嵌入式平台 单板机

功能强大的嵌入式解决方案实现了智能化和工业物联网功能
Screenshot einer Platine

工业电子设备升级

单板机(SBC)可提高性能和联网能力

嵌入式系统无疑是工业电子产品的主导。但是,虽然机电设备已经针对较长的产品生命周期进行了优化,并且通常可以使用多年,但嵌入式硬件和软件却绝非如此。
系统的发展速度比更换机械装置更快。为了能够通过现代化利用现有系统的潜力,更换、更新或重新配置嵌入式硬件和软件是非常有意义的。

这意味着可以在安全性、性能和灵活性方面实现重大改进,运行时间也可以大幅提高

凭借基于单板的预配置开发平台,拉康可为上述应用提供快速、经济、灵活的专业解决方案。
我们可确保快速的原型开发和完美的工业环境适应性。
50 多名开发人员、程序员和电力电子专家可为您提供以单板机为导向的改装支持,使您只需付出最少的努力。

嵌入式平台

初始情况和可能的应用

IIoT 正在快速改变工业领域的 IT 和 OT 格局:数字化和网络化对工业流程的改变超过了自装配线发明以来的任何其他技术发展: 工业以太网、SPE(单线对以太网)和连接、人工智能和大数据分析、云计算和边缘计算、数字化和网络化等技术的使用为制造业带来了机遇,使流程和结构的效率、灵活性和竞争力显著提高,并建立了面向未来的商业模式。

SBC 平台方法

预配置,随时可用

因此,现在的趋势是从集中式数据处理转向外围实时数据处理,即边缘数据处理。

这样就有机会直接在操作点对信息进行预处理,只将真正重要的信息传输到中央云,从而显著减少云与网络边缘之间的延迟,以实现流程和运动控制等关键业务功能。因此,提高性能的最大潜力在于在网络边缘进行尽可能多的处理和分析。

硬件配置示例

  • 通过 12 V 电压供电(带 UPS)
  • 快速以太网
  • 3 个 USB 2.0 HS 端口,用于 USB 设备(鼠标、键盘、记忆棒、无线局域网棒等)
  • 用于启动介质的 µSD 卡插槽
  • 4 GB 闪存,用于操作系统和应用软件
  • 5.0 英寸电容式触摸显示屏(800x480 像素)
  • 无线局域网/BT 模块(2.4 千兆赫频段)
  • Tarvos 无线电模块(868 MHz)
  • CAN 总线连接(1 MBit/秒)
  • 4 个输入和 4 个输出 GPIO 连接,分别用于输入/输出功能(LED、按钮等)
  • 2 个 ADC 连接,用于电位计、传感器等(12 位 ADC,采样率为 200k/s)
  • 用于测量环境空气中二氧化碳、温度和湿度的传感器模块
  • 连接 40 毫米风扇,用于 CO2 传感器通风

面对不断增长的数据量,集中式数据处理模式正日益达到极限。这会导致以下问题:

大量数据传输很快就会对通信资源造成压力,一旦中央数据中心遭到黑客攻击,公司全面瘫痪的风险就会增加,而且保持持续的互联网连接需要耗费大量能源,对小型设备、执行器和传感器来说也是一项技术挑战。

边缘计算

用于升级的智能平台

嵌入式边缘是通过将数据处理转移到(工业物联网)IIoT 的终端,如传感器和执行器、网关或软件容器,以及更小、更分散的设备和系统来实现的。

这就产生了新的、开放的、支持 IIoT 的解决方案,可以克服以往的限制,如更新能力、供应商依赖性、性能、能效、存储空间和/或物理尺寸。

对于这种边缘计算,基于微控制器和单板计算机(SBC)嵌入式系统的智能平台可为制造企业提供实现智能工厂的解决方案。

软件功能

  • 嵌入式 Linux(基于 Yocto)
  • 为传感器数据实施 Qt 应用程序
  • 可集成标准 Linux 发行版(Debian、Arch 等)
  • 演示/广告视频播放器
  • Linux 许可证分析,必要时提供必要的下载服务
  • 软件安全符合欧洲和美国的指导方针

SBC 开发平台和模块

改装无限且快速

为低成本智能工厂做好准备

在工业领域,系统、机器和控制系统一旦安装,通常会使用很长时间。然而,虽然机械系统几乎不会过时,但控制、驱动和自动化技术的发展却日新月异。这是因为数据的数字化和网络化在加快流程方面为企业带来了相当大的优势,也是竞争优势之争中的一个决定性因素。然而,许多中小企业尤其不愿意在新的物联网平台上进行成本高昂、培训密集的投资。

通常无需购买新设备

在许多情况下,智能工厂并不需要成本高昂的新设备--现有控制系统通常可以低成本进行优化,以适应 IIoT 的要求: Lacon Refitting Module(拉康改装模块)可使现有控制系统在不费吹灰之力的情况下适应当前的发展,并实现信息向云端的持续、数字化流动。

什么是改装?

改装或翻新是指更换现有机器或系统中不再符合当前要求的部件。通过延长使用寿命、减少机器停机时间、提高能源效率、生产率和产品质量以及降低生产成本,可确保从现代化改造中迅速获得投资回报。

经过拉康的 IIoT 改造,大多数控制系统都能输出以前无法使用甚至无法获取的过程和机器数据。这些数据可用于进一步分析和比较,包括通过云服务使用。

另一个优势在于:与全新购置相比,系统改造无需冗长的授权程序!

将 Linux 操作系统作为生产中 IIoT 的基础

从传感器到云端的端到端

Lacon 的改装模块专为老式控制系统的现代化改造而开发,并配备了基于开源嵌入式 Linux 的操作系统。无论底层控制硬件如何,它都能将物联网集成到云中。在传感器和驱动器方面,开源解决方案也能轻松集成各种数据,且不会发生变化。

关于嵌入式平台 SBC 的问题

嵌入式平台是一种微控制器或 SBC,专门用于执行监测、控制和/或调节功能。作为 IIoT 的边缘解决方案,嵌入式系统的一个显著优势是可以灵活配置整个平台,只选择实际需要的功能。同时,这还能在不更换整个平台的情况下进行扩展。嵌入式系统和 SBC 与其设计应用一样多种多样。然而,其最大优势在于嵌入式系统可取代自动化世界中的单个组件,这意味着无需更换整个 OT(操作技术)环境,而可在成熟的基础上进行构建。

拉康嵌入式部门为工业自动化领域开发适用的定制硬件和软件。其重点在于工业计算机和基于微控制器的控制系统的设计,以及云服务系统中的物联网集成。

SBC 是 "单板计算机 "的缩写。SBC 是集成在一块电路板上的完整计算机。传统计算机由主板、处理器、内存和其他模块等不同组件组成,而 SBC 不同,它将运行所需的所有组件都集成在一块电路板上。
通常,SBC 包括处理器(CPU)、内存(RAM)、I/O 端口、扩展接口(如 USB、HDMI、以太网),有时还包括 WLAN 或蓝牙等内置功能。SBC 通常用于嵌入式系统、原型开发、教育目的和专业应用。
对拉康而言,将 SBC 集成到产品中或为此类单板计算机开发软件,是创造灵活且经济高效的解决方案的关键所在。

边缘计算是指一种分布式计算架构,在这种架构中,数据处理尽可能靠近数据源或终端设备,而不是集中在远程数据中心或云端。术语 "边缘 "指的是网络边缘,即终端设备或本地网络与更广泛的互联网之间的边界。
在边缘计算中,数据在本地设备或附近的数据中心进行处理,而不是全部发送到中央服务器或云端。这样做有几个优点,包括

  • 降低延迟时间: 通过在靠近数据源的地方处理数据,可以最大限度地减少延迟时间,这对于需要快速实时响应的应用(如工业自动化或医疗保健)尤为重要。
  • 节省带宽: 由于大部分处理都在本地完成,因此需要通过网络传输的数据更少。这可以减少带宽需求,提高网络利用效率。
  • 隐私和安全:本地处理数据可满足某些隐私要求,而且由于敏感信息不一定需要通过互联网传输,因此出现安全问题的可能性较小。

边缘计算广泛应用于各行各业,包括物联网(IoT)、工业 4.0、自动驾驶、医疗保健等。它通过在边缘设备之间分配负载,实现了更高效、更强大的实时数据处理。

改装方法也称为翻新,指的是对现有系统、设备或装置进行现代化改造或更新,而不是用全新的部件或系统进行替换。这种方法有以下几个优点:

  • 节约成本:与完全更换相比,改装方法最明显的优势是节约成本。通过利用现有的结构和设备,可以避免购买新硬件的大笔费用和相关的安装费用。
  • 减少停机时间: 更换整个系统往往需要延长停机时间,这可能导致生产中断或其他干扰。通过改装,现代化改造可以逐步进行,从而最大限度地减少停机时间,确保系统的持续运行。
  • 可持续发展:通过重新利用现有资源和基础设施,改装方法减少了对新原材料的需求和拆除旧设备对环境的影响,从而有助于可持续发展。
  • 适应新技术:改装方法可使公司现有系统适应新技术和新标准,而无需更换整个系统。这在快速发展的行业中尤为重要,因为这些行业会定期推出新的创新技术。
  • 投资保护:通过对现有系统进行现代化改造,企业可以延长现有基础设施的使用寿命,最大限度地提高投资回报,从而保护现有投资。

总之,改装方法为改进现有系统提供了一个可行的解决方案,而不会造成完全更换的财务和运营负担。

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