Weiter geht es am 16. und 17. Oktober in Bonn mit der internationalen VDI-Tagung „Elektrik und Elektronik in Mobilen Arbeitsmaschinen“. Die Tagung findet gemeinsam mit dem VDI-Kongress „ELIV“ statt. Dem weltweit größten Kongress für Automobil-Elektronik, Software und Anwendungen.

Den Abschluss macht das VDI-Event „Agricultural Engineering“ in Osnabrück vom 06. bis 07. November. Das Event wird ergänzt durch eine begleitende Fachausstellung im Rahmen der 81. Internationalen Conference für Landtechnik.

Wir freuen uns auf zahlreiche interessierte Besucher!

Skalierbare Leistung bei kompaktem Formfaktor
Das i.MX 8 Modul von Sontheim überzeugt durch eine hohe Performance dank des Dual Core, Quad Core Prozessors mit 1,2 – 1,8 GHz und bis zu 8 GB DDR4 Memory. Dabei basiert das Modul auf einem 314-pin MXM 3.0 Konnektor und standardisierten Abmessungen von 82 mm × 50 mm. In Kombination mit den zahlreichen Schnittstellen (CAN, CAN FD, USB, LAN, …), ist das i.MX 8 optimal geeignet für äußerst kompakte, langlebige und kosteneffiziente Entwicklungsmöglichkeiten.

Das Modul ist dabei in zwei Varianten verfügbar. Die i.MX 8M Plus Variante für äußerst leistungsstarke Applikationen, optimiert für KI und ML Anwendungen und die i.MX 8X Lite Variante für anspruchsvolle Telemetrie und Industrial Anwendungsbereiche. Dabei ist das Board neben dem normalen auch für den erweiterten industriellen Temperaturbereich von -40 °C bis +105 °C ausgelegt – die i.MX 8X Lite Variante sogar bis +125°C (AEC-Q100 Grade 2 device).

Optimiert für Maschinelles Lernen und KI Anwendungen
Das i.MX 8 Board von Sontheim verfügt über eine neuronale Prozessor Einheit (NPU) die bis zu 2,3 TOPS (Tera Operations Per Second) liefert. Damit verfügt das Board über einen Prozessor der ausschließlich für maschinelles Lernen verwendet wird und rechenintensive KI-Anwendungen ermöglicht. ML und KI Anwendung müssen nicht mehr in die Cloud verlagert werden, sondern können direkt auf dem i.MX 8 Prozessor ablaufen – dadurch sind personenbezogene Nutzerdaten besser geschützt. Anwendungen wie die Erkennung multipler komplexer neuronaler Netzwerke, menschlicher Posen und Emotionen, oder die Überwachung mehrerer Objekte sind nun möglich.

Übersicht unterschiedlicher Zielanwendungen
Industrial:
Steuerungen, Architekturen mit zeitkritischer Vernetzung, Ethernet- oder CAN-Netzwerke, HMIs und IPCs, Robotersteuerungen, Drucksysteme, industrielle Handheld-Geräte, intelligente Industriekameras und vieles mehr.

Automotive:
Hoch performante Telemetrie- und Fahrzeug-Gateways, Kamerasysteme, Fahrzeugschnittstellen (VCIs), Steuergeräte, Datenlogger mit Auswertung (KI), Joysticks, Displays und vieles mehr.

The new high-end VCI COMfalcon® IoT from Sontheim has an integrated Linux operating system. Mobile telecommunication via LTE (2G as fallback) creates IoT functionality as well as the flexible and location-independent possibility of data transmission. This is supported by the choice of a BroadR-Reach interface – the standard for future wired connectivity applications.

As a handheld service device, the VCI thus combines the robustness of our proven interfaces with the latest technologies and features.

Other wireless interfaces include WLAN and Bluetooth 5.0 LE to connect to a diagnostic device.
An optional GPS interface is also available.

Through the embedded diagnostics, diagnostic applications can be operated holistically and directly on the COMfalcon® IoT. This makes further connections to a third-party device, such as a laptop, obsolete. Information, such as flash routines or ECU descriptions, can be created and implemented on the VCI. Among other things, this allows users to access the CAN or file system. OTX workflows and ODX descriptions thus work out-of-the-box with the new COMfalcon® IoT. Thus, the VCI can be seamlessly integrated into Sontheim’s modular diagnostic tool chain and existing service applications can be rethought.

Das neue High-End VCI COMfalcon® IoT von Sontheim verfügt über ein integriertes Linux Betriebssystem. Mobile Telekommunikation über LTE (2G als Fallback) schafft IoT Funktionalität sowie die flexible und ortsunabhängige Möglichkeit der Datenübertragung. Unterstützt wird dies durch die Wahl einer BroadR-Reach Schnittstelle – dem Standard für zukünftige kabelgebundene Connectivity-Anwendungen.

Als Handheld Service Device verbindet das VCI so die Robustheit unserer bewährten Interfaces mit den neuesten Schnittstellen und Features.

Weitere drahtlose Schnittstellen sind WLAN und Bluetooth 5.0 LE, um eine Verbindung zu einem Diagnosegerät herzustellen. Ebenfalls steht eine optionale GPS-Schnittstelle zur Verfügung.

Durch die Embedded Diagnose können Diagnoseapplikationen ganzheitlich und direkt auf dem COMfalcon® IoT betrieben werden. So werden weitere Verbindungen zu einem Drittgerät, wie ein Laptop, obsolet. Informationen, wie beispielsweise Flash-Routinen oder Steuergerätebeschreibungen, können erstellt und auf dem VCI implementiert werden. Nutzern ermöglicht dies unter anderem den Zugriff auf das CAN- oder Dateisystem. OTX Workflows und ODX Beschreibungen funktionieren somit Out-of-the-Box mit dem neuen COMfalcon® IoT. Somit ist das VCI nahtlos in die Modulare Diagnosetoolkette von Sontheim integrierbar und bestehende Service-Anwendungen können neu gedacht werden.

Betreiber mobiler Arbeitsmaschinen profitieren von digitalen Lösungen, die ihre Maschinen produktiver, effizienter oder komfortabler machen. Diese Vision wollen Hatz und Sontheim im Rahmen ihres ambitionierten und wegweisenden Verbundprojekts KIM Realität werden lassen. Mit dieser Kooperation unterstreichen beide Unternehmen den Anspruch die Entwicklung von Algorithmen unter Verwendung künstlicher Intelligenz federführend voranzutreiben. Gemeinsam wollen sie so digitale Produkte und Services für den Markt der mobilen Arbeitsmaschinen schaffen. Eine entsprechende Anwendung der Projektergebnisse auf weitere Antriebsmärkte ist denkbar.

Intelligente Wartungslösungen – Smart Maintenance

KIM steht für Künstliche Intelligenz zur Motorinstandhaltung. „Kern des Projekts ist es, richtungsweisende Algorithmen zu entwickeln und zu implementieren. Diese ermöglichen Zustandsinformationen über den Motor in Echtzeit sowie eine präzise Vorhersage und damit bedarfsgerechte Planung notwendiger Wartungsmaßnahmen“, beschreibt die Verantwortliche für die digitale Geschäftsentwicklung bei Hatz, Dr. Maren Hellwig, die anspruchsvolle Zielsetzung. Mit dieser Intelligenz ausgestattete Motoren werden zudem in der Lage sein, eigenständig notwendige Wartungs- und Ersatzteile sowie Servicekapazitäten anzufordern und so die Maschinenverfügbarkeit erheblich zu erhöhen und ungeplante Ausfall- und Reperaturzeiten zu reduzieren beziehungsweise zu vermeiden.

Wartungen erfolgen somit nicht mehr reaktiv nach Schadenseintritt oder präventiv gemäß vorgegebenem Intervall, sondern präskriptiv – also nur zu dem Zeitpunkt, zu dem es wirklich notwendig ist. „Die dafür erforderlichen Algorithmen werden technologieoffen konzipiert und getestet. Die Forschungsergebnisse und die zu entwickelnden Lösungen können für eine Vielzahl von Antrieben eingesetzt werden“, erklärt Geschäftsführer Bruno Sontheim.

Betriebsbereitschaft von Motoren und Maschinen maximieren

Mit diesen intelligenten, digital angebundenen Motoren erhalten Maschinenbetreiber ein hohes Maß an Sicherheit, die Verfügbarkeit von Maschine und Antrieb wird maximiert, Stillstandzeiten auf ein Minimum reduziert. Dass eine Maschine mitten in der heißen Phase eines Bauprojekts nicht mehr einsatzfähig ist und im schlimmsten Fall der Fertigstellungstermin wackelt – mit den Ergebnissen dieses Projektes ein Thema der Vergangenheit. Die Maschine mit intelligentem Motor warnt frühzeitig vor einem Wartungsfall, zum Beispiel über das Flottenmanagement des Betreibers. Der Motor kann bedarfsgerecht gewartet werden, noch bevor die Maschine überhaupt auf der Baustelle steht. Darüber hinaus reduzieren sich die Wartungskosten, da der Servicestützpunkt bereits im Voraus weiß, welches Bauteil ersetzt oder überholt werden muss. Eine aufwendige Fehlerdiagnose entfällt.

Innovationspotenzial wird gefördert

Dass das Projekt großes Potenzial etwa hinsichtlich der Megatrends Baustelle 4.0 oder Smart Farming birgt, hat auch die bayerische Forschungsförderung erkannt. Das Projekt KIM wird mit dem maximalen Fördersatz von 50 Prozent vom Verbundforschungsprogramm der bayerishcen Staatsregierung unterstützt. Die Förderurkunde für Hatz übergab Bayerns Staatsminister für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie, Hubert Aiwanger, persönlich anlässlich eines Unternehmensbesuchs im Stammwerk in Ruhstorf.

Die bestmöglichen Projektpartner

Mit Hatz und Sontheim bündeln zwei Vorreiter auf ihrem jeweiligen Fachgebiet ihre Kräfte, um im Verbundprojekt KIM echte Innovationssprünge realisieren zu können. Sontheim ist ein Spezialist für Automatisierungs-, Diagnose- und Connectivity-Lösungen, vor allem für mobile Industrieanwendungen. In der Landtechnik ist das Unternehmen aus dem Allgäu Marktführer im Bereich der Entwicklung und Produktion von Diagnosesystemen. Hatz steht seit jeher für innovative Antriebslösungen. Die langfristige Innovationsstrategie des Motorherstellers sieht die konsequente digitale Anbindung des eigenen Antriebsportfolios und die Entwicklung entsprechender innovativer digitaler Produkte und Services vor.

Die Verbindung der Unternehmen geht über dieses Verbundprojekt hinaus. Beide Kooperationspartner werden künftig gemeinsam strategisch an der Digitalisierung der, für die Unternehmen relevanten Systeme mobiler Arbeitsmaschinen arbeiten.

Die Interfaces reichen von Ethernet, z.B. zur Anbindung an ein Host-System, über USB, digitale und analoge Ein- und Ausgänge, bis hin zu Schnittstellen für Temperatursensoren und Schrittmotoren. Das volle Rundum-Paket wird durch die Möglichkeiten zur Wahl von WLAN, Bluetooth und CAN geschaffen. Dadurch können Daten drahtlos übertragen werden und eine universelle Verwendung wird ermöglicht.

Die eingebundene SMARC-Architektur ist ein weiterer Vorteil, der eine individualisierte und anwendungsfreundliche Bedingung ermöglicht. Diese Hardware Spezifikation der Standardization Group for Embedded Technologies e.C. (SGeT) standardisiert und definiert Eigenschaften im Einsatz von Computer-on-Modules – vor allem im Bereich sehr kompakte, mobile Low-Power-Systeme.

Die Programmierung der Steuerung übernimmt das Entwicklungsframework Qt 5.11.13 und das eingesetzte Betriebssystem ist dabei Linux. Das Framework ist in C++ entwickelt, wobei eine Vielzahl an Bibliotheken für die grafische Bedienoberfläche (GUI). Ein weiterer Aspekt, welcher die Usability des Anwenders unterstützt ist die Integration von Ansteuerungsbibliotheken, welche eine schnelle und einfache Integration von Steppermotoren realisiert.

Die eControl mIO ist mit einer Single Core CPU mit 1 GHz und einem RAM von bis zu 512 MB ausgestattet. Das 7" TFT-Touchdisplay ist kapazitiv und macht die Bedienung durch eine hohe Genauigkeit und eine Multitouch-Fähigkeit benutzerfreundlich.

OPC UA standardisiert den Daten- und Informationsaustausch und vereinfacht so die M2M-Kommunikation von IIoT-Konzepten. Gleichzeitig ermöglicht es eine vertikale Integration – vom Feldgerät über das ERP-System bis zur Cloud.

Das High-Performance-Paket wird durch eine Vielzahl an Schnittstellen komplett. Es bestehen Interfaces für Ethernet, USB, eine serielle Schnittstelle sowie die Möglichkeit für WLAN und Bluetooth. Die unterstützten Feldbusse sind dabei EtherCat und CAN.

Die skalierbare CPU – bis zu Quad Core und 1 GB RAM – ist speziell auf Codesys Target- und Webvisualisierungen optimiert. Ein einfaches und schnelles Arbeiten begünstigen vorgefertigte Visualisierungselemente, wie z.B. Trendgrafiken oder Alarmtabellen, welche mit der Programmiersprache bereitgestellt werden. Das eingesetzte Betriebssystem ist dabei Linux.

Das 7" PCAP-Touchdisplay macht die Bedienung durch hohe Genauigkeit und eine Multitouch-Fähigkeit benutzerfreundlich.

Mit der Integration der Diagnosetoolkette wird dem Kunden ein standardisiertes Tool geboten, welches auf die Maschinendaten Zugriff hat. Es standardisiert die Datenbeschreibung mit Hilfe von ODX, die Programmierung (via OTX), sowie die Weitergabe und Bereitstellung der Daten über OPC UA.

Die hersteller und plattformunabhänigen Architektur OPC UA realisiert den Zugriff auf Maschinen und andere Systeme. Die gewonnen Maschinendaten können an einen Supervisor übermittelt und damit im gesamten Umfeld integriert bzw. verwendet werden.

Die Steuerung wird durch einen integrierten Bewegungssensor zum Energiewunder. Die SPS mit 10,1" Touchdisplay besitzt einen PIR-Sensor (Pyroelektrischer Sensor), der den Ruhemodus aktiviert, sobald die Steuerung nicht mehr aktiv bedient wird und spart so Energie ein.

Das High-Performance-Paket wird durch eine Vielzahl an Schnittstellen komplett. Neben dem Bewegungssensor findet man auf der Steuerung noch jeweils zwei CAN-, Ethernet-, und USB-Anschlüsse sowie bis zu sechs Temperatursensoreingänge. Eine der beiden Ethernet Schnittstellen ist EtherCAT- und OPC UA-fähig. Ein Interfaceboard trägt die digitalen Ein- und Ausgänge, sowie die Mehrzahl an analogen Schnittstellen.

Zudem lässt sich Beacon BT nahtlos in die Infrastruktur unserer Telemetrieserie COMhawk® xt einbinden. Über Bluetooth können somit Informationen der Maschine erfasst und mit dem Telemetrie Modul in eine Cloud zur weiteren Analyse übertragen werden. Über einen zusätzlich integrierten Beschleunigungssenor (Variante Beacon BTA) können verschiedene Betriebsmodis erfasst, kategorisiert und zur Verfügung gestellt werden. Dabei bietet das Modul mit seiner vergossenen Elektronik und einer Schutzklasse von IP67 den nötigen Schutz für raue Umweltbedingungen und einer Montage außerhalb der Kabine. Eine Betriebstemperatur von -40°C bis +65°C und eine CE Zertifizierung runden das Gesamtpaket ab. Machen Sie Ihre Maschinen smart, mit innovativen Systemen von Sontheim.