer Nutzung via Cloud-Dienste inklusive. 

Ein weiterer Vorteil für Sie: Zur Durchführung eines Retrofits einer Anlage sind im Vergleich zu einer kompletten Neuanschaffung keine langwierigen Genehmigungsverfahren notwendig!

Linux-Betriebssystem als Basis für IIoT in der Produktion

durchgängig vom Sensor bis in die Cloud

Das Refitting-Modul von Lacon wurde speziell für die Modernisierung von älteren Steuerungen entwickelt und mit einem Betriebs­system auf Basis von Open Source Embedded Linux ausgestattet. Das ermöglicht – unabhängig von der zu Grunde liegenden Steuerungs-Hardware – die IoT-Einbindung bis in die Cloud. Und auf Sensor- und Antriebs­seite ist die Open-Source-Lösung in der Lage, auch unter­schiedlichste Daten einfach und unverändert einzubinden.

Fragen zu Embedded Platforms SBC

Embedded Platforms sind Mikrocontroller bzw. SBC, die speziell auf ihre Aufgabe angepasst sind und Überwachungs-, Steuerungs- und/oder Regelfunktionen übernehmen. Ein bedeutender Vorteil von Embedded Systems als Edge-Lösung im IIoT ist die Flexibilität bei der Konfiguration der Gesamtplattform und die Möglichkeit, nur das auszuwählen, was tatsächlich benötigt wird. Gleichzeitig ergibt sich damit die Möglichkeit der Skalierung – ohne die gesamte Plattform zu ersetzen. Embedded Systems und SBCs sind so vielfältig wie die Anwendungen, für die sie konzipiert sind. Der größte Vorteil ist jedoch, dass Embedded Systems einzelne Bausteine einer Automatisierungswelt ersetzen und damit nicht die gesamte OT-Landschaft (Operational Technology) ausgetauscht werden muss, sondern auf bewährter Basis aufbauen kann.

Der Lacon Geschäftsbereich Embedded entwickelt passende, kundenspezifische Hard- und Software für die industrielle Automation. Im Mittelpunkt stehen dabei die Konzeption von industriellen Rechnern und Mikrocontroller-basierten Steuerungen sowie die IoT-Integration in Cloud-Servicesysteme. 

SBC steht für "Single Board Computer" (Einplatinencomputer). Ein SBC ist ein vollständiger Computer, der auf einer einzigen Leiterplatte integriert ist. Im Gegensatz zu herkömmlichen Computern, die aus verschiedenen Komponenten wie Hauptplatine, Prozessor, Speicher und anderen Modulen bestehen, sind alle notwendigen Komponenten für den Betrieb eines SBC auf einer einzigen Platine kombiniert.

Typischerweise umfassen SBCs einen Prozessor (CPU), Speicher (RAM), E/A-Anschlüsse, Erweiterungsschnittstellen (wie USB, HDMI, Ethernet) und manchmal auch eingebaute Funktionen wie WLAN oder Bluetooth. SBCs werden oft für eingebettete Systeme, Prototypenbau, Bildungszwecke und spezialisierte Anwendungen eingesetzt.

Für Lacon ist die Integration von SBCs in Produkte oder die Entwicklung von Software für solche Einplatinencomputer von Interesse, um flexible und kostengünstige Lösungen zu schaffen.

Edge Computing bezieht sich auf eine verteilte Computing-Architektur, bei der Datenverarbeitung so nah wie möglich an der Datenquelle oder am Endgerät stattfindet, anstatt zentral in einem entfernten Rechenzentrum oder in der Cloud. Der Begriff "Edge" bezieht sich auf den Rand (englisch: edge) des Netzwerks, also auf die Endgeräte oder die Grenze zwischen lokalen Netzwerken und dem breiteren Internet.
Im Edge Computing werden Daten lokal auf Geräten oder in nahen Rechenzentren verarbeitet, anstatt sie alle an zentrale Server oder die Cloud zu senden. Dies bietet mehrere Vorteile, darunter:

  • Niedrigere Latenzzeiten: Durch die Verarbeitung von Daten in unmittelbarer Nähe zur Quelle können Latenzzeiten minimiert werden, was besonders wichtig ist für Anwendungen, die schnelle Echtzeitreaktionen erfordern, wie zum Beispiel in der Industrieautomatisierung oder im Gesundheitswesen.
  • Bandbreiteneinsparungen: Weniger Daten müssen über das Netzwerk übertragen werden, da ein Großteil der Verarbeitung vor Ort erfolgt. Dies kann die Bandbreitenanforderungen reduzieren und die Effizienz der Netzwerknutzung verbessern.
  • Datenschutz und Sicherheit: Durch die lokale Verarbeitung von Daten können bestimmte Datenschutzanforderungen erfüllt werden, und es besteht eine geringere Wahrscheinlichkeit für Sicherheitsprobleme, da sensible Informationen nicht unbedingt über das Internet übertragen werden müssen.

Edge Computing wird in verschiedenen Branchen eingesetzt, darunter Internet der Dinge (IoT), Industrie 4.0, autonomes Fahren, Gesundheitswesen und mehr. Es ermöglicht eine effizientere und leistungsfähigere Datenverarbeitung in Echtzeit, indem es die Last auf die Edge-Geräte verteilt.

Ein Refitting-Ansatz, auch als Retrofitting bekannt, bezieht sich auf die Modernisierung oder Aktualisierung von bestehenden Systemen, Ausrüstungen oder Anlagen anstatt den Austausch durch komplett neue Komponenten oder Systeme. Diese Vorgehensweise bietet mehrere Vorteile:

  • Kostenersparnis: Der offensichtlichste Vorteil eines Refitting-Ansatzes ist die Kostenersparnis im Vergleich zu einem vollständigen Austausch. Durch die Nutzung vorhandener Strukturen und Ausrüstungen können erhebliche Kosten für den Kauf neuer Hardware und die damit verbundenen Installationskosten vermieden werden.
  • Minimierung von Ausfallzeiten: Der Austausch eines gesamten Systems erfordert oft längere Stillstandszeiten, was zu Produktionsunterbrechungen oder anderen Beeinträchtigungen führen kann. Mit einem Refitting-Ansatz kann die Modernisierung schrittweise erfolgen, um Ausfallzeiten zu minimieren und die kontinuierliche Funktion der Anlagen sicherzustellen.
  • Nachhaltigkeit: Durch die Wiederverwendung bestehender Ressourcen und Infrastrukturen trägt ein Refitting-Ansatz zur Nachhaltigkeit bei, indem er den Bedarf an neuen Rohstoffen und die Umweltauswirkungen durch den Abbau von Altgeräten reduziert.
  • Anpassung an neue Technologien: Ein Refitting-Ansatz ermöglicht es Unternehmen, ihre bestehenden Systeme an neue Technologien und Standards anzupassen, ohne das gesamte System austauschen zu müssen. Dies ist besonders relevant in sich schnell entwickelnden Branchen, in denen neue Innovationen regelmäßig eingeführt werden.
  • Investitionsschutz: Durch die Modernisierung von bestehenden Anlagen können Unternehmen ihre bereits getätigten Investitionen schützen, indem sie die Lebensdauer ihrer vorhandenen Infrastruktur verlängern und den Return on Investment maximieren.

Insgesamt bietet ein Refitting-Ansatz eine praktikable Lösung, um bestehende Systeme zu verbessern, ohne die finanziellen und betrieblichen Belastungen eines kompletten Austauschs zu tragen.

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