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Mit welchen Produkt-Neuheiten kommt B&R im Jahr 2022 auf den Markt. In diesem Artikel werden laufend die neusten Produkte von B&R vorgestellt.
Inhaltsverzeichnis
Künstliche Intelligenz in der Bildverarbeitung
Deep Learning für B&R-Kameras mit MVTec und Hailo
B&R erweitert sein Smart-Camera-Portfolio um eine leistungsstarke Deep-Learning-Funktion. Möglich macht dies die Zusammenarbeit mit dem Vision-Softwarespezialisten MVTec und dem KI-Prozessorspezialisten Hailo. Mit der neuen Funktion lassen sich B&R-Kameras als leistungsstarke und effiziente Edge-Geräte implementieren. Auf der SPS 2022 wird die Funktion erstmals präsentiert.
Vision-Algorithmen, die auf Deep Learning basieren, verbessern die Qualität, steigern die Produktivität und verringern den Ausschuss. Gleichzeitig machen sie Fertigungsprozesse flexibler. «Durch die Zusammenarbeit mit MVTec haben Maschinenbauer Zugriff auf die leistungsfähigsten Bildverarbeitungsfunktionen, die es auf dem Markt gibt», sagt Andreas Waldl, Experte für Machine Vision bei B&R. «MVTec ist Branchenführer im Bereich Deep Learning sowie auch bei klassischen regelbasierten Algorithmen – zwei sich ergänzende Ansätze, die beide eine wesentliche Rolle bei der Automatisierung von Maschinen spielen.»
Zeichenerkennung in Hochgeschwindigkeit
Das erste Produkt, das aus dem Projekt hervorgeht, ist eine auf Deep Learning basierende Funktion zur optischen Zeichenerkennung (optical character recognition, kurz OCR). Die Funktion wird Deep OCR genannt und erzielt bemerkenswert schnelle Leseraten, selbst bei Schriften, die sonst schwer zu erkennen sind. «Seit vielen Jahren entwickeln wir gemeinsam mit B&R für Kunden Machine-Vision-Lösungen, die technologisch Massstäbe setzen, insbesondere für Embedded-Systeme», sagt Thomas Hopfner, Produktmanager für Lizenzen und Schnittstellen bei MVTec. «Diesen Anspruch verfolgt auch unsere neueste Kooperation. Dabei profitieren Kunden von den Vorteilen der Deep-Learning-Technologie Deep OCR, ohne Einbussen bei der Performance eingehen zu müssen.»
Mehr TOPS, weniger Watt
Leistungsstarke Deep-Learning-Algorithmen erfordern auch einen leistungsstarken Prozessor. Gleichzeitig galt es, durch die Implementierung als Edge-Gerät mit dem Stromverbrauch nicht in einen kritischen Bereich zu kommen. Maschinenbauer brauchen nicht nur Rechenleistung, sondern auch Energieeffizienz. Und hier kommt Hailo ins Spiel: Neben einer herausragenden Leistung von 26 Tera-Operationen pro Sekunde (TOPS) verbrauchen die Inferenzbeschleuniger des Unternehmens auch besonders wenig Strom. «Hailo hilft uns, bahnbrechende Geschwindigkeit und Intelligenz genau dort einzusetzen, wo unsere Kunden sie für ihre schnellsten und anpassungsfähigsten Fertigungslösungen benötigen», sagt Waldl.
«Diese Art der Zusammenarbeit ist genau das, was wir im Sinn hatten, als wir Hailo gegründet haben», sagt Hailo-CEO Orr Danon. «Die neue B&R-Kamera nutzt den leistungsstarken KI-Beschleuniger von Hailo. In Kombination mit den hochmodernen Edge-Geräten und den fortschrittlichen Algorithmen für maschinelles Lernen von MVTec setzen wir neue Leistungsstandards, die die Produktivität und Qualität in industriellen Anwendungen entscheidend verbessern.»
SPS 2022 im Zeichen der adaptiven Fertigung
B&R bewegt Kunden zum Umdenken: Adaptive Fertigungslösungen eröffnen völlig neue Möglichkeiten in Bezug auf die Art und Weise, wie Produkte gefertigt, montiert und verpackt werden.
Die Herausforderungen, die sich für die Fertigungsindustrie in Zeiten unvorhersehbarer Veränderungen stellen, sind unter anderem unbeständiges Verbraucherverhalten, dynamische Märkte und instabile Lieferketten. B&R präsentiert auf der diesjährigen SPS, wie Maschinenbauer und Hersteller diese Herausforderungen nicht nur meistern, sondern diesen in einen Wettbewerbsvorteil verwandeln.
Neue OPC UA-Initiative mit B&R, AWS, Schneider Electric und weiteren Firmen
Anfang dieses Monats sind Analog Devices, Arm, Amazon Web Services (AWS), B&R Industrial Automation, Lattice Semiconductor, Schneider Electric und Texas Instruments eine Zusammenarbeit eingegangen, um einen permissiven, quelloffenen OPC UA over TSN (Time Sensitive Networking) Stack auf FreeRTOS zu entwickeln.
Ziel sei es, so heisst es in der englischsprachigen Mitteilung (siehe Box), die Entwicklung von effizienten, intelligenten und sicheren industriellen Feldgeräten, die mit OPC UA FX (Field eXchange) kompatibel sind, zu vereinfachen und zu beschleunigen und damit eine breite Akzeptanz in der Fertigungsindustrie zu ermöglichen. Diese neue Initiative konzentriere sich darauf, OPC UA und Ethernet TSN für rechen- und speicherbeschränkte Geräte wie Mikrocontroller und FPGA-basierte SoC-Geräte (System on Chip) mit geringem Stromverbrauch zu ermöglichen.
Die OPC Foundation treibt die Standardisierung von Informationsmodellen für Feldgeräte auf der Basis von OPC UA, die Unterstützung von Ethernet TSN für die Konvergenz von IT/OT-Netzwerken auf der Grundlage eines herstellerunabhängigen Kommunikationsstandards, die Standardisierung von Anwendungsprofilen (z. B. E/A, Bewegungssteuerung, Sicherheit usw.) und die Cybersicherheit in der industriellen Automatisierung voran.
Traditionell wurde OPC UA nur von CPU-basierten Steuerungsgeräten wie SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung), Industrie-PCs, HMI-Geräten oder SCADA-Systemen unterstützt. Heute sind diese Steuerungen in der Lage, Dienste auf höherer Ebene bereitzustellen, die auf den erforderlichen Low-Level-Daten für die Maschinendarstellung und Sensor-/Aktorinformationen basieren. Sie geben jedoch in der Regel nur einen Bruchteil der von den Sensoren und Aktoren zur Verfügung gestellten Rohdaten weiter, da diese aggregiert oder ausgelassen werden oder nur Alarme gespeichert werden. (Textquelle: Pressemitteilung
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Vollständige Mitteilung auf Englisch
Enabling OPC UA and Time Sensitive Networking (TSN) for field devices
November 2022, Europe/USA; Earlier this month Analog Devices, Arm, Amazon Web Services (AWS), B&R Industrial Automation, Lattice Semiconductor, Schneider Electric and Texas Instruments entered a collaboration to create a permissive, open source OPC UA over TSN (Time Sensitive Networking) stack on FreeRTOS. The goal is to simplify and accelerate the development of efficient, smart and secure industrial field devices compliant with OPC UA FX (for Field eXchange) and with that enable broad ecosystem adoption across the manufacturing industry.
This new initiative focuses on enabling OPC UA and Ethernet TSN for compute and memory constrained devices such as microcontrollers and low power FPGA based SoC (System on Chip) devices.
OPC Foundation drives the standardization of information models for field devices based on OPC UA, support for Ethernet TSN for IT/OT network convergence based on one vendor-independent communication standard, standardization of application profiles (e.g., I/O, motion control, safety, etc.) and cyber security in industrial automation.
Traditionally, OPC UA was only supported on CPU-based controller devices such as PLCs (Programmable Logic Controller), Industrial PCs, HMI devices or SCADA systems. Today, these controllers are capable of providing higher level services based on the necessary low-level data for machine representation and sensor/actuator information. However, they typically share only a fraction of the raw data available from sensors and actuators because it is aggregated, omitted or only alarms are retained.
All the data, all the insight
The quality of higher-level Industrial Internet of Things (IIoT) services like predictive maintenance, cloud-based analytics and digital twins depend on the quality of the raw data on which they are based. To deliver on the promise of smart manufacturing, process optimization and adaptive systems, unadulterated raw data must be retrieved directly from the source – including metadata such as units, access rights and timestamps. With OPC UA and TSN enabled at the sensor and actuator level, continuous insight and dataflow will be ensured without disturbing machine operations while still applying the latest zero-trust security principles. Combined with the outstanding real-time capabilities of TSN, this will be a truly IoT capable fieldbus solution on the market.
These organizations will work together to develop permissive open-source software components, provide reference designs and starting guides on multiple silicon offerings and sensor to cloud IIoT use cases.
Quotes
«FreeRTOS’ scalability, reliability, wide processor architecture support, and permissive licensing makes it a natural fit for this project. FreeRTOS’s 20-year heritage and global userbase also makes it a popular and familiar choice for both the collaborating companies and their customers.» Richard Barry - Senior Principal Engineer, AWS
«This initiative will be a fundamental accelerator for market adoption of OPC UA FX including TSN and with this making a major step toward adaptive and self-learning manufacturing systems.» Stefan Schoenegger, Global Product Group Manager Controls, - B&R Automation
«Arm is firmly committed in its support for standardized approaches to core IoT technologies. OPC UA and TSN will enable microcontroller class devices to connect to cloud services in a secure fashion and empower a huge developer community to bring smarter Industrial IoT devices to market faster.» Kevin Ryan, senior director, GTM and Ecosystem, IoT Business, Arm
«As efforts towards the relevant TSN standards progress and semiconductor solutions become available, the development of an ecosystem to support interoperability in the control plane is the next step to realizing the factory of the future. A common, scalable approach to management, as well as the development of communication protocol stacks over TSN, such as OPC UA FX, will help to enable the necessary transformation in industrial networks which will be foundational to achieving the goals of the smart factory.» Jordon Woods - Analog Devices
«For true scalability, open standards require open-source implementations. FreeRTOS-based open-source solutions will enable deep embedded industrial applications on microcontrollers to participate in the interoperable OPC UA FX from configuration to real-time data flow.» Pekka Varis, Senior Member Group Technical Staff, Texas Instruments Inc.
«The adoption of a common set of industry standards such as OPC UA FX including TSN is essential to delivering scalable enhanced feature sets and system reliability as the digital transformation of the factory floor continues. Lattice is committed to enabling a secure, safe, and robust industrial ecosystem to help system engineers achieve their design goals and get to market quickly, knowing they can add capabilities to their system throughout its lifetime with our power efficient industrial FPGA solutions.» Matt Dobrodziej, Vice President of Segment Marketing and Business Development, Lattice Semiconductor
«The goal of this community is to build a collaborative and open ecosystem to drive the adoption of OPC UA FX in the market. OPC UA FX will bring the much-needed openness, consistency and vertical integration across all of industrial automation, paving a path towards an adaptive and smart manufacturing.» Abhishek Peechara, Director Innovation & Technology division – Schneider Electric
Freie Wahl des Simulationstools
B&R schafft mit neuer Funktion mehr Möglichkeiten für den Modellaustausch
B&R hat seine Entwicklungsumgebung Automation Studio mit einer neuen Funktion ausgestattet. Mit FMU Export lässt sich Maschinencode exportieren und als SPS-Simulation in beliebige Simulationstools integrieren. So können Simulationsexperten in ihrem gewohnten Software-Ökosystem arbeiten. Das spart Zeit und Ressourcen in der interdisziplinären Entwicklung.
Alle benötigten Daten werden automatisch in einer Functional Mock-up Unit (FMU) gebündelt. Die exportierte FMU verfügt über eine standardisierte Schnittstelle. Es muss also keine separate Schnittstelle am eigenen Tool programmiert werden. Einzige Voraussetzung ist, dass das eigene Simulationstool den Standard FMI 2.0 unterstützt. FMI steht für Functional Mock-up Interface und ist ein industrieunabhängiger Standard für den Modellaustausch zwischen verschiedenen Modellierungswerkzeugen.
Datenaustausch in beide Richtungen
Bereits bisher war es möglich, mit FMU Import Maschinemodelle in Automation Studio zu importieren. Nun können Entwickler ihren Maschinencode auch exportieren, und zwar in das Simulationstool ihrer Wahl. Ab Automation Studio 4.12 steht FMU Export allen Nutzern von Automation Studio zur Verfügung.
Acopos P3: In jedem Land der Welt zuhause
B&R-Servoverstärker unterstützt alle weltweit gängigen Netzformen
Der B&R-Servoverstärker lässt sich in allen Maschinen einsetzen, egal wo auf der Welt. Maschinenvarianten müssen sich nicht länger von Land zu Land unterscheiden, da der Acopos P3 mit allen weltweit gängigen Netzwerkformen kompatibel ist. Damit sinken die Kosten.
Der Acopos P3 unterstützt neben den Netzformen TN-S, TN-C-S mit geerdetem Aussenleiter auch die Formen TT und IT mit geerdetem Aussenleiter. Dadurch ist Acopos P3 noch flexibler einsetzbar. Die Anzahl der Maschinenvarianten lässt sich reduzieren, da keine Trenntransformatoren und zusätzliche Filter für den Einsatz in unterschiedlichen Ländern mehr benötigt werden.
Höchstleistung auf kleinstem Raum
Mit einer Leistungsdichte von sechs Ampere pro Liter Raumbedarf ist der Acopos P3 hocheffizient. Der Servoverstärker ist für den Antrieb von einer bis zu drei Achsen geeignet. Auf Wunsch sind Safety-Funktionen nach SIL3/PLe integriert.
Auch in den Punkten Dynamik und Präzision liefert der Servoverstärker Höchstleistungen: Die Abtastzeit liegt bei minimal 50 µs für die komplette Reglerkaskade. Diese Leistung wird auf kleinstem Raum vereint. Der Acopos P3 senkt den Platzverbrauch im Schaltschrank um bis zu 69 %.
Acopos P3 trotzt Umwelteinflüssen
B&R-Servoverstärker wird noch widerstandsfähiger
Der kompakte B&R-Servoverstärker eignet sich von nun an für den Einsatz unter aggressiven atmosphärischen Umgebungsbedingungen und bei Temperaturen von bis zu -25 °C. Die Elektronik des Acopos P3 wird standardmässig durch eine spezielle Beschichtung vor externen Einflüssen geschützt, wodurch der Servoverstärker noch widerstandfähiger wird.
Der Servoantrieb lässt sich nun problemlos unter extremen Bedingungen verwenden, zum Beispiel auf Windrädern. Auch Applikationen in Kühlräumen oder in sehr staubiger Umgebung wie der Textilindustrie sind möglich. Daher wird keine zusätzliche teure Spezialhardware mehr benötigt, was die Kosten sinken lässt.
Umfangreiche Tests
Um eine widerstandsfähige Hardware anzubieten, führt B&R zahlreiche Umwelttests durch. Die Tests werden im firmeneigenen, akkreditierten Prüflabor und in zertifizierten externen Prüfstellen auf der Basis von internationalen Normen und Standards durchgeführt.
Schnellere Inbetriebnahme ohne Überraschungen
Automation Studio ermittelt Leistungsbedarf von I/O-Modulen
Maschinenentwickler können nun mit wenigen Klicks feststellen, wo sie Stromversorgungsmodule für das I/O-System einplanen sollten. Eine neue Funktion in der B&R-Software Automation Studio ermöglicht, dass der Entwickler Anzahl und Position der Versorgungsmodule bereits in einer frühen Konstruktionsphase optimiert. So kann die Maschine später schnell und reibungslos in Betrieb genommen werden.
Die neue Funktion zur Optimierung der Leistungsversorgung ist in den Hardware Configuration Analyzer in Automation Studio integriert. Sollte es Module geben, die in der momentan geplanten Konfiguration unterversorgt wären, werden diese hervorgehoben. Die neue Funktion kann auch in bestehenden Projekten verwendet werden. Dazu muss lediglich die Firmware-Version der I/O-Module aktualisiert werden.
Warum B&R ein eigenes Beleuchtungssystem für Bildverarbeitung im Portfolio hat
Andreas Waldl, Produktmanager Integrated Vision bei B&R
Beleuchtungssysteme für die industrielle Bildverarbeitung gibt es wie Sand am Meer. Dennoch hat sich Automatisierungsspezialist B&R entschieden, ein eigenes, integriertes System auf den Markt zu bringen. Wieso diese Entscheidung die einzig Richtige war und welche Rolle dabei das Thema Integration spielt, erklärt B&R-Vision-Experte Andreas Waldl im Interview.
E-Mobility-Experte setzt bei Batterieproduktion auf Automatisierung
Ronny Guber ist der neue Branchenexperte für Elektromobilität bei B&R und unterstützt Batteriehersteller bei der Automatisierung ihrer Produktionsanlagen. (Bild: B&R)
Boom von Elektrofahrzeugen stellt Fertigung vor neue Herausforderungen
Ronny Guber ist der neue Branchenexperte für Elektromobilität bei B&R. Mit ihm verfügt B&R erstmals über einen zentralen Ansprechpartner für Automobilhersteller und deren Zulieferer. Guber ist überzeugt, dass niedrigere Stückkosten und höhere Produktivität bei der Batterieherstellung nur mit intelligenten Automatisierungskonzepten möglich sind.
Er kennt das Problem, das Automobilhersteller und deren Zulieferer gemeinsam haben: Herkömmliche Fertigungsanlagen für Batterien laufen quasi im Stop-and-go-Betrieb und selbst kleine Störungen haben häufig einen vollständigen Stillstand zur Folge. Diese Hersteller brauchen Fabriken, die eine kontinuierliche High-Speed-Produktion auf geringer Stellfläche ermöglichen. «Wir befinden uns an einem Wendepunkt in der Geschichte der Automobilproduktion. Nur, wer bei der Batteriefertigung Schritt halten kann, wird auf Dauer im Markt bestehen können», so Guber.
Automatisierung schafft neue Wege
Um die Geschwindigkeit und die Effizienz bei der Batterieherstellung zu steigern, müssen zum Beispiel Robotik und Bildverarbeitung eng mit einem Track-System synchronisiert sein. So lassen sich die Batteriezellen individuell durch ein Netz von Prozessstationen bewegen. Vormals stationäre Aufgaben werden erledigt, während die Zellen in hoher Geschwindigkeit durch die Anlage transportiert werden. „Mit diesem Ansatz sind wir in der Lage, manche Produktionsschritte um 90 % oder mehr zu beschleunigen und den Durchsatz pro Quadratmeter um ein Vielfaches zu steigern“, sagt Guber.
Über Ronny Guber
Ronny Guber arbeitet seit mehr als 15 Jahren bei B&R und leitete zuletzt das Vertriebsbüro in Regensburg. Zuvor sammelte er als Applikationist wertvolle Erfahrungen bei der Zusammenarbeit mit Kunden aus der Automobilindustrie und der Batterieproduktion. Als Branchenexperte trägt Guber dazu bei, dass die Lösungen und Produkte von B&R die Anforderungen der Kunden im Bereich Elektromobilität und Batteriefertigung optimal abdecken.
Mehr Sicherheit für mobile Arbeitsmaschinen
Mit dem neuen Safety-Relais-Modul von B&R werden mobile Arbeitsmaschinen noch sicherer. (Bild: B&R)
B&R erweitert sein X90-Steuerungssystem um ein Safety-Relais-Modul
Mobile Arbeitsmaschinen werden zunehmend autonomer, daher benötigen sie Steuerungen, die nicht nur kompakt, sondern auch sicher sind. B&R hat seine X90-Steuerung um eine Optionsplatine erweitert, mit der sich nun externe Safety-Geräte potenzialfrei anbinden lassen. So werden mobile Arbeitsmaschinen noch sicherer.
Bisher gab es keine mobilen Steuerungen mit sicheren, potenzialfreien Ausgängen auf dem Markt. Mit dem neuen Safety-Relais-Modul von B&R können externe Safety-Komponenten wie Antriebsverstärker oder Laserscanner nun über eine potenzialfreie Not-Aus-Kette an die X90-Steuerung angebunden werden. Dabei lässt sich ein Sicherheitslevel von PLe / SIL3 erreichen. Die Optionsplatine ist besonders für autonome Agrar- und Baumaschinen geeignet.
Die Modularität macht den Unterschied
Mit seiner erweiterbaren und leistungsstarken X90-Steuerung bietet B&R eine auf dem Markt einzigartige Gestaltungsfreiheit. Die Bandbreite an Optionsplatinen eröffnet neue Möglichkeiten für die Umsetzung kundenspezifischer Automatisierungslösungen. Zudem ist die Steuerung mit einem robusten IP69K-Gehäuse ausgestattet. Daher kommt sie ohne Schaltschrank und aufwändige Verkabelung aus. Einfacher Service ist somit garantiert.
