megalink 08/2013

Im Gespräch mit Klaus Endress | Maxon Motor – Erfolg durch DifferenzierungProduktübersicht Sicherheitsrelais | Marktübersicht Mikrocontroller

AUGUST 2013 www.megalink.ch

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Klaus Endress ist unter den Medienschaffenden der absolute Liebling. Äusserstgesprächig, mitunter vielleicht sogar etwas gesprächiger, als es sich für einenMann in seiner Position empfiehlt, versorgt der CEO der Endress+Hauser-Gruppe diese regelmässig mit markanten Worten und Weisheiten. Dass er inInterviews dabei immer das sagt, was er meint, und das, was er meint, stetsmit Anstand und Grösse zu tun hat, macht ihn nicht nur unter Journalisten zueinem umso geschätzteren Gesprächspartner.Nun tritt das Oberhaupt des Schweizer Messtechnik-Spezialisten ab. Zum Endedes Jahres zieht sich der 64-Jährige aus dem operativen Geschäft zurück

und wechselt in den Verwaltungsratdes Familienunternehmens. Mega-link nahm das zum Anlass, sich mitihm am Unternehmenssitz in Rei-nach zu treffen. Im Gespräch (ab Sei-

te 16) ging es nicht nur um seine Nachfolgeregelung, ab 2014 wird erstmals inder 60-jährigen Firmengeschichte kein Endress an der Spitze stehen, sondernebenso um die Verantwortung gegenüber Mitarbeitenden, die 1:12-Initiativeund darum, wie die Fliege zum Markenzeichen wurde. Besonders auffallendwährend dieser Unterhaltung war seine Verbundenheit zur Schöpfung, die sichwie ein roter Faden durchs Gespräch zog. Und diese, sagt er, sei ihm in derVergangenheit bei wichtigen Entscheidungen immer ein guter Ratgeber gewe-sen.

Markus Back, [email protected]

Ich bin dann mal weg ...

«Gott betrachtete alles, was er geschaffen hatte,und er hatte Freude daran: alles war sehr gut.»

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14 NachrichtenUmsatzsteigerung hart erkämpftDie Umsatzentwicklung von Maxon Motorlässt kaum ahnen, dass auch das SchweizerUnternehmen um seine Aufträge hartkämpfen muss. Wie und mit welchen Me-thoden das Unternehmen mit Sitz in Sach-seln an die Aufträge kommt, schildert CEOEugen Elmiger im Gespräch mit Megalink.

36 SicherheitstechnikVerbindliche RegelnDamit industrielle Leitsysteme wirkungsvollgegen Angriffe von aussen geschützt wer-den können, bedarf es verbindlicher Regeln.ABB beteiligt sich daher in verschiedenenStandardisierungsinitiativen, um die Cyper-sicherheit von Netz- und Prozessleitsyste-men vorantreiben zu können.

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THEMEN 1 Editorial 5 Nachrichten 10 Veranstaltungskalender

NACHRICHTEN

4 Grosse Nachfrage nach Industrierobotern Gutes 2012 für Weltweite Roboterindustrie 11 Publireportage

VERBÄNDE

12 Auf die Plätze, Embedded, los… Embedded Computing Conference 2013

FACHTEIL

14 Differenzierung als Erfolgsrezept Maxon Motor stellt sich globalem Wettbewerb 16 «Wir reden am liebsten Deutsch!» Interview mit CEO Klaus Endress 24 RFID-Identifikation im Meterbereich UHF-Schreib/-Lesekopf F190 von Pepperl+Fuchs 26 Schaltzustand verbrauchsarm detektiert Peripherieelement Lesense von Energy Micro 28 Perfekt für komplexe Steuerungen FM4-Mikrocontollerfamilie von Fujitsu 30 System-Mix mit Sinn System-on-Chip-FPGA steigern Performance 34 Marktübersicht Mikrokontroller 36 Cybersicherheit Forschung & Entwicklung – Schutz kritischer Infrastrukturen bedarf verbindlicher Standards 38 Saubermänner Lösungen für die Nahrungsmittelindustrie 40 Produktübersicht Sicherheitsrelais 44 Publireportage 48 Verwandlungskünstler Control-Panel- und Panel-PC-Serien

50 Sicher vor unangenehmen Szenarien Vortex86DX2-Prozessoren prädestinieren Compact-41-Reihe von Syslogic 52 FFT führt deutlich schneller zum Ziel Architekturen von Spektrum-analysatoren haben entscheidenden Einfluss auf Messzeiten 57 in motion Antriebe und Fluidik 58 Absolute Durchgängigkeit Wertschöpfung mit IntegraTED Drive SysTEms 60 Verheizen war gestern ... Wirtschaftliche Fahrzeuge und Maschinen 62 Arbeitspumpe als Motorstarter hydraulisches Start-Stopp-System für Radlader 64 Unscheinbar und doch entscheidend… Schläuche in hydraulischen Anwendungen 67 swissT.net Networks & Communication 68 Alle guten Dinge sind drei ... Durchgängiges Installationskonzept

HIGHLIGHT

47 Offen und flexibel 56 Automatisch zum Performance Level 70 Keine Kompromisse

PRODUKTE

32 Mikrokontroller 45 Sicherheit 66 Antriebstechnik 69 Networks & Communication 71 Automation 73 Bauelemente 74 Industriebedarf 74 Messen & Prüfen

78 Lieferantenverzeichnis 80 Impressum

52 MesstechnikFFT führt schneller zum ZielDie Architektur eines Spektrum-Analysatorshat neben der gewählten Messbandbreitegrossen Einfluss auf die Messzeiten. DieserBeitrag erklärt die Unterschiede zwischenherkömmlichen, gewobbelten Spektrum-Analysatoren und breitbandigen Signal- undSpektrum-Analysatoren auf FFT-Basis undzeigt, wie sich mit Letzterem die Messzeitreduzieren lässt.

Die RFID-Technologie ist intelli-gent, spart Kosten und steuertund vereinfacht Prozessabläufeerheblich. Das modulare Ident-Control-System von Pep-perl+Fuchs sorgt dafür, dass siesich äusserst vielseitig in denverschiedensten Branchen ein-setzen lässt. Dieses wurde nunum den UHF-Schreib/-LesekopfF190 erweitert, dessen Reich-weite sich durch die Auslegungder Antenne und die abgestrahl-te Leistung variieren lässt.

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brasilianische Robotermarkt ist weiter ge-wachsen, während der Absatz in Indien sta-gnierte. Nach starken Investitionen 2011gingen die Verkäufe in den mittel- und ost-europäischen Ländern ebenfalls zurück.

Einfach zu bedienende Roboterfür General IndustryUm auf den globalen Märkten wettbe-werbsfähig zu bleiben, setzt sich der Trendzur Automatisierung weiter fort. Ebensodurch die fortschreitende Industrialisierungextrem wachsender Konsumentenmärkteund die erforderliche Modernisierung vonexistierenden Produktionsanlagen. Energie-effizienz und Leichtbau sind die wichtigstenHerausforderungen für die verarbeitende In-dustrie. Auch das Potenzial für die Installa-tion von Industrierobotern in der General In-dustry wird durch die weiter entwickelteLeistungsfähigkeit von Robotern steigen.Besonders die Mensch-Roboter-Kooperati-on, bedienerfreundliche und leicht zu integ-rierende Roboter, bieten grosse Wachs-tumschancen. ■

rie 31 Prozent mehr Roboter kaufte. DasAbsatzniveau in Japan liegt jedoch nochdeutlich unter dem Spitzenwert von 2005(44000 Stück).2012 war China der zweitgrösste Roboter-markt nach Japan. Obwohl die Roboterliefe-rungen 2012 nur leicht gestiegen sind, bleibtChina der dynamischste Wachstumsmarkt.Zwischen 2005 und 2012 ist der Absatz vonIndustrierobotern dort durchschnittlich um25 Prozent pro Jahr gewachsen.In den USA setzte sich der Trend zur Auto-matisierung fort. Dadurch erhöhten sich dieRoboterinstallationen weiter auf den Re-kordwert von 22400 Stück. Insbesonderedie Automobilindustrie steigerte ihre Robo-terinvestitionen.Nach starken Investitionen in den Jahren2010 und 2011 sind die Roboterlieferungennach Südkorea um fast 24 Prozent auf19400 Stück zurückgegangen. In Deutsch-land war seit 2010 die Automobilindustrieder Motor für das ungebremste Wachstumder Roboterinstallationen. 2012 hat diese ih-re Investitionen in Industrieroboter deutlichgekürzt, während die General Industry mehrRoboter bestellte. Mit 17500 Stück wurde2012 die zweithöchste Anzahl von Industrie-robotern nach Deutschland geliefert, zehnProzent weniger als im Rekordjahr 2011.Thailand wird mehr und mehr zum wichti-gen Robotermarkt. 2012 erreichte der Ro-boterabsatz einen Rekordwert von 4000Stück, 17 Prozent mehr als 2011. Auch der

wischen 2008 und 2012 ist der Robo-terabsatz laut der IFR um durchschnitt-

lich neun Prozent pro Jahr gewachsen.Durch den weltweiten Trend zur Automati-sierung erwartet die IFR im laufenden Jahrein ähnlich hohes Niveau. Gemäss Dr. An-dreas Bauer, Vorsitzender der IFR IndustrialRobot Suppliers Group, war in den vergan-genen drei Jahren insbesondere dieAutomobilindustrie treibende Kraft. Dochauch in den anderen Industrien (General In-dustry) erwartet er weiteres Wachstum.

Elektronikindustrie bremst Entwicklung in 2012Grund für den leichten Rückgang des welt-weiten Roboterabsatzes 2012 waren haupt-sächlich die deutlich niedrigeren Verkäufe indie Elektro-/Elektronik-Industrie. Der Robo-terabsatz in der Automobilindustrie stiegnochmals um sechs Prozent. Die Chemie-,Gummi- und Kunststoffindustrie wie dieNahrungsmittelindustrie erhöhten ihre Ro-boterkäufe, während die Metall- und Ma-schinenbauindustrie sie etwas reduzierte.

Siebzig Prozent des Absatzesverteilen sich auf fünf LänderEtwa siebzig Prozent der gesamten Robo-terverkäufe gingen 2012 nach Japan, China,USA, Südkorea und Deutschland. Der Robo-terabsatz nach Japan erhöhte sich 2012weiter leicht auf 28 700 Einheiten. Die Elekt-ronikindustrie kürzte ihre Roboterinvestitio-nen deutlich, während die Automobilindust-

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Ungebremste Nachfrage nach IndustrieroboternDer Roboterabsatz erreichte 2012 die zweithöchste Anzahl aller Zeiten. Mit mehr als

159000 Einheiten wurden fast annähernd so viele wie im Rekordjahr 2011 verkauft.

Durch den weltweiten Trend hin zur Automatisierung dürfte der Absatz im Jahr 2013

gemäss der IFR International Federation of Robotics ein ähnlich hohes Niveau erreichen.

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Die Mensch-Roboter-Kooperation dürfte der Branche weiteres Wachstum verschaffen. Bild: ABB

N A C H R I C H TE N 8.13 megalink

«Die Mobile-Branche hat noch vor Kurzem grosse Hoffnung in fünfscheinbare Mega-Trends gesetzt, die keiner davon erfüllt hat», sagtDr. Bettina Horster. Die Direktorin Mobile im eco – Verband derdeutschen Internetwirtschaft e. V. – eröffnete mit diesen Worten diesechste Auflage der «eco Mobile Business Trends» in Düsseldorf.Die Flops und «Slow Mover» sind nach ihrer Einschätzung:1. Der Ausbau der Mobilfunknetze schreitet nicht im erhofften Mas-

se voran. Es gibt nach wie vor funkfreie Gebiete, die Qualität mo-biler Telefonate ist häufig unzureichend und der LTE-Ausbau kaumspürbar.

2. «Bring Your Own Device» (BYOD) hat sich binnen kürzester Zeitvom Mega-Trend zum Mega-Flop entwickelt. Die IT-Abteilungenin den Unternehmen haben dem Anschluss ‹irgendwelcher Gerä-te› ihrer Beschäftigten ans Firmennetz aus Sicherheitsgründenrigoros einen Riegel vorgeschoben. Offenbar erweist es sich alsgünstiger, den Beschäftigten firmeneigene Laptops zu überlas-sen, statt sich dem erhöhten Sicherheitsrisiko fremder Geräteauszusetzen.

3. RFID und seit Kurzem NFC sind als Hoffnungsträger für eine viel-fältige Palette neuer mobiler Anwendungsgebiete gestartet. Bis-lang hat keine dieser Funktechnologien die in sie gesetztenErwartungen auch nur im Ansatz erfüllt.

4. QR-Codes schienen der Renner schlechthin als Brücke zwischender analogen und digitalen Welt. Heute sind QR-Labels zwar anvielen Stellen von der Pralinenschachtel bis hin zu Visitenkartensichtbar, aber die Nutzung ist verschwindend gering und es stehtzu erwarten, dass QR rasch wieder aus der Mode kommt.

5. Mobile Payment sollte zahlreichen Marktstudien zufolge eigent-lich schon im Jahr 2005 den Durchbruch geschafft haben. Bisheute haben sich diese Prognosen als Makulatur erwiesen.

Einen Mega-Trend bewertet die Mobile-Expertin allerdings umsopositiver: die mobile Machine-to-Machine-Kommunikation. Lauteiner aktuellen Umfrage des eco-Verbandes schliessen sich zweiDrittel der Fachleute der Prognose von Dr. Bettina Horster an underwarten ebenfalls den Durchbruch für die M2M-Kommunikation inden nächsten Jahren. Auf dem eco-Kongress wurde der M2M-Tele-desk als Beispiel für eine Mobile-Plattform für den Maschinenbauvorgestellt. www.m2m-teledesk.de, www.eco.de

eco bewertet RFID als mobilen Verlierer

Sigmatek zieht umDie Sigmatek Schweiz AG ist ab 9. September 2013 unter einer neuen Anschrift erreichbar.Diese lautet:Sigmatek Schweiz AGSchmittestrasse 98308 Illnau-EffretikonTelefonnummer, Fax und E-Mail bleiben wie bisher.

Neue Anschrift

Erstmals seit 1997 führt ein ausschliesslich mit Intel-Prozessorenbestückter Supercomputer wieder die Top500-Liste der Supercom-puter an. Spitzenreiter der 41. Ausgabe der Top500-Liste ist dasSystem «Milky Way 2» mit 48000 Intel Xeon Phi Co-Prozessorensowie 32000 Intel Xeon-Prozessoren und einer maximalen Rechen-leistung von 54,9 PetaFLOP/s (Billiarden Rechenoperationen proSekunde). Dies entspricht mehr als der doppelten Geschwindigkeitdes Supercomputers, der die Top500-Liste bei der letzten Ausgabeim November 2012 anführte. www.intel.de, www.top500.org

«Milky Way 2» bringt es auf 54,9 PetaFLOP/s

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Dätwyler investiert in Schweiz und ChinaDie Dätwyler Cabling Solutions AG inves-tiert zehn Millionen Schweizer Franken inProduktionsanlagen für Glasfaserkabel.Während im schweizerischen Altendorf an-spruchsvolle Kabel für den Ausseneinsatzgefertigt werden sollen, entsteht im chinesi-schen Taicang eine Produktion für personal-intensive Indoor-Kabel.

Syslogic setzt auf EuropaDie Syslogic Datentechnik AG mit Sitz in Ba-den-Dättwil fertigt ausschliesslich in Euro-pa. Um die Fertigungskapazitäten zu erwei-tern, soll noch in diesem Jahr derSpatenstich für einen neuen Produktions-standort im deutschen Bannewitz naheDresden erfolgen.

E+E Elektronik sichert sich GrossauftragDie E+E Elektronik GmbH hat eine Aus-schreibung des Deutschen Wetterdiensteszur Ausstattung von Wetterstationen mitFeuchte/Temperaturtransmittern gewonnen.Bis 2015 sollen schrittweise in den deutsch-landweit knapp 2000 Wetterstationen alleFeuchtemessgeräte durch die Technik ausÖsterreich ersetzt werden.

Siemens Excellence Award vergebenDie Siemens Schweiz AG hat zum sechstenMal den nationalen Siemens ExcellenceAward vergeben. Den mit 10 000 Frankendotierten Preis sicherten sich die HSLU-Stu-denten Markus Heuberger, Matthias Studerund Marco Zurmühle für einen Prototypen,mit dem sich Daten mit einem LED-Leucht-modul zu einem Smartphone senden lassen.

Bund steigert F+E-AufwendungenDer Bund steigerte seit 2010 die Aufwen-dungen für F+E um 17 Prozent auf aktuell2,1 Milliarden Schweizer Franken im Jahr.Grösster Empfänger in 2012 war derSchweizerische Nationalfonds zur Förderungder wissenschaftlichen Forschung (SNF) mit878 Millionen Schweizer Franken.

Flugzeugtechnik heute und morgenInteraktive Storys und Anwendungen ausder Welt der Luft- und Raumfahrttechnikpräsentiert die aktuelle Ausgabe des «Dri-ven» von Maxon Motor. Das Tablet-Magazinist für Apple iOS und Google Android ver-fügbar.

Harting Mitronics ISO TS 16949-zertifiziertDie Harting Mitronics mit Sitz im schweize-rischen Biel ist von der Deutschen Gesell-schaft zur Zertifizierung von Management-systemen für den Bereich Automotivezertifiziert worden. Die Zertifizierung derTochtergesellschaft erfolgte nach der NormISO TS 16949.

Begleitendes Studium immer beliebterZum Studienbeginn im kommenden Septem-ber haben sich an der Hochschule für Tech-nik FHNW 493 junge Frauen und Männer fürdas Ingenieurstudium angemeldet. 128 derangehenden Studenten haben sich dabei fürein berufsbegleitendes Studium entschlos-sen, was die Schulleitung als erfreulicheEntwicklung sieht. Mit diesem Modell könn-ten Studierende das Erlernte gleich in derPraxis umsetzen.

kurz & bündig

Der deutsche Partner Prior1 von Schneider Electrichat ein Konzept entwickelt, bei dem Algen für dieStromerzeugung in Rechenzentren genutzt wer-den. Dafür verbaute es in den sonnenzugewand-ten Teilen der Fassade Paneele, in denen eine mit

Algen gesättigte Flüssigkeit kreist. Diese bindenbeim Wachstum unter anderem Kohlenstoffdioxidund geben Methan ab. Die so über Gärprozesseerzeugte Biomasse dient als gasförmiger Brenn-stoff, der zwei Blockheizkraftwerke antreibt, diedas Rechenzentrum mit Strom versorgen. Da dieAlgenpaneele an der Fassade für den Betrieb dergeplanten Zwei-Megawatt-Anlage nicht ausrei-chen, befinden sich im Keller des Gebäudes weite-re Tanks für die Algenproduktion.Die Abwärme des Rechenzentrums wird für dieHeizung der Algentanks eingesetzt. Zur Vielzahl vonKreisläufen und symbiotischen Prozessen innerhalbdes futuristischen Rechenzentrums gehören um-fangreiche Flächen für vertikale Landwirtschaft. Da-mit soll der Stadt, in der sich das Rechenzentrumbefindet, die entzogene Fläche wieder zurückgege-ben werden. Die über die Algenproduktion entste-hende Biomasse wird zu Biokunststoffen veredelt,die biologisch abbaubar sind. Dank dem autarkenHeizsystem innerhalb der Algen-Paneele kann dasProjekt praktisch in jeder Klimazone realisiert wer-den. Die vertikale Bauweise hilft ausserdem, Platzzu sparen. www.schneider-electric.com

Autarkes Rechenzentrum

Das Rechenzentrum der Zukunft wird zum Erzeuger von Energie undBiomasse. Bild: Schneider Electric

Das britische Projekt «Bloodhound SSC» will 2015einen Geschwindigkeitsrekord am Boden aufstel-len. In dem Auto mit Jet- und Raketenantrieb, daseine Geschwindigkeit von 1000 Meilen pro Stundeerreichen soll, sind unter anderem Kameras vonStemmer Imaging verbaut.Ziel des Bloodhound-Projekts ist es, eine Ge-schwindigkeit von 1000 Meilen pro Stunde zu er-reichen und damit den aktuellen Geschwindig-keitsrekord zu Lande von 763,035 Meilen proStunde (Mach 1,02) zu brechen, der 1997 vonThrust SSC aufgestellt wurde. Das Projekt, das2008 begonnen wurde, wird als unglaubliche,technische Herausforderung beschrieben, die mit-hilfe der Wissenschaft, des Automobilbaus, derTechnik und der Mathematik das Unmögliche wa-gen und wahr machen soll.Mark Williamson, Direktor Corporate Market De-velopment bei Stemmer Imaging, erklärt dazu:

«Wir arbeiten eng mit dem Bloodhound-Ent-wicklungsteam zusammen, um Videodaten fürKonstruktions- und Veröffentlichungszwecke zu er-stellen und aufzuzeichnen. Es ist nicht überra-schend, dass die Aufnahme von Bildern bei derarthoher Geschwindigkeit ein kritischer Bestandteildes Projekts ist. Bloodhound wird nämlich schnel-ler fahren, als eine Pistolenkugel aus einer Mag-num 357 fliegen kann. Das zwölf Meter lange Au-to wird somit in einer Sekunde die Länge von vier-einhalb Fussballfeldern zurücklegen!»Die eingesetzten Kameras müssen zahlreichenAufgaben nachkommen. So liefern nach vornegerichtete Kameras Live-Stream-Videos zur Veröf-fentlichung, während die nach hinten gerichtetenKameras den Ausstoss des Raketenantriebs be-obachten. Weitere Kameras überwachen kritischeKonstruktionsparameter wie den Bodenkontaktder Räder. Kameras im Cockpit überwachen ver-

schiedene Geräte und dieAktionen des Fahrers. DieVideodaten müssen mit dergenauen Uhrzeit versehenund mit der Bordelektronikverbunden sein, damit ein-zelne Bilder zu den Steue-rungsvorgängen zurückver-folgt werden können. ZurÜbertragung der Videodatenwird ein Ethernet-Datenkom-munikationsbus eingesetzt.

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Viereinhalb Fussballfelder pro Sekunde

Schneller als eine Pistolenkugel fliegt soll der Bloodhound fahren. Bild: Stemmer

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25 Jahre PrimelcoDie Primelco AG mitSitz in Baar feiert ihr25-jähriges Beste-hen. Im Juni 1988von Hans PeterSchenkel (Bild) ge-gründet, nahm derIndustrie- und Han-delspartner schonbald an Fahrt auf.

Zum zehnjährigen Bestehen zählte das jun-ge Unternehmen bereits zehn Mitarbeiten-de, heute sind es 30. Rückblickend betrach-tet ist Hans Peter Schenkel, der mittlerweileVR-Präsident ist, vom Gang in die Selbst-ständigkeit überzeugt: «Diese Entscheidunghat sich gelohnt. Klar hatten wir mal immerwieder schwierige Jahre, aber schlussend-lich haben wir sie gemeinsam gut gemeis-tert.»Bereits vor längerer Zeit wurde das Unter-nehmen zweigegliedert und wird von denSöhnen im Sinne des Firmengründers wei-tergeführt. Die Primelco Visual Data stehtunter der Leitung von Reto Schenkel undbietet individuelle Visualisierungssystemeund Industriekomponenten. Die PrimelcoSystem Device wird von Patrik Schenkelgeführt und ist Partner für Kassensystem-lösungen und mobile Datenerfassung.

Fünf Jahre Sigmatek Schweiz

In den fünf Jahren, in denen Sigmatek miteiner Niederlassung in der Schweiz vertre-ten ist, leistete deren Geschäftsführer BeatMeili Beachtliches. In dieser kurzen Zeit-spanne gelang es ihm, über 50 namhafteKunden aus den Bereichen Maschinen- undAnlagenbau sowie erneuerbare Energienvon den Technologien des österreichischenHerstellers zu überzeugen. Den Erfolg er-klärt sich Beat Meili mit Kundennähe, einempartnerschaftlichen Miteinander und Flexibi-lität.

Elektron bringt Licht ins DunkelDie Elektron AG mit Sitz in Au steigt abHerbst 2013 gemeinsam mit Philips in denTunnelmarkt mit LED-Beleuchtungssystemenein. Mit Peter Schwägli übernimmt ein aus-gesprochener Branchenkenner die Leitung.

Er war bis 2009 fastzehn Jahre lang alsGeschäftsführer derSiteco AG im Tunnel-bereich tätig undzeichnete sich dortunter anderem fürProjekte wie dieWestumfahrung Zü-

rich, den Belchentunnel oder Schweizerhalleverantwortlich.

Firmennews

Der VDI und der VDA/ITA haben zwei wichtige Stan-dards für Industrie 4.0 entwickelt. Sie sollen es derIndustrie einfacher machen, ihre Produktionssystememit moderner Informationstechnologie den neuenHerausforderungen an flexible und kostengünstigeProduktion anzupassen. Dabei spielt die Überwin-dung der Sprachbarriere zwischen Maschinen undMES-Systemen eine entscheidende Rolle.VDI-Richtlinie 5600, Blatt 3: Bei der neuen VDI-Schnittstelle zwischen Maschinen und MES-Syste-men liefert die Maschine standardisiert beschriebe-ne Datenpunkte. Steuerungsprogrammierer beimMaschinenbauer und die Inbetriebnehmer beimMaschinenbetreiber sprechen nun eine Sprache,sodass die Verbindung zwischen Maschine/Anlage

und MES schneller und mit weniger Fehlern abläuft.Die Schnittstelle bietet zudem die Basis für eineautomatische Verbindung zwischen den beidenEbenen im Sinne eines «Plug-and-Work».VDA/ITA-Leitfaden «MES für die Automobil-Indust-rie»: MES-Systeme entwickeln sich zu Informati-onsdrehscheiben in der Fabrik. Einige allgemeineStandards zu MES existieren bereits, für die Auto-mobil- und Zulieferindustrie hat nun die ITA, ein Zu-sammenschluss von IT-Anbietern für die Automobil-industrie, einen MES-Leitfaden erarbeitet und her-ausgegeben. Dieser soll dazu beitragen, dassMES-Anwender und -Betreiber weitere Potenzialedurch die effiziente Nutzung von MES-Systemenausschöpfen. www.iosb.fraunhofer.de/servlet/is/38700/

Handlungsempfehlungen für Industrie 4.0

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Make easy.RiMatrix S: Das erste Rechenzentrum in Serie. Einfach anschliessen und fertig.

Semtech ehrt Avnet MemecDie Semtech Corporation, Anbieterin vonAnalog- und Mixed-Signal-Halbleitern, zeich-nete Avnet Memec als europäischen Ver-triebspartner des Jahres aus. Damit würdigtedas US-amerikanische Unternehmen die inden beiden vergangenen Jahren erzieltenzweistelligen Wachstumsraten, die der Dis-tributor mit dem Semtech-Portfolio erzielte.

Flir zeichnet Distrelec ausDie Distrelec-Gruppe ist vom Wärmebildka-merahersteller Flir als Katalogversender mitder besten Leistung im Bereich Europa, Na-her Osten und Afrika ausgezeichnet worden.

RS Components vertreibt ParallaxDer Distributor RS Components vertreibt absofort in Asien und Europa die Produkte desUS-amerikanischen Herstellers Parallax Inc.Das in Kalifornien ansässige Unternehmen istauf die Entwicklung und Produktion von Mik-roprozessor-Entwicklungstools und kleinenEinplatinen-Computern spezialisiert.

Distributionsnews

Grundlegende Voraussetzung für die Integration vonElektrofahrzeugen in Stromnetze ist die Verfügbarkeitmodular nutzbarer, untereinander kommunizierenderBatteriesysteme. Nur so können unterschiedlicheelektrochemische Speichersysteme als aktive Be-standteile der Stromnetze Energie aufnehmen undwieder einspeisen.Auf dem Weg dorthin gilt es jedoch, einige Hürdenzu überwinden. So lassen sich heutige Batteriesyste-me bei Bedarf oft gar nicht oder nur mit unvertretbargrossem Aufwand um zusätzliche Zellen oder Modu-le erweitern. Zudem können die in einem Akku ent-haltenen Zellen fertigungsbedingt unterschiedliche,mit der Zeit auseinanderdriftende Kapazitäten auf-weisen. Da das Ende eines Ladevorgangs durch dieKapazität der schwächsten Zelle bestimmt wird, kanndie tatsächlich vorhandene Gesamtkapazität der Bat-terie deshalb oft nicht voll ausgenutzt werden.Im Rahmen des von der deutschen Bundesregierunggeförderten Forschungsprojekts IntelliBat sollen nun

modulare Batteriesysteme mit einzeln gesteuerten,untereinander kommunizierenden Zellen entwickeltund realisiert werden. Solche auf einem aktiven La-dungsausgleich zwischen den einzelnen Zellen basie-renden Systeme liessen sich bei Bedarf jederzeit umweitere Zellen erweitern. Da jede Zelle bis zum Errei-chen ihrer jeweiligen maximalen Kapazität separatgeladen würde, dürften sich die verwendeten Einzel-komponenten sogar hinsichtlich Zellchemie, Alterund Kapazität unterscheiden, ohne dass dies grösse-re Verluste der Gesamtleistung zur Folge hätte.Die vier Verbundpartner des Forschungsprojektes er-warten, schon in drei Jahren die Funktionsfähigkeitdes modularen IntelliBat-Batteriesystems in einemelektrisch betriebenen Fahrzeug präsentieren zu kön-nen. Dieser Demonstrator wird gleichzeitig auch alsmobiler Energiespeicher dienen und dank einer bidi-rektionalen Kommunikation Energie ins Versorgungs-netz zurückspeisen können.

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Forschungsprojekt will Akkuleistung für Steuerungen

Ziel des vom BMBF geförderten IntelliBat-Forschungsprojektes ist die Entwicklung und Realisierung modularer Batteriesysteme mithilfeeinzeln gesteuerter, untereinander kommunizierender Zellen. Bild: BMZ GmbH

Schweizer Produktion legt zuDie Produktion der Schweizer Industrie hatim ersten Quartal 2013 im Vergleich zumVorjahreszeitraum um 3,7 Prozent zugenom-men. Die Auftragseingänge nahmen um 0,6Prozent zu, während die Bestände um 5,2Prozent fielen. Während die Branche «Koke-rei, Mineralölverarbeitung und chemischeErzeugnisse» bei Produktion und Umsatzdeutlich zulegte, brach die Branche «Elektri-schen Ausrüstungen» markant ein.

ineltec 2013Die ineltec, Fachmesse für Gebäudetechnikund Infrastruktur, findet vom 10. bis 13. Sep-tember 2013 in der Halle 1 des Messezent-rums Basel statt. In deren Fokus steht die«Intelligente Vernetzung der Gebäudetech-nik als Schlüsselfaktor».

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www.rittal.ch

Bei der Wafer-Fertigung in der Photovoltaik-und Halbleiterindustrie galt ein relativ hoherSchnittverlust bisher als unabwendbaresÜbel. Jetzt haben Wissenschaftler vomFraunhofer-Institut für WerkstoffmechanikIWM im deutschen Freiburg zusammen mitKollegen der australischen CommonwealthScientific and Industrial Research Organisa-tion CSIRO einen Sägedraht entwickelt, derdie Verluste erheblich reduzieren soll: Stattdiamantgespickter Stahldrähte verwendendie Forscher hauchdünne und extrem stabileFäden aus Kohlenstoff-Nanoröhren, die mitDiamant beschichtet werden.Beschichtete Kohlenstoff-Nanoröhren geltenschon lange als vielversprechend. Allerdingsist die Synthese des neuen Werkstoffs aus-sergewöhnlich schwierig, da Diamant nur un-ter extremen Bedingungen – bei Temperatu-ren um 900 Grad Celsius in einer kohlenwas-serstoffhaltigen Atmosphäre – wächst. Ihn zuzüchten ist diffizil, weil Kohlenstoff bevorzugtGraphit bildet. Um dieses von der Oberflächeder Nanoröhrchen fernzuhalten, setzen dieIngenieure vom IWM reaktionsfreudigenWasserstoff ein, der das Graphit wiederwegätzt. Bei diesem Prozess leiden aller-dings auch die Kohlenstoff-Nanoröhren.Doch der IWM-Wissenschaftler Manuel Meehat eine Lösung gefunden, die feinen Koh-lenstoffröhrchen, die wie Wälder auf einemSubstrat wachsen, zu schützen: «Bei unse-ren ersten Versuchen war Quarzglas aus derReaktionskammer unbeabsichtigt in Kontaktmit dem Beschichtungsplasma gekommen.Es hatte sich auf das Substrat gelegt und die-ses vor dem aggressiven Wasserstoff ge-schützt.» Auf dieser Schicht wuchs tatsäch-lich Diamant. «Was danach folgte, war präzi-

se und detaillierte Fleissarbeit», schildert Ma-nuel Mee: «Wir mussten die undefiniert ab-geschiedene Siliziumoxid-Schicht untersu-chen, eine Methode finden, sie kontrolliertabzuscheiden und den Prozess optimieren.»Tests mit dem Transmissionselektronenmik-roskop am CSIRO in Australien hatten ge-zeigt, dass die Nanoröhrchen unter ihrerSchutzschicht tatsächlich überlebt haben.Doch wie genau sollte es weitergehen?Wenn es gelänge, die Nanofäden, die dieSpezialisten von CSIRO aus Nanoröhrchenherstellen, mit Diamant zu beschichten,könnte man diese nutzen, um hauchdünneSägen herzustellen, mit denen sich beispiels-weise Siliziumwafer zerteilen lassen. Dasaustralische Team am CSIRO ist einer derweltweiten Experten, die Garne aus Kohlen-stoff-Nanoröhren herstellen können. Die Pro-duktion erfordert spezielle «Kohlenstoff-Na-norohr-Wälder», die als hauchdünner Filz ab-gezogen und durch Verdrehen in ein sehrdünnes Garn von zehn bis zwanzig Mikrome-

tern Durchmesser verarbeitet werden kön-nen. Im Prinzip ist dieses Garn, beschichtetmit Diamant, der ideale Grundstoff für eineneue Generation von Sägen, die sich bei-spielsweise in der Solarindustrie einsetzenlassen, resümiert Manuel Mee: «Die neuenSägedrähte könnten traditionellen Stahldräh-ten überlegen sein, weil sie sich aufgrundihrer hohen Zugfestigkeit weitaus dünnerherstellen lassen und somit deutlich wenigerSchnittverlust erzeugen.»Die Umsetzung der Idee ist dem Physikerinzwischen gelungen. Das Verfahren undentsprechende Produkte wurden bereits zueinem Patent angemeldet, das sich Fraunho-fer und CSIRO teilen. Derzeit führen ManuelMee und seine Kollegen Sägetests durch:«Um unseren Partnern in der Industrie zei-gen zu können, welches Potenzial in derTechnik steckt, müssen wir demonstrieren,wie sich bei der Verarbeitung von Wafern fürdie Solarindustrie Material einsparen lässt.»

www.iwm.fraunhofer.de

Sägen aus Kohlenstoff

Neuer hauchdünner Sägedraht für Siliziumwafer: Diamant auf Kohlenstoff-Nanoröhren. Bild: Fraunhofer IWM

N A C H R I C H TE N 8.13 megalink 9

10 megalink 8.13 VE R A N S TA L TU N G S K A L E N D E R

VeranstaltungskalenderDatum Thema Ort Veranstalter 9.&10.09.201310.&11.09.201312.&13.09.201312.&13.09.201318.09.201319 .09.201324.–26.09.2013

Automation Studio Training - Basics, CHF 800.–AS Training – Sicherheitstechnik (Safety), CHF 800.–AS Training – Integrierte Antriebstechnik (Safe Motion), CHF 800.–AS Training – Speicher- und Datenverwaltung, CHF 800.–Workshop Antriebsauslegung, CHF 800.–Workshop Reglungskonzept und Tuning, CHF 400.–AS Training – Integrierte Visualisierung, 1200.–

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Der FBDi weist auf sechs neue SVHC (Substances of Very HighConcern) hin, die seit 20. Juni 2013 auf der Kandidatenliste derREACh-Richtlinie stehen. Die sind:• Pentadecafluoroktansäure (PFOA)• Ammonium Pentadecafluoroktanoat (APFO)• Cadmium• Cadmiumoxid• 4-Nonylphenol• Dipentylphthalate (DPP)Pentadecafluoroktansäure (PFOA) und Ammonium Pentadecafluo-roktanoat (APFO) werden als Tenside zur Oberflächenbehandlunggenutzt; PFOA wird unter anderem in Wasser, Fett und Schmutz ab-weisenden Beschichtungen eingesetzt. Beide wurden wegen ihrerfortpflanzungsgefährdenden und PBT-Eigenschaften (Persistent, Bio-akkumulierend, Toxisch) aufgenommen. Auch der Weichmacher

Dipentylphthalat ist fortpflanzungsgefährdend. Der in Harzen undLacken vorkommende Stoff 4-Nonylphenol enthält in der Umweltendokrin wirksame Abbauprodukte. Die Stoffe Cadmium und Cadmi-umoxid wurden aufgrund ihrer Krebs erzeugenden Eigenschaftenund weiterer ebenso besorgniserregender Eigenschaften als SVHCidentifiziert. Der FBDi verweist insbesondere auf das SchwermetallCadmium, das in der Elektronik als Stabilisator für die mechanischeStabilität und in Batterien und Relais zum Einsatz kommt.Damit gelten auch für diese sechs Stoffe ab sofort die Anforderungendes Artikels 33 (Informationspflichten längs der Lieferkette), sollte einerdieser Stoffe in einer Konzentration von mehr als 0,1 Prozent in einemErzeugnis enthalten sein. Der FBDi weist darauf hin, dass Unterneh-men nun bis zum 20. Dezember 2013 Zeit haben, um die Bestimmun-gen zu besonders besorgniserregenden Substanzen zu erfüllen.

www.fbdi.de, www.echa.europa.eu/candidate-list-table

Sechs neue SVHC-Stoffe auf REACh-Kandidatenliste

P U B L I R E PO R TA G E 8.13 megalink 11

«Es war uns wichtig, den Markteintritt fürKMU einfach und unkompliziert zu gestal-ten. Jetzt können KMU die Stromrechnungselbst unter die Lupe nehmen und schnelldas Sparpotenzial ermitteln.»

Einfach und schnell zu günstigem Strom –Stromversorgung garantiertEinfach geht es auch weiter, wenn sichKMU für den Strombezug auf dem freienMarkt entscheidet. Swisspower Energy wi-ckelt beispielsweise die Kündigung beimvorherigen Stromanbieter ab. Wer in denfreien Markt wechselt, wird künftig zweiStromjahresrechnungen bekommen: einevom neuen Anbieter für den bezogenenStrom und eine vom lokalen Stromversorgerfür die Netznutzung und die gesetzlichenAbgaben.Nach einem Übertritt in den freien Strom-markt ist eine Rückkehr in den Grundversor-gungstarif nicht mehr möglich. Dennoch istallen Unternehmen eine sichere Stromver-sorgung zu 100 Prozent garantiert. Diese Si-cherheit ist im Stromversorgungsgesetz(StromVG) der Schweiz geregelt.

www.günstiger-kmu-strom.ch

Zehntausend Franken senken – bis zu 40Prozent von dem, was sie jetzt bezahlen»,so Fredi Keller, CEO Swisspower Energy. 17Schweizer Stadtwerke sind am führendenEnergieunternehmen beteiligt, das sich aufdas Geschäft mit Multisite-, Gross- undKMU-Kunden konzentriert. SwisspowerEnergy hat vor Kurzem eine Online-Ver-kaufsplattform für KMU lanciert, mit der einVertragsabschluss mit dem Stromanbieterin wenigen Klicks möglich ist. Fredi Keller:

rossunternehmen wie Coop, Migrosoder SBB profitieren seit längerem

vom liberalisierten Strommarkt in derSchweiz. Kleine und mittelgrosse Unterneh-men haben bis anhin aber noch kaum darangedacht, ihren Strom auf dem freien Markteinzukaufen – dort wo er am günstigstenist. Erst 13 Prozent aller Schweizer KMU ha-ben bis Ende 2012 ihren Anbieter gewech-selt und beziehen Strom zu Marktpreisen.Dass der Strom zu Marktpreisen günstigerist als die Schweizer Grundversorgungstari-fe, war nicht immer so. Bedingt durch Wirt-schaftskrise, Investitionen in erneuerbareEnergien und Neubauten von Kraftwerken,gibt es an den Strombörsen mittlerweile einÜberangebot an Strom. Daher sind dieStrompreise seit letztem Herbst kontinuier-lich gesunken. Der Grosshandelspreis hatsich in den vergangenen zwölf Monaten um25 Prozent reduziert.

Bis zu 40 Prozent sparenSchweizer Grossunternehmen sparen mitdem Schritt in den freien Markt rasch Millio-nenbeträge. Aber auch für KMU rechnetsich ein Wechsel. «Je nach Branche könnenKMU ihre Fixkosten schnell um mehrere

G

KMU-Strom vom freien MarktStarker Franken, schwache Konjunktur, Konkurrenzdruck: Viele Schweizer KMU

müssen derzeit sparen, wo sie nur können. Noch wenig bekannt ist die Möglichkeit,

die Fixkosten bei der Energierechnung zu senken. Dank den tiefen Strompreisen

ist der Strommarkt für KMU so interessant wie nie zuvor.

energy Lokal verankert und mit 17 führenden Schweizer Stadtwerken national vernetzt:

Swisspower Energy AG, der Energiedienstleister mit attraktiven Marktpreisenfür KMU.

KMU-Stromkosten:Bezahlen Sie zu viel?Jetzt Sparpotenzial berechnen:www.günstiger-kmu-strom.ch

An den Strombörsen gibt es ein Überangebot an Strom.Daher ist dieser am freien Markt günstiger zu haben.

Bild: c-factor

Wachstum intelligenter Systeme, deren Ver-kaufszahlen bis 2015 schätzungsweise aufmehr als 10 Milliarden pro Jahr steigen wer-den. In seiner Keynote spricht er zudem dar-über, welche Anforderungen solche Syste-me zukünftig erfüllen müssen, wie grafischeund natürliche Benutzerschnittstellen zu kon-zipieren sind und welche Rolle Cloud Com-puting spielen wird? Dabei wird Christof

steigenden Popularität von Tablet-Compu-tern und deren Auswirkungen auf den PC.Ist möglicherweise dessen Ära vorbei? Aufjeden Fall werden in diesem Jahr in derSchweiz vermutlich erstmals mehr Tabletsals PCs verkauft werden. In diesem Zusam-menhang wird Christof Zogg einen Aspektbeleuchten, der von der Öffentlichkeit kaumwahrgenommen wird – das exponentielle

röffnet wird die Veranstaltung durchChristof Zogg von Microsoft Schweiz. In

der Keynote befasst er sich mit der rasantE

Auf die Plätze, Embedded, los…Nur noch wenige Tage bis zur 6. Embedded Computing Conference an der ZHAW

Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften in Winterthur, in deren Fokus

35 Referate und eine Fachausstellung stehen werden. In der einleitenden Keynote

spricht Christof Zogg von Microsoft Schweiz über die Zukunft des PC.

EMBEDDED COMPUTING CONFERENCE 2013 AM 27. AUGUST AN DER ZHAW WINTERTHUR

INFOSSwiss Technology Network

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www.swissT.net

12 megalink 8.13 VE R B Ä N D E

Bild: Fotolia

Zogg selbstverständlich auch verraten, wel-chen Beitrag Microsoft an zukünftige Em-bedded-Systeme leisten wird.

Stream 1 – Hardware/KommunikationIm ersten Block des ersten Streams refe-riert Christian Eder, Marketing Director derCongatec AG, über den Einsatz der viertenGeneration von Intel Core-Prozessoren aufEmbedded Computer-Modulen. Am Bei-spiel des Conga-TS87 wird er zeigen, wiesich hoch performante Systeme lüfterlos re-alisieren lassen.Mit den Herausforderungen bei der Analyseund Optimierung von Real Time Ethernet-Systemen befasst sich Dipl.-Ing. HolgerPfrommer von Hilscher im zweiten The-menblock. In seinem Vortrag wird er einenÜberblick über die wichtigsten Parametergeben, die bei der Fehlersuche in Ethernet-Netzwerken zu beachten sind, um mög-lichst schnell der Ursache eines Problemsauf die Spur kommen zu können.Im letzten Block dieses Streams befassensich Dominic Ast und Mirco Gysin vomZHAW, Institute of Embbeded Systems, mitvermaschten, drahtlosen Sensornetzwerkenin Grossanlagen. Dabei stellen sie eine An-schlussbox für Sensoren vor, die auf einemhandelsüblichen Drahtlosmodul im 2,4-GHz-Bereich und einem Mikrocontroller basiertund die durch ein geschicktes Kommunika-tionsschema eine sehr hohe Batterielebens-dauer erreicht.

Stream 2 – Hardware/FPGA«Hardware Execution Framework» hat Oli-ver Gubler (HES-SO Valais) seinen Vortragumschrieben, der Teil des ersten Blocks imzweiten Stream sein wird. Dabei wird er un-ter anderem eine Architektur vorstellen, dieden Prozessor von Aufgaben wie dem Ma-nagement der Ereignisliste entlastet und sodas Gesamtsystem effizienter macht.Wie sich die hohe Bandbreite von Mixed-Si-gnal-Oszilloskopen nutzen lässt, um dieFehlersuche in FPGA zu beschleunigen, er-klärt im zweiten Block Markus Stocklas vonder Computer Controls AG. Ein Beitrag desletzten Blocks ist «Microsoft .NET Gadge-teer – Ein raffinierter Weg zum Embedded-Produkt». Marcel Berger von der CSA Engi-neering AG wird hierbei erklären, wie sichder Prototypenbau mithilfe dieses Toolsdeutlich vereinfachen lässt.

Stream 3 – OS/Applikation/System DesignDer dritte Stream widmet sich dem Thema«OS/Applikation/System Design». Hier wirdzu Beginn des ersten Blocks Roland Eggli-Aerni von der Triadem Solutions AG erklä-ren, wie sich sichere Systeme mithilfe derMicrokernel-Architektur des QNX-Betriebs-systems entwickeln lassen. Dabei verrät er,

wie sich mit ihrer Hilfe jede Softwarekom-ponente einzeln kapseln lässt.Ein Update-Konzept für ARM-basierte Cor-tex-A9-CPU-Module wird Markus Mahl vonData Modul Schweiz nach der Pause vor-stellen. Im Mittelpunkt steht dabei einUSB-Memory-Stick, der Software-Kompo-nenten und eine strukturierte ASCII-Konfi-gurationsdatei bereithält, in der verschiede-ne Update-Schritte aktiviert und angepasstwerden können. Wie sich beispielsweiseder Overhead bei der Task-Kommunikationreduzieren lässt, wird Willi Flühmann vonNoser Engineering im letzten Themenblockin seinem Referat «Fünf Praxis-Tipps für er-folgreiches Multitasking in Ihrer Applika-tion» verraten.

Stream 4 – Software und EntwicklungstoolsMit den Herausforderungen, denen sichHardware- und/oder Software-Entwickler zustellen haben, befasst sich Simon Zublervon der FlowCAD AG im ersten Block underklärt, wie sich diese mit aktuellen Design-tools lösen lassen. «Modernes GUI-Designmit Qt5» erläutert Jürgen Messerer von derbbv Software Services AG im Mittelteil die-ses vierten Streams. Anhand eines realenProjekts und mit Beispielen wird er zeigen,wie eine GUI mit QML entworfen und um-gesetzt wird.Mit aktuellen Multi Threding-Konzepten be-fasst sich Franco Chiappori von der bbvSoftware Services AG. Dabei wird er aufzei-gen, was hinter diesen Konzepten steckt,was deren Nutzen ist und anhand konkreterBeispiele in C/C++ mögliche Einsatzorte fürdiese aufzeigen. (bac)

Die Embedded Computing Conference gliedert sichin die vier Themenschwerpunkte «Hardware/Kom-munikation» (Stream 1), «Hardware/FPGA» (Stream2), «OS/Applikation/System Design» (Stream 3) und«Software und Entwicklungstools» (Stream 4). Je-der Stream ist in drei Blöcke zu je 90 Minuten Dauerunterteilt, in dem jeweils drei Redner ein Themadarstellen werden. So haben die Konferenzteilneh-mer die Möglichkeit, zwischen den einzelnenStreams zu wechseln. In den Pausen zwischen dendrei Blöcken besteht die Möglichkeit, die Fachaus-stellung zu besuchen, zu der sich knapp 30 Firmenund Hochschulen angemeldet haben.

Termin: 27. August 2013Zeit: 8.30 bis 18 UhrOrt: ZHAW WinterthurAdresse: School of Management an Law St. Georgen Platz 2, 8401 WinterthurInternet: www.embeddedcomputingconference.ch

6. Embedded Computing Conference

sind wir stabil oder wachsend, andere sindrückläufig oder befinden sich im freien Fall»,sagt er. Ein Beispiel für einen Markt, in demes für die Innerschweizer nicht mehr so gutläuft, sind die Halbleiter-Bestückungsauto-maten. Kompensieren lassen sich solcheNegativentwicklungen mit dem Auswei-

chen in andere Ni-schen.Ein umsatzträchti-ger Markt ist bei-spielsweise die

Medizintechnik. In diesem ist das Unterneh-men breit aufgestellt und generiert hier mitknapp 100 Millionen Schweizer Franken imJahr fast die Hälfte seines Umsatzes. Ne-ben der Laborautomation kommen die Lö-

müssen unsere Präzisionsantriebe höchstenAnsprüchen genügen», versucht der Strate-ge den knallharten Wettbewerb erst garnicht zu beschönigen. Entscheidend sei da-her eine Differenzierung des Portfolios nachLösungen für einfache und hohe, an-spruchsvolle Anforderungen. Das setze al-lerdings ein flexib-les Agieren voraus,das sich wie ein ro-ter Faden durch al-le Abläufe des Un-ternehmens ziehen müsse. BestehendeProzesse würden dabei permanent hinter-fragt, die Organisation ständig angepasst.Dies gelte selbst für die Entwicklung oderErschliessung von Märkten. «In manchen

«Auch wir müssen um Aufträge kämpfen»,verriet CEO Eugen Elmiger anlässlich derBilanzmedienkonferenz am Unternehmens-sitz in Sachseln. Und dieser Kampf geheoftmals über den Preis. «Das, was wir hierproduzieren, darf nicht teuer sein. Trotzdem

Differenzierung als ErfolgsrezeptWie behaupten sich global aufgestellte Unternehmen in einem zunehmend schwieriger

werdenden Umfeld? Die Maxon Motor AG begegnet dieser Herausforderung mit einer

hohen Innovationsrate, stetiger Optimierung bestehender Prozesse, einem weltweiten

Service und der Erschliessung neuer Märkte.

MAXON MOTOR STELLT SICH GLOBALEM WETTBEWERB MIT FLEXIBILITÄT UND STÄNDIGEM HINTERFRAGEN DER PROZESSE

INFOSMaxon Motor AG

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AUTORMarkus Back

Redaktion Megalink

Flexibilität ist für CEO Eugen Elmiger ein Grundstein fürerfolgreiches Unternehmertum. Bild Maxon Motor

Wer Trends erkennt und reagiert, hatweiterhin seine Daseinsberechtigung

14 megalink 8.13 U N TE R N E H M E N S F Ü H R U N G U N D S TR A TE G I E N

sungen unter anderem in Pumpen, der Pro-thetik und in Operationsrobotern zum Ein-satz. Diese Vielseitigkeit schafft zwar unter-nehmerische Sicherheit, fordert aber auchdie Entwicklungsabteilung. «Es braucht zuden Motoren meist spezielle Getriebe undSensoren. Jeder Markt hat wieder seine ei-genen Anforderungen», weiss Eugen Elmi-ger. Eine andere Nische, die im Vergleichzur Medizintechnik umsatzmässig diese Be-zeichnung wirklich verdient, ist der Rad-sport. In diesen High-End-Consumer-Marktlieferte Maxon Motor bereitsmehrere zehntausend elektro-nische Umwerfer und bestä-tigt damit, dass wer Trendserkennt und flexibel auf diesereagiert, weiterhin seine Da-seinsberechtigung hat.

Innovation schafft InnovationFlexible Prozesse und flexib-les Agieren sind aber nur einTeil des Erfolgs. Ein andererist stetige Innovation. Diesebrachte unter anderem dasim Herbst 2012 vorgestellteDCX-Antriebssystem hervor.Bei diesem bestimmt der An-wender am PC alle relevantenParameter seines Antriebsund erhält sein Unikat bereitsnach elf Tagen geliefert. Esist dabei vor allem die Vielzahlder Möglichkeiten, die EugenElmiger schwärmen lässt.«Von der Farbe und Längedes Anschlusskabels über dieWahl der Bürsten und desGebersystems bis hin zur Ge-triebeuntersetzung und demDesign des Flansches kannhier wirklich alles online konfi-guriert werden», wirbt derCEO für dieses neuartige Sys-tem.Dass Innovation, weitere In-novation hervorruft, sofernman dem Anwender auf-merksam zuhört, zeigt sicham Beispiel der EC4-Platt-form. Der leistungsstarke 4-mm-Motor mit speziellemauf Keramiktechnologie ba-sierendem Getriebe ist ei-gentlich für mobile Geräteoder den Einsatz als Mikro-pumpe gedacht. «Doch esgibt bereits Kunden, die die-sen implantieren wollen»,sagt der CEO und ergänzt:«Das ist eine grosse Heraus-forderung. Aber wir werdenes schaffen.» ■

Am Hauptsitz in Sachseln OW beschäftigt Maxon Motor knapp 1200 Mitarbeiter undbelegt mit seiner Entwicklung, Produktion, Vertrieb und Marketing eine Fläche vonknapp 12 300 Quadratmetern. In Deutschland sind es mittlerweile mehr als 350 Mitar-beitende, die auf einer Produktionsfläche von 4750 Quadratmetern vor allem Spezial-getriebe entwickeln und fertigen. Zusätzlich beschäftigt man sich dort mit Implanta-ten für die Dentaltechnik, Keramiken und der Metal Injection Molding-Technologie.In Ungarn kamen kürzlich zu den 2400 Quadratmetern Produktionsfläche weitere4000 aus einer Konkursübernahme hinzu, die für den Ausbau der Baugruppenferti-gung genutzt werden sollen. In Korea produzieren die Schweizer seit Jahresbeginnden ECI 40, der mit seinem Durchmesser 40 mm, Längen von 40 bis 60 mm und einerLeistung von 70 W speziell für die Robotik gedacht ist. Die Weiterentwicklung des ei-senbehafteten Motors soll zukünftig dort weiter vorangetrieben werden.

Maxon Motor AG

U N TE R N E H M E N S F Ü H R U N G U N D S TR A TE G I E N 8.13 megalink 15

Die Zeiten ändern sich.CleverLevel LBFS/ LFFS Switch – Die wirklich clevere Alternative zur Schwinggabel.

Fehlerhafte Messungen durch anhaftende Medien an der Schwinggabel gehören der Vergangenheit an. Wir haben weitergedacht: Sichere Überwachung des

Füllstands dank der neuen Baumer CleverLevel Serie. Zuverlässige Unterscheidung von elektrostatischen,

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Die Natur ist Klaus Endress ein guter Ratgeber.Das zeigt sich immer wieder im Gespräch mitdem CEO des Schweizer Familienunternehmens,an dessen Spitze ab 2014 erstmals kein Endressstehen wird.

18 megalink 8.13 I N TE R V I E W

Seien es Mitarbeiter oder Aussenstehen-de, von denen Angehörige oder Freundebei Endress+Hauser arbeiten, nie hörtman ein Wort der Kritik, alle sind immervoll des Lobes über Ihr Unternehmen.Was ist das Geheimnis für dieses aus-schliesslich gute Echo?Wahrscheinlich haben Sie nur die Fal-schen gefragt! (lacht) Aber Spass bei-seite. Unser Unternehmen wächstund gedeiht und wir sind gut profita-bel – und das sieht man auch nach

aussen. Ich kennegenügend ande-re erfolgreicheUnternehmen,bei denen sieht

man das nicht,weil das Geldauf dem Kon-

to liegt undnicht in die Mitar-

beiter investiertwird. Wir bieten

schöne Arbeitsplätze,fördern die Aus- undWeiterbildung und las-

sen unsere Mitarbeiteram Unternehmens-

erfolg teilhaben.Nicht nur mir,sondern schonmeinem Vaterwar es wich-tig, dass esallen gutgeht: denKunden, denMitarbeiternund denSharehol-dern.

8.13 megalink 1

Stichwort Aus- und Weiterbildung. Ein gewisserProzentsatz des Umsatzes fliesst direkt in diese.Das ist ja eher ungewöhnlich …Wir wenden jedes Jahr mindestens fünfProzent der Personalkosten für Aus- undWeiterbildung auf. Das hat mit den Ursprün-gen unseres Unternehmens zu tun. Alsmein Vater vor 60 Jahren im von der Textil-industrie geprägten Wiesental begann, wares so, dass er die benötigten Mitarbeiterheranbilden musste, weil es hier keine Elek-trotechniker und Feinmechaniker gab. Die-ses Prinzip haben wir über die Jahrzehntebeibehalten. Alleine am Standort in Maul-burg bilden wir heute 120 junge Menschenaus. Dazu kommt die Weiterbildung, da wirdie Mitarbeiter von den Fachhochschulenoder Universitäten nicht so bekommen, wie

wir sie benötigen. Ebenso wichtig ist es, dieMitarbeiter erwerbsfähig zu halten – von ih-rem Wissen, ihren Fertigkeiten und ihrerGesundheit her.

Wie machen Sie das? Schicken Sie diesebeispielsweise ins Fitnessstudio aufs Laufband?Das würde nicht funktionieren, da wir ja nie-manden zu einer gesunden Lebensweisezwingen können. Allerdings können wir die-se fördern, etwa durch Betriebssport undandere Angebote zum Ausgleich. Die Initia-tive muss allerdings vom Mitarbeiter auskommen. Das Einzige, was bei uns Pflichtist, ist der jährliche Gesundheitscheck fürunsere Führungskräfte über 50 Jahre.

Und der läuft dann nach dem Mottodie Guten ins Töpfchen und die Schlechtenins Kröpfchen …Das haben am Anfang einige befürchtet!Aber darum geht es gar nicht, und davon

abgesehen darf der Arzt wegen der Schwei-gepflicht ohnehin nichts verraten. Ich weissselbst, dass ab einer bestimmten Positionoder Verantwortung die mentale und kör-perliche Belastung enorm zunimmt, Arztbe-suche aus zeitlichen Gründen aber gerneaufgeschoben werden. Deshalb kommeneinmal im Jahr alle Führungsmitarbeiter ab50 Jahren weltweit für zweieinhalb Tage füreine gründliche ärztliche Untersuchung undGesundheitsberatung in den Schwarzwald.

Sie selbst halten sich erwerbsfähig, indem Siefrühmorgens aufs Fahrrad sitzen und durch dieNatur radeln. Woran denken Sie bei diesenmorgendlichen Ausfahrten?An sehr vieles. Vor allem nutze ich aberdiese Zeit, um mich von der Natur inspirie-

ren zu lassen. Nehmen Sie nur einmal ihreVielfalt! In der Natur herrscht keine Einfalt– und die sollte es auch nicht in einem Un-ternehmen geben. Mein Vater begann mitder kapazitiven Messtechnik. Mit dieserlassen sich aber nicht alle Füllstände mes-sen, und so kamen im Laufe der Jahre Ult-raschall, Mikrowelle und viele weitereMessverfahren hinzu. Mittlerweile bietenwir allein für die Füllstandmessung zehnPrinzipien an, dazu kommen fünf zum Mes-sen von Durchflüssen. Ausserdem habenwir Druckmesstechnik, Temperaturmess-technik und Analyse im Angebot. Vielfaltherrscht ebenfalls bei den Branchen, diewir adressieren, und in unseren Tochterge-sellschaften und Vertretungen weltweit.Wenn ich durch die Natur radle, denke ichoftmals, dass ein gutes Unternehmen wieein Baum sein muss. Dieser kennt auchkeinen Wettbewerb …

… weil dieser eingehen würde, wenn dieWurzeln plötzlich sagten, sie transportierenkein Wasser mehr!Ja, genau. Die Natur differenziert nach aus-sen, nicht nach innen. Beim Baum legt sichkein Blatt über das andere, und alle Teilewissen ständig, was zum Wohle des gros-sen Ganzen zu tun ist. Nun gibt es aberMenschen, die der Ansicht sind, dass einwenig Wettbewerb überhaupt nicht schade,sondern ansporne. Innerhalb eines Unter-nehmens ist dieser aber schädlich, da esimmer einen Gewinner und einen Verlierergeben wird. Der Unterlegene wird seineNiederlage nicht vergessen und dem ande-ren bei nächstbester Gelegenheit dafür dieRechnung präsentieren. So etwas kannnicht gut sein.

«Ein gutes Unternehmen ist wie ein Baum»

Klaus Endress (64) studierte zunächst für ein Jahran der ETH Zürich Elektrotechnik, bevor er 1977 ander TU Berlin sein Diplom in Wirtschaftsingenieur-wesen ablegte. Nach knapp zweijähriger Tätigkeitfür die Gulf + Western Manufacturing Company inDavenport USA folgte im Dezember 1979 der Ein-stieg bei der US-amerikanischen Tochter von En-dress+Hauser in Greenwood/Indiana. Zwischen1980 und 1992 bekleidete der zweitälteste Sohn desFirmengründers verschiedene Positionen bei En-dress+Hauser im deutschen Maulburg und wech-selte von dort in die Holding mit Sitz im schweizeri-schen Reinach. Im Januar 1995 übernahm der ver-heiratete Familienvater als CEO die operative Lei-tung der Firmengruppe. Seine Hobbys sind die Fa-milie, die Natur im Allgemeinen sowie Hunde undPferde im Besonderen.

Klaus Endress

CH-5405 Baden-Dättwil

Tel. 056 483 34 44

[email protected], www.mpi.ch

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Nun geht es bei Endress+Hauser seit Jahrzehn-ten bis auf zwei Unterbrechungen nur nachoben. Bei einer solchen Ausgangslage gibtes doch gar keinen Anlass für interne Reibe-reien …Selbst wenn es einmal nicht so läuft, gibtes diese bei uns nicht. Das erlebte ich wäh-rend der Krise 2009, als die Mitarbeiter un-serer amerikanischen Tochtergesellschaftvon sich aus anboten, auf zehn Prozent ih-res Gehaltes zu verzichten. Das beeindruck-te mich tief, als ich sah, zu wel-chen Opfern unsere Mitarbeiterfür das Unternehmen bereit sind.Diese Solidarität haben wir unsaber zuerst verdienen müssen,indem wir unseren Mitarbeitern zeigten,dass wir ebenfalls alles tun, um niemandenentlassen zu müssen.

Unterhält man sich mit Ihren Mitarbeitern,blicken alle gespannt auf 2014. Nicht aber etwawegen der weiteren wirtschaftlichen Entwick-lung, sondern vielmehr wegen des Wechsels ander Unternehmensspitze. Was wird denn zuerwarten sein?Ich bin davon überzeugt, dass Matthias Al-tendorf der ideale Nachfolger für mich ist.Wenn ich abtrete, sind die meisten Mitglie-der unseres Executive Board zwischen 45und 50 Jahren alt. Alle kommen hervorra-gend miteinander aus. Von daher sind diebesten Voraussetzungen gegeben, um esnoch besser machen zu können als bisher.Wenn das so eintrifft, ist das für mich übri-gens kein Grund, neidisch zu sein. Vielmehrwerde ich mich darüber freuen, weil esmeine Entscheidung bestätigt und ich esgeschafft habe, das Unternehmen in guteHände weiterzugeben.

Sie haben bewusst einen deutlich jüngerenNachfolger gewählt, damit dieser ausreichendZeit hat, das Unternehmen zu prägen undweiterzuentwickeln …Gute Chefs müssen lange bleiben. Wennes, wie in börsenkotierten Unternehmenoftmals üblich, alle paar Jahre einen Wech-sel gibt, schadet das, weil sich dieMitarbeiter permanent neu ausrich-ten müssen. Deshalb setzen wirmit Matthias Altendorf jemandenan die Spitze, der mindestensnoch 15 Jahre im Berufslebensteht.

Eine Familiencharta regelt dieweitere Zukunft von En-dress+Hauser. Inwieweitwurde die dritteGeneration beidieser Nachfolge-regelunggehört?

Gar nicht, weil das keinen Sinn machenwürde! Selbst ich, der tief im Geschäftsteckt, benötigte lange, um einen Nachfol-ger zu finden. Wie sollen dann Aussenste-hende beurteilen, ob jemand der Richtigeist? Es gab den Vorschlag, einen Amerika-ner oder Inder einzusetzen, da wir interna-tional ausgerichtet seien und andere esebenso machten. Allerdings sind wir einSchweizer Unternehmen und reden amliebsten Deutsch! Mit einem Amerikaner

oder Inder an der Spitze ginge das nicht, damüssten wir Englisch sprechen. Aber dieSprache, in der wir wortgewaltig und präzi-se sind, ist nun mal die eigene. Und dazumuss man stehen. Alles andere wäre einfauler Kompromiss.

Wenn man bei Ihrer Nachfolgeregelung dasHaar in der Suppe suchen wollte, könnte maneinwenden, dass Matthias Altendorf als Eigen-gewächs betriebsblind sei. Wie lässt sich dieseBetriebsblindheit verhindern und der objektiveBlick wahren?Der Blick ist immer subjektiv. Das zeigtsich, wenn zwei Leute den gleichen Unfallbeschreiben – das hört sich vollkommenverschieden an. Ich kenne natürlich dieseRedewendung mit der Betriebsblindheit.

Daher müsste ich, der mittlerweile 34 Jahremit dabei ist, derjenige mit der grössten Be-triebsblindheit sein. Das ist aber nicht derFall, das versichere ich Ihnen. Es beklagensich einige bei Endress+Hauser über meinekonstruktive Unzufriedenheit.

Wie erlangen Sie diese?Wie schon erwähnt beispielsweise in derNatur. Was macht sie? Wie können wir et-was besser machen? Was machen wir

nicht gut? Solche Fragen gehenmir ständig durch den Kopf. Dazukommt meine Tätigkeit im Wirt-schaftsverband Industrieller Un-ternehmen Baden, bei der für

mich vor allem der Erfahrungsaustauschdas Wertvollste ist. Dann rede ich natürlichmit vielen Menschen, sehe mir Dinge an,nehme Impulse auf und mit. Sicher sind wirals Unternehmen gut, aber das erlaubt esuns nicht, sich auf den Lorbeeren auszuru-hen oder womöglich arrogant zu werden.Selbst Gutes kann man immer noch bessermachen! Mir fällt sehr viel ein, was wirnoch besser machen könnten.

Was zum Beispiel?Spontan denke ich da an die Markteinfüh-rung neuer Produkte. Wann ist dafür derbeste Termin? Darüber unterhielt ich micherst kürzlich mit dem Inhaber eines typi-schen KMU und musste mir hinterher ein-gestehen, dass wir in diesem Bereich nocheiniges besser machen können.

Während der Bilanzmedienkonferenz kürzlichnannten Sie die demografische Entwicklung alseinen Megatrend. Wie meinten Sie das?Die Weltbevölkerung wächst und wird immerälter. Dazu brauchen wir mehr von allem – Le-bensmittel, Wasser, Energie, Medizin … Alldas liefern Industrien, die zu unseren strate-gisch wichtigen Branchen gehören. Für unsgeht es nun darum, diesen Industrien zu hel-fen, damit sie ihre Produkte effizienter her-

stellen können, im Sinne von weni-ger Zeit, geringeren

Kosten,

«Gute Chefs müssen lange bleiben»

I N TE R V I E W 8.13 megalink 21

höherer Qualität und so weiter. Denn jeder,der Prozesse optimieren will, muss erst ein-mal die wichtigen Grössen messen. Von da-her mache ich mir auch keine Sorgen umden Fortbestand von Endress+Hauser.Selbst in 100 Jahren werden wir hier nochgut bezahlte Arbeit haben, wenn wir es ver-stehen, die Bedürfnisse unserer Kunden zuerkennen und diese mit den entsprechen-den Lösungen zu versorgen.

Ein anderer Aspekt der demografischen Ent-wicklung ist, dass hier in der Region qualifizier-te Arbeitskräfte knapp werden. Haben Sie nichtdie Sorge, dass eines Tages Ihre Ausbildungs-plätze unbesetzt bleiben könnten?Als guter Ausbildungsbetrieb wird man im-mer gute Menschen finden, die ausgebildetwerden wollen! Das istzwar mit Aufwand verbun-den, doch dieser lohnt sich.Wenn man drei oder vierJahre lang einen jungenMenschen begleitet, kannman diesen prägen und for-men und ihn so ausbilden,wie man ihn benötigt. Und da wir diesenMenschen später übernehmen wollen, ge-hen wir keine Risiken ein, da wir ihn nacheiner solch langen Zeit bereits gut kennen.Wenn sie jemanden über die Zeitung su-

chen müssen, ist das ein enormer Auf-wand. Und am Ende wissen sie erst nicht, obes gut geht! Von daher ist es günstiger undbesser, selbst auszubilden.

Der Schweizer Gewerkschaftsbund machtsich für einen Mindestlohn stark, die Jung-sozialisten haben die 1:12-Initiative für gerechteLöhne auf ihrer Agenda. Wie sind solcheBemühungen vor dem Hintergrund einer sichverknappenden Ressource «Arbeitskraft» zubewerten?Ich habe Verständnis für die Forderung derJungsozialisten, wobei ich bezweifle, ob siesich der Tragweite ihrer Forderung bewusstsind! Nehmen wir ein Unternehmen, indem der niedrigste Lohn bei 50 000 Frankenim Jahr liegt. Das heisst, das höchste Ge-

halt darf maximal 600 000 Franken betra-gen. Für dieses Geld bekommen sie in Un-ternehmen mit einer gewissen Grössebestimmte Positionen einfach nicht mehrbesetzt.

Demnach wäre das ein Nachteil fürdie Wettbewerbsfähigkeit …Das glaube ich nicht einmal. Vielmehr wer-den die 50 000-Franken-Jobs wegfallen.

Also wird rationalisiert?Darauf läuft es hinaus, denn auch wenn esbrutal klingt, auf die ganz oben kann mannicht verzichten! Chefs sind nämlich keinLuxus, den man sich leisten kann oder soll,sondern Leute, die es für das Vorankom-men eines Unternehmens braucht. Undweil diese eine enorme Verantwortung tra-gen, muss ich ihnen einen guten Preis be-zahlen können. Geht das nicht, weil es eineBegrenzung gibt, sieht man zu, dass mandie am unteren Limit durch Outsourcenoder Automation beseitigen kann. Also be-

wirkt die 1:12-Initiative ge-nau das Gegenteil von dem,was erreicht werden soll.Die weniger gut Ausgebilde-ten bekommen kein höheresGehalt, sondern verlieren ih-re Arbeit.

Das kann es aber nicht sein …Doch genau das wird passieren. Wenigergut Ausgebildete, Langzeitarbeitslose oderMenschen mit Migrationshintergrund wer-den sich noch schwerer tun, überhaupt ei-

«Wir werden noch in 100 Jahrengut bezahlte Arbeit haben»


nen Job zu finden. Denn eines ist klar, die,die Hervorragendes leisten, werden immerdas bekommen, was sie fordern. Und damitsind gar nicht die sogenannten «Abzocker»gemeint – diese Grössenordnungen sindnicht unsere Welt. Von daher wäre für micheine Forderung von 1:30 nachvollziehbar.Bei einem unteren Limit von 50 000 Fran-ken, um einfach rechnen zu können, sind1,5 Millionen Franken zwar ein HaufenGeld, aber keine Abzocke.

Sie wissen selbst, was grosse Verantwortungbedeutet. Ist diese ab und zu belastend oderschläft man wegen dieser gelegentlichschlechter?

In meiner Position steht man bei wichtigenEntscheidungen manchmal sehr alleine da.Wenn etwas schief geht, bin ausschliess-lich ich dafür verantwortlich und kann dieSchuld nicht einfach auf jemand anderenschieben. Deswegen nehme ich ja so gerneMass an der Natur und schaue, wie sie esmacht. Denn die hat seit 3,5 Milliarden Jah-ren alles richtig gemacht, sonst wäre sieheute nicht so, wie sie ist. Und darausschöpfe ich meine Sicherheit. Trotzdem ha-be ich manchmal eine schlaflose Nacht.

Zum Jahresende ziehen Sie sich aus demoperativen Geschäft zurück und wechseln inden Verwaltungsrat. Wie werden Sie dieFreiräume nutzen, die sich dann hoffentlichergeben werden?Also meine Assistentin sagte mir, mein Ter-minkalender sehe bislang nicht so leer aus.Ich bleibe weiterhin Präsident des Wirt-schaftsverbands, dann bin ich Stiftungsrats-präsident des Business Parks in Reinach,ausserdem gehöre ich dem Basler Uni-Ratan und bin seit 20 Jahren politisch aktiv.Schön wäre es sicherlich, wenn ich für mei-ne Familie etwas mehr Zeit finden würde. Esgibt einige Ziele, die ich gerne mit meinerFrau privat bereisen würde, ausserdem wür-de ich gerne häufiger reiten gehen. Das istfür mich absolut grossartig, wenn es mitdem Hund an der Seite durch die Natur geht.

Erlauben Sie mir noch eines zum Schluss. EinKlaus Endress ohne Fliege ist überhaupt nichtvorstellbar. Wie ist diese zu Ihrem Markenzei-chen geworden?Wissen Sie, jeder hat irgendwelche Eigen-schaften, die seinen Charakter und seinePersönlichkeit ausmachen. Die Glatze oder

meine Uhren sind ebenfalls ein Markenzei-chen von mir, deshalb wäre ich beleidigt,wenn Sie mich jetzt ausschliesslich auf mei-ne Fliege reduzierten …

Das tue ich bestimmt nicht, aber wenn Sieplötzlich mit einer Krawatte kämen, würde dasjedem sofort auffallen. Deshalb würde ich dieFliege schon als Ihr Markenzeichen bezeich-nen …

Das lasse ich gelten. Mein Vater trug immereine Fliege, bis er eines Tages in eine Ar-beitsgruppe des ehemaligen Technologie-ministers Heinz Riesenhuber, der als «Mis-ter Fliege» bekannt war, berufen wurde.Weil mein Vater glaubte, es könne der Ein-druck entstehen, er wolle mit Heinz Riesen-huber in Konkurrenz treten, trug er von daan Krawatten. Das war für mich der Zeit-punkt, die Krawatte abzulegen und zur Flie-ge zu greifen. ■

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AUTORMarkus Back (Text)Redaktion Megalink

Susanne Seiler,freie Fotografin (Fotos)

Die Schweizer Familiengesellschaft mit Sitz in Rei-nach BL existiert seit 1953 und setzte 2012 mit mehrals 10 000 Mitarbeitern rund 1,7 Milliarden Euro um.Die Gruppe besteht aus über 100 Gesellschaften in44 Ländern und produziert in der Schweiz, Deutsch-land, Frankreich, Grossbritannien, Italien, China, Ja-pan, Indien, Tschechien, Südafrika, Brasilien undden USA. Die Tätigkeitsgebiete umfassen unter an-derem Sensoren, Geräte, Systeme und Dienstleis-tungen für die Füllstand-, Durchfluss-, Druck- undTemperaturmessung sowie die Analyse. Zu denZielmärkten gehören Chemie/Petrochemie, Nah-rungs- und Genussmittel, Wasser/Abwasser, LifeSciences, Öl und Gas, Energie und Kraftwerke, er-neuerbare Energien, Grundstoffe und Metall, Papierund Zellstoff sowie Schiffsbau.

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«Geht etwas schief,bin ich ganz allein verantwortlich»

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RFID steht die Kosteneinsparung, die Pro-duktivitätsverbesserung und die Verkürzungder Durchlaufzeiten im Mittelpunkt. Oftrechnet sich die Investition in RFID sehrschnell, wie beispielsweise bei der automa-tisierten Variantenfertigung.Pepperl+Fuchs macht die RFID-Anwendungmit der Ident-Control-Lösung im Gesamt-konzept einfach. Diese bedient nicht nur allegängigen RFID-Frequenzbereiche wie LF, HF,UHF und Mikrowelle, sondern vernetzt mitgleich strukturierter Befehlssyntax alle welt-weit eingesetzten Schnittstellen wie Profi-net, Profibus, diverse Ethernet-Protokolle,CC-Link und viele weitere Anbindungen.

Erweiterung der FrequenzbereicheUHF eröffnet zahlreiche Möglichkeiten,weshalb Pepperl+Fuchs dieses Arbeitsfeldum den kompakten Lesekopf F190 (siehe

druckte Elektronik zur Herstellung des ulti-mativ günstigen Transponders für jede Ver-packung schafft Raum für Visionen.

RFID im industriellen UmfeldViele industrielle Anwendungen bedingeneine Identifikationstechnik mit Kamerasyste-men, Barcodes, Data-Matrix-Codes oderRFID. Was die beste Lösung ist, hängt ein-zig von den Anforderungen in der Applika-tion ab. Pepperl+Fuchs bietet die ganzeBandbreite dieser Technologien und damitjeweils die optimale Lösung. Sollen Datengeschrieben werden, ist RFID meist die ge-eignetste Lösung. RFID wird zum Beispielin der Industrie eingesetzt, um Fertigungs-prozesse effizient und transparent zu steu-ern, um die Rückverfolgbarkeit zu sichernoder die Warenlogistik zu optimieren. Beider Frage nach dem Business Case von

ie RFID-Technologie hielt schon vorJahrzehnten in der industriellen Ferti-

gung Einzug. Heute sind diese kleinen Hel-fer kaum mehr aus ihr wegzudenken. Dabeierschliessen insbesondere UHF-Systeme,die eine hohe Reichweite und Datenrate so-wie Multitag-Fähigkeit besitzen, immer wei-tere Einsatzgebiete in Industrie und Handel.Zudem dient RFID unter dem Schlagwort«Internet der Dinge» als Technologie zurMaterialisierung des Internets. Auch die ge-

D

RFID-Identifikation im MeterbereichDie RFID-Technologie ist intelligent, spart Kosten und steuert und vereinfacht Prozess-

abläufe erheblich. Das modulare Ident-Control-System von Pepperl+Fuchs sorgt dafür,

dass sie sich äusserst vielseitig in den verschiedensten Branchen einsetzen lässt.

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Bild 1: Der UHF-Schreib/-Lesekopf F190 bietet grösste Flexibilität bei einfachem Handling und überzeugt mit leistungsstarken Features und Multitag-Lesefunktion. Bilder: Pepperl+Fuchs

24 megalink 8.13 TI TE L S TO R Y

Infokasten) erweitert hat. Dieser bietet un-ter anderem eine grosse Reichweite sowieMultitag-Leseeigenschaften und ist kom-pakt in ein Metallgehäuse nach SchutzartIP67 verpackt.UHF löst vor allem Applikationen in der Lo-gistik und in der Textilindustrie sehr wirt-schaftlich und hat sich dort bereits fest eta-bliert. Weitere industrielle Anwendungendürften sich schon in absehbarer Zeit durch-setzen. Wenn jedoch kleine und robusteTransponder gefragt sind, die auch in Metallbündig eingebaut werden können, werdenweiterhin LF- und HF-Systeme ihre Berechti-gung haben. UHF ist daher nicht als ablö-sende oder folgende Technologie zu sehen,sondern vielmehr als sinnvolle Ergänzung.

RFID als Basis für das Internet der DingeUnter dem Internet der Dinge wird die Ver-knüpfung eindeutig identifizierbarer Gegen-stände durch eine Internet-ähnliche Strukturverstanden. RFID wird dafür als geeigneteTechnologie angesehen, da im Transponderauch Daten modifiziert werden können.Dies ist wichtig, um Informationen über dieTeilnehmer weitergeben und Entscheidun-gen dezentral fällen zu können. Systemewerden so flexibler und können nach vorge-gebenen Bedingungen selbstständig zur in-telligenten Lösung finden, ohne alles zentralüber eine Steuerung und Datenbank zu schi-cken, die oft den Flaschenhals des Systemsdarstellt. Übergeordnete Systeme sind sozeitunkritisch entkoppelt und dienen eherzur Diagnose, der visuellen Darstellung derProzesse und den zeitunkritischen generel-len Steuerungsmöglichkeiten.In der heutigen Praxis werden RFID-Daten-träger im Fertigungsprozess mit Qualitäts-daten beschrieben und zur Rückverfolgbar-keit genutzt. Ausserdem können dieseDaten zur Gestaltung der Folgeprozesse ge-nutzt werden. Diese Verkettung ist zumin-

dest ein erster kleiner Schritt hin zum Inter-net der Dinge.

RFID und gedruckte ElektronikDie «gedruckte Elektronik» wird als revolu-tionierende Technologie angesehen. Zwei-fellos wurde bei der Forschung zu den Funk-tionsmaterialien viel erreicht. Heute schonwerden OLED in Drucktechnologie produ-ziert. Ein Transponder ist aber komplexeraufgebaut und es wurden nur Prototypenunter Reinraumbedingungen produziert, dieeinen geringen Speicherinhalt hatten. Dieverwendeten Grundstoffe sind teuer unddie Lebensdauer ist begrenzt. Auch sind die-se Transponder empfindlich gegenüber Um-welteinflüssen, sodass ein praxisgerechterEinsatz noch weit entfernt scheint. Dennochbeteiligt sich Pepperl+Fuchs im Rahmendes Polytos-Projektes, dem weitere namhaf-te Unternehmen angehören, mit der Ent-wicklung einer neuen Leseeinheit für dieseTechnologie. ■

Die Reichweite des F190 lässt sich durch die Ausle-gung der Antenne und über die abgestrahlte Leis-tung variieren. Er ist für die Fertigungstechnik undIntralogistik optimiert und bietet trotz seiner kom-pakten Einbaumasse eine Lesereichweite von 1,5Metern. Neben seinem grossen, einstellbaren Lese-bereich erlaubt er Multitag-Leseeigenschaften, löstIdentifikationsaufgaben mit grossen Toleranzen derTag-Position und bietet selektive Leseoptionen. SeinMetallunterteil mit vergossener Elektronik machtihn extrem robust. Der F190 ist in IP67 ausgeführtund wird über einen M12-Stecker ans Ident-Con-trol-System angeschlossen, wodurch er alle gängi-gen Feldbus-Schnittstellen und gleichzeitig LF- undHF-Reader bedienen kann. Seine Inbetriebnahmeist über die kostenfreie RFID-Control-Software oderverfügbare Funktionsblöcke für die SPS-Anbindungmöglich. Diese wird zudem durch mehrfarbige undredundant ausgeführte LED-Anzeigen, die Informa-tionen zum Gerätestatus geben, unterstützt.

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Bild 2: Das flexible und modulare Ident-Control-System von Pepperl+Fuchs ist einfach zu bedienen und dennoch enorm flexibel.

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Standard-Peripherien für sequenzielle Mes-sungen. Mit dieser Option kann im DeepSleep Mode (Energy Micro EM2-Status) bei-nahe jede Aufgabe, die sonst Analog-Kompa-ratoren, DAC oder Zähler erledigen, automati-siert und abgearbeitet werden. Ein Wake Uperfolgt nur dann, wenn sich der Sensorwertverändert und einen bestimmten Triggerlevelerreicht oder aus irgendeinem Grund eineNeukalibration ansteht. Das Lesense-Interfaceunterstützt die verschiedensten Sensoren wiezum Beispiel induktive- (LC), kapazitive- undnormale analoge Sensoren.

Lesense-Peripherie detektiertFrequenzveränderungDie Analogkomparatoren des EFM32 erfas-sen mit einem RC-Oszillator die Werte der

mode aufgeweckt werden. Zwar stellt sichder Mikrocontroller wieder ab, sollte dieTaste nicht gedrückt sein. Allerdings beein-trächtigt dieses permanente Ein- und Aus-schalten die Batterielebensdauer. EinenAnsatz, diese zu erhöhen, bietet das Peri-pherieelement Lesense (Bild 1 ), das einigeFamilienmitglieder der EFM32-Reihe vonEnergy Micro bereitstellen. Lesense eignetsich insbesondere für das Detektieren eineskapazitiven Touchfeldes, bei dessen Betäti-gung der Mikrocontroller aufgeweckt wer-den kann, ohne den Energieverbrauch unnö-tig zu strapazieren.

Triggerlevel bestimmt Wake UpDie Statemachine «Low Energy Sensor Inter-face» (Lesense) nutzt verschiedene On-Chip-

amit batteriebetriebene Anwendungenmöglichst energieeffizient arbeiten,

sind die Geräte in aller Regel abgeschaltetund der Mikrocontroller ist in einen Ruhezu-stand versetzt. Damit dieser allerdings denSchaltzustand einer Taste erkennen kann,muss dieser in vielen Fällen aus dem Sleep-

D

Schaltzustand verbrauchsarm detektiertDas Aufwecken eines Mikrocontrollers aus dem Sleepmode und das Zurückversetzen in

diesen ist sehr energieintensiv. Mit der EFM32-Familie von Energy Micro lässt sich der

Schaltzustand einer Taste ohne CPU-Nutzung abfragen und so die Batterielebensdauer

massiv verlängern.

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AUTORClive Giovannini

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Bild 1: Die Lesense-Peripherie reduziert in batteriebetriebenen Applikationen den Stromverbrauch. Bilder: Glyn

26 megalink 8.13 M I K R O KO N TR O L L E R

kapazitiven Sensorpads (Bild 2). Da Wider-stand, Spannung und Reaktionsgeschwin-digkeit konstant gehalten werden, ist die er-zeugte Frequenz nur von der Kapazität desTouchpads abhängig. Sobald nun ein Benut-zer seinen Finger anlegt, wird eine paralleleKapazität erzeugt (Bild 3) und die Frequenzdes RC-Oszillators verkleinert. Die Lesense-Peripherie detektiert diese Frequenzände-rung, indem sie die Taktpulse des RC-Oszil-lators in einem fixen Zeitfenster zählt. DasErgebnis zeigt schliesslich, ob das Padberührt wurde oder nicht.

Da der analoge Komparator eine Rückkopp-lung mit einem veränderlichen Widerstandbesitzt, wird das Pad geladen und entla-den. Der Ausgang des Analogkomparatorstreibt zwei Schalter, welche die Referenz-spannung am negativen Eingang des Kom-parators verändern. Diese Rückkopplunglädt und entlädt den Kondensator (Touch-pad). Die Spannung oszilliert zwischen denbeiden Referenzspannungen Vdd_scaledals obere Schwelle und Vdd/4 als untereSchwelle. Je kleiner diese Spannungsdiffe-renz ist, desto höher ist die Frequenz.

Externe EinflüsseDa die Umgebungsvariable «Feuchtigkeit»die Referenz «Kapazität» beeinflussen kann,empfiehlt sich deren Überwachung. Damitauch sehr kurze oder flüchtige Berührungensicher erkannt werden, sollte ein Tiefpass-filter verwendet werden.Da die Berührung des Touchscreens nur zueiner kleinen Veränderung der Kapazitätführt, muss der Rauschpegel des Zähler-wertes noch kleiner sein, um diese zuver-lässig zu erkennen (Bild 4). Bei der Entwick-lung sollte zudem unbedingt darauf ge-achtet werden, dass der Rauschpegel aufdem aktuellen PCB-Design dieses Kriteriumauch mit einer Abdeckung erfüllt. Der ge-naue Zählpegel lässt sich dabei mit demDebug Mode erkennen. Alternativ könnendie aktuellen Werte des Zählers über dieserielle Schnittstelle auf einen Computerübertragen und dort analysiert werden.

Ablauf einer kapazitiven TouchsequenzDer folgende Ablauf beschreibt die Arbeits-weise des EFM32 bei der Überwachungdes Touchsensors:•Der Analogkomparator wird in den kapaziti-

ven Touchmode geschaltet und der RC-Oszillator des gewählten Kanals gestartet.

•Der Analogkomparator wird mit dem Le-sense-Zähler verbunden, der mit dem Zäh-len startet. Gleichzeitig wird der Zähler fürdas feste Zählfenster aktiviert.

•Hat der Lesense-Zähler das Zeitfenster er-füllt, wird das Zählresultat gespeichert undmit dem eingestellten Schwellwert vergli-chen.

•Bei Überschreitung des Schwellwertsdurch eine Berührung wird ein InterruptRequest erzeugt. Ansonsten schaltetLesense den Analogkomparator aus undwartet auf den nächsten Scanzyklus.

Der ganze Messzyklus, der auf mehrereTouchpads übertragbar ist, erfolgt ohneNutzung der CPU. Der Stromverbrauch beieiner Taste liegt bei circa 2,1 �A. ■

Bild 2: Schaltbild kapazitiver Sensoren mit dem EFM32.

Bild 3: Bei Berührung entsteht ein parallele Kapazität.

Bild 4: Bestimmung des Rauschpegels.

Liegen zwei leitende Flächen berührungslos neben-einander, entsteht ein elektrisches Feld, sobald aneine der beiden Flächen eine Spannung gelegt wird.Dieses resultiert aus der Differenz der elektrischenLadungen, die auf den beiden Oberflächen gespei-chert sind. Dabei definiert die Grösse der existie-renden Ladung, wie viel Strom benötigt wird, um dieSpannung zu ändern. Dieses Wirkungsprinzip wirdauch bei Touchsensoren genutzt, die es in ver-schieden Konfigurationen gibt. Diese lassen sich inzwei Arten kategorisieren:• «Mutual-Capacitance» – zwei Elektroden mit un-

terschiedlichem Spannungspotenzial.• «Self-Capacitance» – hier ist eine der beiden Elek-

troden fix auf Ground geschaltet.Die Sensoreingänge des EFM32 arbeiten nach letz-terem Prinzip. Das heisst, die absolute Kapazitätwird zu Ground gemessen.

Wirkprinzip kapazitiver Touchsensoren

M I K R O KO N TR O L L E R 8.13 megalink 27

Integrierte FPU und optimiertePeripherie-EinheitenDie FM4-Familie setzt auf eine Optimierungder CPU-Zeit. Der mit DSP- und FPU-Funk-tionen ausgestattete M4F-RISC-Prozessor-kern ist für hohe Taktfrequenzen von bis zu160 MHz ausgelegt, was bereits an sichschon einen deutlichen Geschwindigkeits-vorteil gegenüber den bisherigen FM3-Con-trollern bringt. Durch die zusätzliche Integra-tion einer Floating-Point-Unit ist es zudemmöglich, die Berechnung der Transformatio-nen mit Gleitkomma-Arithmetik, also mitnoch höherer Genauigkeit und zudemschneller auszuführen. Unter dem Strichhalbiert sich dadurch die für eine vollständi-ge Motor-Steuerung mit Drehzahl-, Positi-ons- und Drehmoment-Regelung benötigteCPU-Leistung von zirka 20 Prozent bei derFM3-Familie auf jetzt nur noch rund 10 Pro-zent. Trotz der genaueren Regelung stehtalso ein noch grösserer Anteil der Rechen-leistung für andere Aufgaben zur Verfü-

komplett für die Berechnung der Regel-werte zur Verfügung. Das ist wichtig, dennum eine möglichst grosse Energieeffizienzzu erreichen, werden heute hauptsächlichfeldorientierte Regelungen verwendet, dieauf Clark-Park-Transformationen beruhen.Diese Umrechnungen zwischen dem3-Phasen-System der Stator-Ströme unddem zweidimensionalen System des Ro-tors setzen eine hohe Rechenleistung vor-aus und beanspruchen zusammen mit derRegelschleife für die Geschwindigkeit unddas Drehmoment einen konstanten Anteilder CPU-Rechenzeit. Je leistungsfähigereine CPU ist und je schneller sie getaktetwird, desto häufiger kann diese Regel-schleife ausgeführt werden. Die Folge isteinerseits ein dynamischeres System. An-dererseits steht mehr CPU-Zeit für andereAufgaben, wie zum Beispiel die Kommuni-kation mit anderen Systemkomponentenüber einen industriellen Bus, zur Verfü-gung.

in spezieller Controller für die Motor-steuerung, einer für das Interface,

und dann vielleicht noch ein dritter, derdie schnelle und reibungslose Kommuni-kation zwischen den einzelnen Kompo-nenten sicherstellt – solche Konstruktesind bei besonders rechenintensivenApplikationen selbst heute keine Selten-heit, obwohl sich leistungsfähige Steue-rungen für Brushless-DC-, Permanent-magnet-Synchron- oder Asynchronmoto-ren längst als System-on-Chip-Lösungenrealisieren lassen.Für aktuelle SoC wie Fujitsus Cortex-M3-basierte FM3-MCU spielt es keine Rolle,ob für die Geschwindigkeits- und Positions-überwachung Hall-Sensoren, Encoder oderTachos verwendet werden oder das ganzeSystem ohne Sensoren auskommt. DerMultifunction-Timer (MFT) stellt alle benö-tigten Funktionen in einer Einheit zur Verfü-gung. Durch die geschickte Kombinationvon Free-Running-Timer, Output-Compa-re-Unit, Waveform-Generator und Trigger-Einheiten für den A/D-Konverter ist esmöglich, die benötigten 3-Phasen-PWM-Signale für die Motor-Endstufe ohne gros-sen Software-Aufwand und ohne Belas-tung der CPU zu erzeugen. Parallel dazukümmern sich die zuständigen Peripherie-einheiten darum, dass über die Input-Cap-ture-Unit die Sensoren ausgewertet wer-den beziehungsweise der 12-Bit-A/D-Wandler die notwendigen Strommessun-gen für den sensorlosen Betrieb zum richti-gen Zeitpunkt vornimmt.Da all diese intelligenten Peripherie-Einhei-ten praktisch selbstständig arbeiten unduntereinander kommunizieren können,steht die Rechenleistung der CPU nahezu

E

Perfekt für komplexe SteuerungenDie ARM-Cortex-M4F-basierte FM4-Familie von Fujitsu benötigt selbst für rechen-

intensive Aufgaben nur zirka 10 Prozent der maximalen CPU-Leistung. Dadurch lassen

sich sogar komplette Bedieneinheiten inklusive Kommunikationsmodul und Benutzer-

Interface als Single-Chip-Lösung realisieren, ohne an die MCU-Leistungsgrenzen

zu stossen.

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Bild 1: Die FM-Familie umfasst 84 Mitglieder. Bild: Fujitsu


gung. Dadurch und dank neuer beziehungs-weise weiter optimierter Peripherie- Einhei-ten der FM4-MCU sind sogar kompletteBedieneinheiten inklusive Kommunikations-modul und Benutzer-Interface als Single-Chip-Lösung realisierbar, und dies ohne da-mit an die Leistungsgrenzen des Controllerszu stossen. So wurde beispielsweise dieFlexibilität der Multifunktion- Timer durchdie Integration asymmetrischer PWM-Timerund zusätzlicher A/D-Start-Trigger-Funktio-nen erweitert. Mit einer minimalen zeitli-chen Auflösung von 6,25 ns lassen sichnoch feiner auflösende und dynamischereSteuerungen realisieren. Da auf einigenBausteinen der FM4-Familie zwei oder dreiMultifunktionTimer vorhanden sind, wäresogar die Steuerung mehrerer Motoren mitnur einem FM4-Mikrocontroller möglich.

Lesezugriff ohne CPU-WartezyklusDer interne Oszillator arbeitet bei denFM4-MCU dank neuer Trimm-Funktionenjetzt mit einer Genauigkeit von ±2 Pro-zent, und der ebenfalls integrierte 12-Bit-

A/D-Wandler erledigt seine Aufgabendoppelt so schnell wie die Vorgängermo-delle. Für die Entlastung der CPU und dieReduzierung des Softwareaufwandeswurde ausserdemein Descriptor Sys-tem Data TransferController (DSTC)implementiert. Dieneue Kommunikati-on-IP und Transferraten von bis zu20 MBit/s ermöglichen eine zügige Kom-munikation über das serielle Peripherie-In-terface (SPI). In der nächsten Ausbaustu-fe sind Versionen mit integriertemEthernet-MAC geplant, die sich hervorra-gend für den Bereich Industrieautomati-sierung eignen.Für hohe Leistungsfähigkeit und Energie-effizienz sorgen zudem die zahlreichenSpeicheroptionen der Bausteine. So verfü-gen die MCU unter anderem über einen128-Bit-Ultra-Wide-Bus für den On-Chip-Flash-Speicher, der Lesezugriffe ohneCPU-Wartezyklen ermöglicht. Der bis zu

1,5 MByte grosse Flash-Speicher ist für100 000 Schreib-Lösch-Zyklen und bis zu20 Jahre Datenerhalt spezifiziert. Um demAnwender ein Höchstmass an funktionel-

ler Sicherheit zu er-möglichen und ent-sprechendeZertifizierungen zuerleichtern, wurdenbei den FM4-Mi-

krocontrollern zudem zahlreiche Hard-warefunktionen wie ECC-Flash-Speicherfür die Fehlerkorrektur, eine zyklische Re-dundanzprüfung (CRC) und eine MemoryProtection Unit (MPU) implementiert.

Grossköpfige FamilieDie 84 (Bild 1) neuen, wahlweise im LQFP-oder platzsparenden BGA-Gehäuse erhältli-chen 32-Bit-RISC-Mikrocontroller der FM4-Familie lassen sich sowohl mit 3,3 V alsauch 5 V Betriebsspannung betreiben. Pro-duktmuster sind ab Juli 2013 verfügbar, derBeginn der Serienfertigung ist für den Spät-sommer dieses Jahres geplant. ■

har–flexicon® 2.54Stabil auf der Leiterplatte.Flexibel in der Anwendung.

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Der M4F-RISC-Prozessorkernist für Taktfrequenzen

bis zu 160 MHz ausgelegt.


weisende Entwicklung dar, obwohl damitzugleich die Erwartungen der Entwicklerund Endanwender bezüglich Kosteneffizienzund Leistung steigen. Im Hinblick auf FPGAgibt die Cortex-Architektur Komponenten-herstellern die Möglichkeit, eine neueKlasse von System-on-Chip-FPGA (SoC-FPGA) anzubieten, die wesentlich höhereProzessor-Funktionalitäten und Verarbei-tungsgeschwindigkeiten gewährleistet undeine gute Kombination aus Hochleistungs-mikroprozessoren, DSP-Unterstützung, an-wendungsspezifischer IP und Mixed-Signal-Strukturen bereitstellen. Mit diesen Eigen-schaften können Entwickler den Energie-bedarf, die Kosten und die benötigte Flächeauf der Platine reduzieren. Darüber hinauskönnen sie die Endprodukte in Hinblick aufHard- und Software differenzieren und mit-tels Hard- und Software-Updates die Le-bensdauer der Produkte verlängern und sohöhere Umsätze generieren.

SoC-FPGA mit ARM-basierten HPSDie SoC-FPGA der 28-nm-Familien CycloneV und Arria V von Altera sind mit einemARM-basierten Hard-Processor-System (HPS)ausgestattet. Dieses HPS besteht auseinem Single- oder Dual-Core-ARM-Cortex-

ARM-Cortex-EffektDie komplette System-on-Chip-Integrationin einem FPGA steht schon seit längererZeit auf dem Wunschzettel von Entwick-lern. So wurden bereits verschiedeneFPGA-Familien mit Unterstützung für Soft-oder Hard-Prozessor-IP vermarktet. Bei-spiele hierfür sind Altera Stratix oder Cyclo-ne mit dem Embedded Soft-Prozessor NiosII. Letzterer nutzt die Ressourcen des FPGAund arbeitet je nach werksseitig installierterLeistung mit einer maximalen Taktfrequenzvon bis zu 350 MHz. Zu den Features derNios-II-Architektur zählen der vektorgesteu-erte Interrupt-Controller und die individuel-len Befehlsschnittstellen, die für eine effizi-ente Hardwarebeschleunigung und damitfür eine zuverlässige Echtzeitleistung sor-gen. Bild 1 zeigt, wie Entwickler mit einemNios-II-Soft-Prozessor in Kombination miteinem FPGA-DSP und programmierbarerLogik das System für einen Industriemotor-antrieb in einem einzelnen Chip integrierenkönnen.Embedded-Prozessoren (Cortex-M) und Ap-plikations-Prozessoren (Cortex-A) der neuenARM-Cortex-Familien bringen die FPGA-System-on-Chip-Integration nun einen wei-teren Schritt voran. Die Cortex-Revolutionstellt dabei in vielerlei Hinsicht eine weg-

ank des umfangreichen Angebots anprogrammierbaren Logik- und On-Chip-

Speichern sowie Features wie DSP oderUnterstützung für Hochgeschwindigkeits-I/O ermöglichen es heutige FPGA, selbstkomplexe, an Kundenbedürfnisse ange-passte Funktionalitäten in Silizium zu inte-grieren und so eigene Chips zu bauen, dieden massgeblichen Teil der Gesamtsystem-funktionen bereitstellen. Dies reduziertnicht nur den Platzbedarf für die Komponen-ten und somit die Bauteilekosten, sondernebenfalls den Entwicklungsaufwand, derbetrieben werden müsste, um Standard-komponenten auf einer Leiterplatte zu kom-binieren. Ausserdem müssen Entwicklernicht auf die Markteinführung passenderStandard-IC warten, die ihren Wettbewer-bern zur selben Zeit zur Verfügung stehenwürden.

D

System-Mix mit SinnMit System-on-Chip-FPGA mit Embedded-Multicore-Hard-Prozessoren lassen sich hochintegrierte

Lösungen realisieren. Insbesondere durch die Cortex-Revolution ergeben sich flexiblere Prozessor-

Funktionalitäten und deutlich höhere Verarbeitungsgeschwindigkeiten.

SYSTEM-ON-CHIP-FPGA STEIGERN PERFORMANCE UND REDUZIEREN ENERGIEVERBRAUCH BEI KOMPAKTEREN ABMESSUNGEN

Bild 1: Soft-Prozessoren wie der Nios II ermöglichen FPGA-basierte Echtzeit-Systementwicklung. Bilder: Arrow

Bild 2: Das HPS interagiert effizient mit der SoC FPGA-Struktur.

INFOSArrow Electronics

8153 RümlangTel. 044 817 62 62

[email protected]

AUTORMichael Fuhrmann FAE

Chris JenkinsSupplier Business-Manager


A9-Anwendungsprozessor mit Peripheriekomponenten und Multi-port-Speichercontroller. Diese sind über einen parallelen Bus mithoher Bandbreite eng mit der FPGA-Struktur verknüpft, die eine ku-mulierte Datenübertragungsrate von bis zu 125 Gbit/s unterstützt.Dieser Highspeed-Datenbus ermöglicht eine gekoppelte System-leistung, die mit zwei separaten Chips nicht erzielt werden kann:beispielsweise die schnelle Interaktion mit Ressourcen wie DSP-Blöcken mit einer Leistung von bis zu 1600 GMACS und 300GFLOPS im Falle des Arria V beziehungsweise 150 GMACS und100 GFLOPS im Falle des Cylone V. Bild 2 veranschaulicht dieSoC-FGPA-Architektur von Altera und die Verbindung zwischen derHPS- und FPGA-Struktur.Das HPS bietet eine Verarbeitungsleistung bis 4000 MIPS bei ei-nem Verbrauch von knapp 1,8 W. Dank den Embedded-Peripherie-komponenten ist es nicht mehr erforderlich, diese Funktionen inden FPGA zu integrieren, wodurch Programmierressourcen für an-wendungsspezifische, individuelle Logiken frei bleiben und derEnergieverbrauch sinkt. Der Hard-Multiport-SDRAM-Speichercon-troller, der vom Prozessor und von der FPGA-Logik genutzt werdenkann, unterstützt DDR2-, DDR3-, mobile DDR- und LPDDR2-Kom-ponenten mit optionaler ECC-Unterstützung (integrierter Fehlerkor-rektur-Code). Zusätzlich steigert das HPS potenziell die Echtzeitleis-tung von Systemen, bei denen die Ausführungsgeschwindigkeitoder der Datendurchsatz Priorität vor der Reaktionszeit haben. Un-ter Ausnutzung asymmetrischer Multiprocessing-Techniken (AMP)führt ein Cortex-A9-Prozessor in der Regel das Betriebssystem unddie Hauptanwendungen aus, während der zweite Cortex-A9-Pro-zessor für zeitkritische Echtzeit-Funktionen reserviert bleibt. Bild 3zeigt, wie mit einem HPS mit AMP ein erweitertes Motorantriebs-system zur Unterstützung mehrfacher Netzwerk-Konnektivität imeinzelnen SoC-FPGA realisiert werden kann.Die Flexibilität der FGPA-Struktur der SoC-FPGA erweitert die De-sign-Optionen, da sie die Unterstützung für praktisch jeden Schnitt-stellenstandard innerhalb des FPGA ermöglicht. Weitere Vorteilesind die Senkung der Systemkosten, die kompaktere Leiterplatten-grösse, eine geringere Komplexität und der reduzierte Bedarf anStromquellen, da Cyclone-V-Komponenten nur zwei und Arria-V-Komponenten nur drei interne Versorgungsspannungen benötigen.Die integrierten Fractional PLL reduzieren zudem die Anzahl der proBoard benötigten Oszillatoren, während die FPGA-Konfigurationüber ein PCIe-basiertes Protokoll erfolgen kann.Dank der flexiblen Struktur der FPGA-Logik lassen sich Produktedifferenzieren, indem individuelle IP integriert oder vorkonfigurierteIP von Altera oder Altera-Partnern verwendet werden. Dies bringtverschiedene Vorteile mit sich, darunter die Möglichkeit einerschnellen Anpassung an variierende oder geänderte Schnittstellenund Protokollstandards, die Möglichkeit, individuelle Hardware inden FPGA einzufügen, um die Verarbeitung zeitkritischer Algorith-men zu beschleunigen oder die Senkung des Energieverbrauchsund des Bedarfs an FPGA-Ressourcen durch die Nutzung vonHard-Logikfunktionen im FPGA wie PCI Express Ports oder zusätzli-che Multiport-Speichercontroller.

Tools für jede EntwicklungsanwendungEntwickler können das Design-Ecosystem für den ARM Cortex-A9mit Tools für die Entwicklung von Software, Betriebssystemen undMiddleware nutzen. Die Softwareentwicklung erfolgt mit dem glei-chen Verfahren wie bei anderen Cortex-A Embedded-Systemen.Altera und dessen Ecosystem-Partner bieten Tools für jede Ent-wicklungsphase an. Es werden verschiedene Betriebssysteme wieLinux, Wind River VxWorks und andere unterstützt. Ferner sind einReferenz-Kernel für Linux sowie Board-Support Packages (BSP) fürandere Betriebssysteme erhältlich, was einen schnellen Start in dieBS-spezifische Anwendungsentwicklung ermöglicht.

Für die Embedded Softwareentwicklungstellt Altera die SoC Embedded Design Sui-te (EDS) zur Verfügung. Die EDS ermöglichtdie Übergabe von Informationen der Hard-ware an die Software, Linux-Entwicklung,die Entwicklung von Bare-Metal-Anwendun-gen sowie FGPA-adaptives Debugging.Zu den Hardware-Tools gehört die Entwick-lungsumgebung Quartus II mit dem Sys-

temintegrationstool Qsys. Diese Tools un-terstützen bei der Integration von IP-Funkti-onen und Subsystemen, generieren auto-matisch Verbindungslogiken und System-HDL, beinhalten Tools zur Unterstützungvon Timing-Closure und die Design-Verifizie-rung und generieren automatisch ein Simu-lationsmodell sowie Referenzdokumentati-on, um die gemeinsame Entwicklung von

Hard- und Software-Teams zu unterstützen.Die in der EDS enthaltenen Hardware-to-Software-Über-gabe-Dienstprogramme er-stellen aus den Ausgabe-Dateien von Quar-tus II und Qsys Übergabe-Dateien, sodassdie FPGA- und Software-Entwicklungs-teams unabhängig arbeiten und ihreneigenen Entwicklungsabläufen folgen kön-nen. ■

Bild 3: Dual-Core-Verarbeitung mit Unterstützung für erweiterte System-on-Chip-Funktionen.

Arrow hat als Unterstützung für Entwickler in Koope-ration mit Altera und Linear Technology ein SoCKitentwickelt, das ein Evaluierungs-Board für Prototypenmit einem Cyclone-V-SoC-FPGA enthält. Das Boardbietet umfassende Konnektivität mit dem FPGA überEthernet, USB und UART sowie einen 256 Mbyte QSPIund eine Audio-I/O. Darüber hinaus sind auf der Karteein Micro-SD-Kartensteckplatz sowie 1 GByte Flash-und 2 x 1 GByte SDRAM verfügbar. Für die Entwicklungvon Benutzeroberflächen umfasst das Kit ein grafi-sches 128 x 64 LCD.

SoC-FPGA-Kit

Die 32-bit-Mikrocontroller-familie PIC32MX ist mit64, 256 oder 512 KByte-Flash-Speichern sowie mit16, 64 und 128 KByteRAM verfügbar. Sie leistet105 DMIPS und ist mit 28ADC für 10-bit-Auflösungund mit fünf UART ausge-stattet. Darüber hinausbietet sie serielle Periphe-riefunktionen und steuert das Gra-fikdisplay und die kapazitiv-sensiti-ve Bedienung. Unterstützt wirddie Familie durch umfassendeWerkzeuge und Software. Dazugehören allgemeine Entwicklungs-werkzeuge wie die integrierte Ent-wicklungsumgebung MPLAB Xund der MPLAB XC32 C/C++Compiler. Daneben stehen an-wenderspezifische Werkzeugewie der Graphics Display DesignerX und die Grafikbibliothek von Mi-

crochip als visuelle Entwicklungs-werkzeuge zur Verfügung. Für digi-tale Audioanwendungen wird Soft-ware für die Abtastratenkonvertie-rung, Audio-Codecs, einschliess-lich MP3 und AAC, sowie Soft-ware für die Anbindung vonSmartphones und anderen elek-tronischen Geräte angeboten.Weitere Informationen zu der neu-en Familie können unter www.-microchip.com/get/5CB7 abgeru-fen werden.

Mikrocontroller mit seriellenPeripheriefunktionen

Microchip Switzerland GmbH | 5605 Dottikon | Tel. +41 56 [email protected] | www.microchip.com

Die Mikrocontroller derRL78/G10-Familie vonRenesas lassen sichmit bis zu 20 MHz tak-ten und eignen sich fürden Einsatz in batterie-betriebenen Kleingerä-ten. Sie sind in ein3,6 x 4,4 mm grosses10-Pin-SSOP integriertund je nach Versionmit 1 bis 4 KByteFlashspeicher verfüg-bar. Der maximaleStromverbrauch imBetriebsmodus be-trägt dabei lediglich46 μA/MHz, im Stop-Modus sinktder Strombedarf auf 0,56 μA. Dar-über hinaus bieten sie eine Viel-zahl peripherer Funktionseinheitenwie 16-Bit-Multifunktions-, 12-Bit-Interval- und Watchdog-Timer, 10-Bit-A/D-Wandler, I²C-, UART- und

CSI/SPI-Interfaces, einen Hochge-schwindigkeitsoszillator und intelli-gente Sicherheitsfunktionen. Diefür einen Betriebstemperaturbe-reich von –40 bis 85 °C spezifizier-ten MCU arbeiten mit einer Span-nung von 2,0 bis 5,5 V.

Ultrakompakte MCU für batteriebetriebeneKleingeräte

MSC-Gleichmann Schweiz AG | 8604 Volketswil | Tel. 043 355 33 [email protected] | www.msc-ge.com



Das Cortex-A8-Modul «byte-ENGINE AM335x» ist durchseine Abmessungen von30 x 40 x 5 mm selbst bei engs-ten räumlichen Verhältnissengut einsetzbar. Durch seinebreite Schnittstellenauswahleignet es sich dabei insbeson-dere für Anwendungen, in de-nen Netzwerkkonnektivität ge-fordert ist. Insgesamt stehensechs Varianten an CPU-Mo-dellen zur Auswahl, die je nachAnwendung mit 3D-Beschleuni-ger, Ethercat- oder Profibus-Unter-stützung ausgestattet sind. Dieverbrauchsoptimierten Modulesind wahlweise mit Linux, Android(beide lizenzfrei und Quellcode-of-fen) oder QNX verfügbar und ga-rantieren so Flexibilität. Durch denVerzicht auf bewegliche Bauteilesind die Module, die für einen Ar-beitsbereich zwischen –40 und

85 °C ausgelegt sind, gegen äus-sere Erschütterungen und Vibratio-nen resistent. Alle Module desSchweizer Herstellers sind miteinem Garantie- und Servicepaketausgestattet, zudem einer Lang-zeitverfügbarkeit von mindestenszehn Jahren. Kostengünstige Eva-luationskits mit Linux Kernel undauf Wunsch mit 5-Zoll-LCD-Displaysind ab sofort erhältlich.

Steckbares Computing-Modulmit ARM-Cortex-A8-CPU

bytes at work AG | 8400 Winterthur | Tel. +41 52 213 79 [email protected] | www.bytesatwork.ch

Der ARM-Cortex-M4F-Pro-zessor des Mikrocontrol-lers EFM32 «Wonder Ge-cko» von Energy Microenthält einen umfassen-den DSP-Befehlssatz undeine eigene Fliesskom-ma-Einheit (FPU). Dies be-schleunigt zum BeispielMatrizen-Multiplikationen,digitale Filter und digitale Signal-berechnung, da der Controller biszu 16-mal kürzer im Aktiv-Modusverweilen muss. Dadurch redu-ziert sich ausserdem der Energie-verbrauch im Vergleich zu Cortex-M3-Prozessoren um Faktor 14.Die Wonder-Gecko-Reihe bestehtaus 60 Varianten mit skalierbaremSpeicher bis 256 kByte Flash und32 kByte RAM sowie Gehäuse-konfigurationen von QFN64 bisBGA120. Alle MCU enthalten dieautonomen Gecko-Peripherie- und

Schnittstellenoptionen Lesense,Letimer, PRS, USB und TFT/LCD-Treiber für eine komplette Sys-tem-on-Chip-Lösung. ErgänzendeEntwicklungstools für die Planung,Programmierung und Verifizierungfinden sich in Energy Micros kos-tenloser Simplicity Studio Suite.Um die Entwicklungsdauer zu ver-kürzen, enthält Simplicity Studiodie CMSIS-DSP-Bibliothek mitüber 60 Funktionen in Festkom-ma- und Single-Precision-Fliess-komma-(32-Bit-)Implementierung.

Energie sparende Mikrocontrollermit Cortex-M4F und FPU

GLYN GmbH & Co. KG | 8133 Essllingen | Tel. 044 944 55 [email protected] | www.glyn.ch

Die KL02Z Freedom-Plattform ba-siert auf einem ARM-Cortex-M0-Prozessor und bietet 32-Bit-Leis-tung zu den Kosten konventionel-ler 8- und 16-Bit MCU. Zu seinenEigenschaften gehören eine ein-fach zugängliche MCU-I/O, eineniedrige Stromaufnahme für Bat-teriebetrieb und einen standard-

mässigen Formfaktor mit optiona-len Erweiterungskarten. Des Wei-teren unterstützt FRDM-KL02Zdie OpenSDA, die dem Anwendermehrere Möglichkeiten für eineserielle Kommunikation, Flash-Programmierung und ein Run-Con-trol-Debugging bieten.

32-Bit-Leistung für preissensitiveAnwendungen

Farnell AG | 8304 Wallisellen | Tel. 044 204 64 [email protected] | www.farnell.com

Die ARM-Cortex-A9 ba-sierten Embedded-Mikro-prozessoren der RZ/A1-Familie von Renesas bie-ten bis zu 10 MByte On-Chip-RAM und sind idealfür die Implementierungkomplexer HMI geeignet.Der integrierte, denOpenVG-1.1-Standard un-terstützende 2D-Grafik-beschleuniger ermöglichteine hochpräzise 2D-Gra-fikanzeige bei zugleich verringerterBelastung für den eigentlichenCPU-Kern. Der ebenfalls integrier-te Video Display Controller bietetbis zu zwei Video -Eingänge fürverschiedene Formate und skaliertdas Video-Signal automatisch. Anden Ausgängen werden Formatebis zu 1999 x 2035 Pixel unter-stützt. Zudem stellt der ControllerFunktionen wie Video-Recording,Image-Capture inklusive JPEG-En-

coding sowie diverse Funktionenfür Bildoptimierungen bereit. Dankdes grossen internen RAM lassensich Grafikanzeigen mit einer Auf-lösung von bis zu 1280 x 768 Pixelohne zusätzliches externes DRAMrealisieren. Dadurch steigt die Ge-samtsystemleistung gegenüberLösungen mit externem DRAMum bis zu 50 Prozent. Zudem ent-fällt die übliche Stromversorgungfür das DRAM.

WXGA-Grafik-Displays ohne externenSpeicher implementieren


Architektur Speicher Oszill. Taktfrequenz Befehlszykl.

Anatec AG www.anatec.ch • • • • • • • • • • • • • • • • • • •Arrow Electronics www.arroweurope.com • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •Bürklin OHG www.buerklin.com • • • • • • • • •Conrad Electronic www.conrad.ch • • • • • • • • • • • • • • • • •Distrelec Schuricht www.distrelec.com • • • • • • • • • • •EBV Elektronik GmbH & Co. KG www.ebv.com • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •Endrich Bauelemente www.endrich.com • • • • • • • • • • • •eve GmbH www.eve.de • • • •Farnell element 14 www.farnell.de • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •Future Electronics www.futureelectronics.com • • • • • • • • • • • • • •Glyn www.glyn.ch • • • • • • • • • • • • • • • •Ineltro AG www.ineltro.ch • • • • • • • • • • • •MSC-Gleichmann Schweiz AG www.msc-ge.com • • • • • • • • • • • • • • • • • •RS Components www.rsonline.ch • • • • • •Reichelt Elektronik GmbH & Co. KG www.reichelt.de • • • • • • • • • • •Rutronik Elektronische Bauelemente GmbH www.rutronik.com • • • • • • • • • • • • • • •Silica www.silica.com • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Marktübersicht Mikrocontroller

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34 megalink 8.13 M I K R O C O N TR O L L E R

Stromaufn. Standby-Str. Digi-I/O Schnittstellen Dsiplay Timer Gehäuse

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[1] Atmel, Fujitsu, Pyramid, e2v

[2] AMD, Analog Devices, Atmel, Cypress, Freescale, Infineon, Intel, Microchip uvm.

[3] Atmel, STMicroelectronics

[4] Freescale, Infineon, Microchip, NXP, ST, Zilog, Texas Instruments

[5] Holtek, Micronas

[6] Renesas, Energy Micro, Fujitsu, Toshiba

[7] Epson, Axsem

[8] Renesas, Atmel, Fujitsu,SiLabs

[9] Texas Instruments, NXP, ST Micro, renesas, Zilog, Microchip, Atmel, Silicon L.

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Offene Netzwerke machen angreifbar. Daher bedarf es verbindlicherStandards, um industrielle Leitsysteme wirkungsvoll zu schützen.

von Systemen. Darüber hinaus wirkte dasUnternehmen an verschiedenen EU-Projek-ten wie ESCoRTS und VIKING mit, die imFolgenden näher erklärt werden.

ESCoRTSESCoRTS war eine gemeinsame Initiativevon europäischen Prozessindustrien, Ver-sorgungsunternehmen, Leittechnik-Herstel-lern und Forschungsinstituten mit dem Ziel,die Cybersicherheit von Leittechnik- undKommunikationssystemen in Europa voran-zutreiben. Sie befasste sich mit der Not-wendigkeit der Standardisierung und entwi-ckelte eine spezielle Roadmap für dieStandardisierung und Forschung. ESCoRTSwar eine treibende Kraft für:• Die Verbreitung von «Best Practices» für

die Sicherheit von SCADA-Systemen,• die Beschleunigung und Zusammenfüh-

rung von SCADA-Standardisierungspro-zessen weltweit und

• die Einrichtung von Prüfstellen für Cyber-sicherheit in Europa.

die Schaffung und Erhaltung der Cybersi-cherheit bei gleichzeitiger Erhaltung der Ver-fügbarkeit und funktionalen Interoperabilität

ie Zukunft der Cybersicherheit von in-dustriellen Leitsystemen ist mit dem

Bereich der Unternehmens-IT vergleichbar,wo das Thema Informationssicherheit mitautomatisierten Softwareupdates, Sicher-heitspatches und Antivirus-Updates zurBewältigung einer wachsenden Zahl vonBedrohungen mittlerweile zum Alltag ge-hört. Für einen wirkungsvollen Schutz in-dustrieller Leitsysteme bedarf es zunächstjedoch verbindlicher Regeln, weshalb sichABB bei Standardisierungsinitiativen vonIEEE, IEC und ISA aktiv an der Definitionund Umsetzung von Cybersicherheitsstan-dards für Netz- und Prozessleitsysteme be-teiligt. Das Hauptziel dieser Initiativen sind

D

CybersicherheitWas bedeutet der Trend hin zu offenen, vernetzten Systemen für die Hersteller von

Automatisierungskomponenten? Das erklärt dieser Beitrag am Beispiel von ABB, wo

sich das Thema Cybersicherheit in jüngerer Vergangenheit vom Forschungsthema

hin zum vollständig integrierten Bestandteil der Unternehmenskultur entwickelte.

FORSCHUNG & ENTWICKLUNG – SCHUTZ KRITISCHER INFRASTRUKTUREN BEDARF VERBINDLICHER STANDARDS

Noch vor zwanzig Jahren stellte die Cybersicher-heit von Systemen und Geräten in kritischen Infra-strukturen wie der Energieübertragung und derStromerzeugung kein Problem dar. Netze warenvoneinander isoliert, und Ingenieure gingen davonaus, dass die Systeme genau die Art von Datenempfingen, für die sie konzipiert waren. Niemandkonnte sich vorstellen, dass es für einen Angreifermöglich sein würde, willkürliche Datenpakete inisolierte Netze einzuspeisen oder den Erzeugungs-prozess direkt zu beeinflussen. Mit dem zunehmen-den Wandel im Bereich der industriellen Leitsyste-me von isolierten Systemen und proprietären Netz-werken zu hochgradig vernetzten Systemen unterVerwendung handelsüblicher Technologien und of-fener Standards wuchsen diese Bedenken, und dieNachfrage nach Cybersicherheit stieg langsam,aber stetig. Mit Beginn des neuen Jahrtausendswurde die Bedeutung von Cybersicherheit für in-dustrielle Leitsysteme offensichtlich, nachdem es inverschiedenen Unternehmen zu Angriffen aus demNetz kam.

Vernetzung macht verwundbar

INFOSABB Schweiz AG

5401 BadenTel. +41 058 585 00 00

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Bestandteil des ESCoRTS-Projekts war eineFeldevaluierung der vorhandenen Cyber-sicherheitsstandards. Dazu führte ABB zu-sammen mit dem italienischen Energiever-sorger ENEL eine Cybersicherheitsbeur-teilung für ein 2003 umgebautes ENEL-Kraftwerk auf der Grundlage der seinerzeitaktuellen Version der IEC 62443 durch. DieUntersuchung lieferte positive Ergebnisseim Hinblick auf die Anwendbarkeit undNützlichkeit der Norm bei der Sicherung ei-nes industriellen Leitsystems und zeigt,dass, bei entsprechendem Engagementund enger Zusammenarbeit zwischen An-bieter, Systemintegrator und Anlageneigen-tümer/-betreiber, die Sicherheit eines indus-triellen Leitsystems in dem für bestehendeAnlagen typischen beschränkten Kosten-und Ressourcenrahmen verbessert werdenkann.

VIKINGVIKING war ein Cybersicherheitsprojekt zurUntersuchung von Schwachstellen in mo-dernen SCADA-Systemen, wie sie für dieÜberwachung und Netzführung von Strom-netzen eingesetzt werden. Das VIKING-Kon-sortium umfasste Mitglieder aus der Ener-giewirtschaft, der Industrie und dem Hoch-schulwesen. Die Ziele waren:

• Die Entwicklung von Berechnungsmodel-len für die Sicherheit von SCADA-Syste-men,

• die Abschätzung der gesellschaftlichenKosten und Auswirkungen von Blackoutsdurch ausgefallene SCADA-Systeme und

• die Erarbeitung von Abhilfestrategien fürdie identifizierten Schwachstellen.

Diese Ziele wurden durch die Entwicklungeiner Sicherheitsanalysesprache und einesvirtuellen Gesellschaftsmodels sowie durchdie Untersuchung von Schwachstellen inenergietechnischen Softwareanwendungenund die Erarbeitung entsprechender Gegen-massnahmen erfüllt. Die Ergebnisse wur-den in Storyboards zusammengefasst, indenen mögliche Cyberangriffe auf SCADA-Systeme, die Erfolgswahrscheinlichkeit die-ser Angriffe sowie ihre sozialen und wirt-schaftlichen Auswirkungen beschriebenwerden. Zudem enthielten die StoryboardsAngaben zu möglichen Abhilfemethodenund deren Potenzial zur Verbesserung derSicherheit.

Fortwährendes ForschungsthemaDie Zusammenarbeit mit namhaften Hoch-schulen ist ein weiteres Schlüsselelementder ABB-Forschungsstrategie. Im Jahre2006 startete ABB in Zusammenarbeit mitder Universität St. Gallen und der Schweize-rischen Kommission für Technologie und In-novation (KTI) das dreijährige Forschungs-projekt «Threat Modelling». Ergebnis desProjekts war die Entwicklung einer Metho-dik zur Modellierung von Bedrohungen füreingebettete Systeme. Die Methodik er-möglicht die Beurteilung und Dokumenta-tion der tatsächlichen Sicherheit des entwi-ckelten Systems während der gesamtenProduktentwicklung. Bei ABB wurde dieseMethodik mehrfach zur Durchführung vonSicherheitsbeurteilungen im Rahmen desEntwicklungsprozesses genutzt.Das Unternehmen investiert weiterhin indie interne Forschung, die beispielsweisenach innovativen Möglichkeiten zum Schutzvon industriellen Leitsystemen sucht. Dazubefasst man sich intensiv mit den aktuellenund zukünftigen Anforderungen in diesemBereich und entwickelt neue Ansätze fürdie Cybersicherheit von industriellen Leit-systemen. Beispiele hierfür sind neue Ver-fahren zur Erkennung von Anomalien im Da-tenverkehr (siehe Infokasten «Cybersicher-heit in industriellen Leitsystemen») und dieEntwicklung von Authentifizierungs-Archi-tekturen, die die Verwendung eines einzi-gen Passworts pro Benutzer für eine kom-plette Anlage ermöglichen. ■

ABB arbeitet aktiv an der Erforschung neuer Mög-lichkeiten zur Erkennung von Cybersicherheitsvor-fällen. Das folgende Beispiel zeigt, wie die Zukunftder Cybersicherheit in industriellen Leitsystemenaussehen könnte:In einem IEC 61850-basierten Stationsautomatisie-rungssystem senden intelligente elektronische Ge-räte (IED) GOOSE-Nachrichten (Generic Object-Ori-ented Substation Events) mit einer bestimmten Fre-quenz an andere IED. Mithilfe dieser Nachrichtensignalisiert der Sender den Empfänger-IED seineAktivität und Bereitschaft, an bestimmten logischenFunktionalitäten (zum Beispiel einer Verriegelungs-oder Schutzfunktion) teilzunehmen. Dabei sollte dasStationsautomatisierungssystem dafür sorgen, dassdie GOOSE-Nachricht innerhalb eines bestimmtenZeitrahmens den richtigen Empfänger erreicht. Istdies nicht der Fall, kann es zum Ausfall der entspre-chenden Funktion/-en kommen. Obwohl Anomaliendieser Art (fehlende oder verspätete Samplingwer-te) an die Leitwarte übermittelt werden, bietet dasSystem keinerlei Informationen über die eigentlicheUrsache der Anomalie, bei der es sich um einenSicherheitsvorfall handeln könnte.ABB hat eine Methode zur Anomalieerkennung ent-wickelt, die den erwarteten Datenverkehr berück-sichtigt und einen Alarm ausgibt, wenn dieser nichteintrifft. Dazu wird die Stationskonfiguration um im-plizierte Informationen ergänzt, die die Erstellungeines detaillierten Kommunikationsmodells ermögli-chen. Dieses Modell wird dann analysiert, und eswerden automatisch geeignete Regeln für die Kon-figuration einer Firewall oder eines Angriffserken-nungssystems generiert. Dies ermöglicht eine um-fassende Überwachung des gesamten Datenver-kehrs zur frühzeitigen Erkennung von Eindring-lingen.

Cybersicherheit in industriellen Leitsystemen

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Telefon +41 (0) 43 - 277 10 50

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Möglichkeit, dass sich Schmutznester bil-den, muss ausgeschlossen werden. DieNorm EN 1672-2 (Nahrungsmittelmaschi-nen – Allgemeine Gestaltungsleitsätze –Hygieneanforderungen) gibt hier entspre-chende Hinweise. Damit ist beispiels-weise der Einsatz konventioneller, elek-tromechanischer Sicherheitsschalter und-zuhaltungen zumindest im Nassbereichund im aggressiven Bereich ausgeschlos-sen.

Magnetsicherheitsschalter für NassbereichAus diesen Gründen war der Nahrungs-mittelmaschinenbau die erste Branche,die Sicherheitssensoren anstatt konven-tioneller elektromechanischer Sicherheits-schalter einsetzte. Diese berührungsloswirkenden Sicherheitsschaltgeräte sinddank der glatten Oberflächen von Sensorund Betätiger problemlos zu reinigen.Zu den aktuellen Neuheiten in diesembranchenspezifischen Bereich der Ma-schinensicherheit gehören die Magnet-Sicherheitsschalter BNS 40S (Bild 1). Siewurden für den Einsatz in Nassbereichenin unmittelbarer Nähe zum Produkt ent-wickelt. Ihr Gehäuse aus Edelstahl ist be-ständig gegenüber Korrosion und Reini-gungsflüssigkeiten. Die schlanke Bauformmit feingeschliffener Oberfläche fügtsich gut in die typische Umgebungs-konstruktion von Nahrungsmittelmaschi-nen ein.Der BNS 40 S bietet Schutzart IP69K undlässt sich durch seinen hohen Schaltab-stand verdeckt hinter nichtmagnetischenAbdeckungen montieren. Beim Designwurde Wert auf die Vermeidung vonSchmutznestern gelegt, zudem wurde dasGerät gemäss Ecolab auf die Verträglich-keit mit gebräuchlichen Reinigungsmittelngetestet.

Sicherheitssensorfür verkettete AnwendungenDer Sicherheitssensor CSS 30 S (Bild 2)nutzt die von Schmersal entwickelte undpatentierte CSS-Technologie (Coded Safety

ne-Anforderungen zwei ganz unterschied-liche Eigenschaftsprofile. Erstens müs-sen die Schaltgeräte den häufigen Reini-gungsvorgängen standhalten, was beielektrischen beziehungsweise elektrome-chanischen Komponenten nicht ganz ein-fach zu realisieren ist und hohe Anforde-rungen an die Werkstoffauswahl und dieAbdichtung stellt. Zweitens müssen sienach den Grundsätzen des Hygienic De-sign konstruiert sein. Das heisst: Die

ie Auswahlkriterien für Schutzeinrich-tungen in der Nahrungsmittelindust-

rie sind nicht ohne. Denn neben demallgemeingültigen Regelwerk der Maschi-nensicherheit müssen in vielen Fällen dieAnforderungen der Hygiene beachtet wer-den. Daher gilt es zunächst festzulegen,in welchem der vier Hygienebereichedas auszuwählende Sicherheitsschaltge-rät zum Einsatz kommen wird. Im Tro-ckenbereich ist lediglich der Schutz vorVerunreinigungen erforderlich. Im Spritz-bereich kann es zu Kontamination be-ziehungsweise Kreuzkontaminationenkommen, da das Personal sowohl die Le-bensmittel als auch die Maschine berührt.Im Nassbereich besteht ein hohes Risikovon bakteriellen Kontaminationen; wes-halb regelmässige Niederdruckreinigun-gen mit Chemi- kalien oder Heissreini-gung zu den vorgeschriebenen Hygiene-massnahmen gehören. Noch höher ist dasKontaminationsrisiko im aggressiven Be-reich, in dem eine häufige Heissdampfrei-nigung oder eine Hochdruckreinigung mitaggressiven Reinigungsmitteln stattfin-det. Das heisst: Die dort eingesetztenSchaltgeräte müssen einem Wasserstrahlvon mindestens 80 bar und einer Tempe-ratur von 80°C standhalten.

Hygienic Designund wirkungsvolle AbdichtungDass konventionelle Sicherheitsschaltge-räte unter diesen Bedingungen nicht ein-gesetzt werden können, liegt auf derHand. Dabei resultieren aus den Hygie-

D

SaubermännerDie Nahrungsmittelindustrie stellt besondere Anforderungen an Komponenten und

Systeme der Maschinensicherheit. Dazu gehören, je nach Einsatzfall, die Hygiene, eine

hohe Schutzart, die Erfüllung branchenspezifischer Vorschriften, der Explosionsschutz

sowie ein weiter Temperaturbereich. Daher bedarf es Sicherheitsschaltgeräte, die für

diese besonderen Bedingungen entwickelt wurden.

MASCHINENSICHERHEIT UNTER BESONDEREN BEDINGUNGEN – BRANCHENLÖSUNGEN FÜR DIE NAHRUNGSMITTELINDUSTRIE

INFOSSchmersal Schweiz AG

8905 Arni AGTel. +41 43 311 22 33

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AUTORSiegfried Rüttger

BranchenmanagerVerpackung/Nahrungsmittel,

Schmersal

Bild 1: Der Magnet-Sicherheitsschalter BNS 40S wurdespeziell für Hygienebereiche der Nahrungsmittelproduktionentwickelt. Bilder: K. A. Schmersal GmbH & Co. KG

Bild 2: Der CSS 30 S in zylindrischer Bauform eignet sichfür den verdeckten Einbau hinter Edelstahlabdeckungen.


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Sensor) für die bidirektionale Kommunika-tion zwischen Sensor und Betätiger. DerVorteil dieses Wirkprinzips besteht darin,dass bis zu 31 Sensoren in Reihe geschaltetund über einen einzigen Sicherheitsbausteinausgewertet können. Auch in dieser Serien-schaltung lassen sich Sicherheitskreise ge-mäss Performance Level e nach EN 13849-1(SIL 3, Kategorie 4) aufbauen. Zudem sinddie Sensoren in der Lage, einen Versatz derSchutztür zu detektieren und frühzeitigAlarm zu geben. Auf diese Weise lassensich in verketteten Anlagen der Nahrungs-mittelproduktion ungeplante Maschinenstill-stände vermeiden.

Der CSS 30 S ist vollständig im Edelstahl-gehäuse gekapselt und erreicht die Schutz-art IP69K. Die Sensorik wurde so modifi-ziert, dass sie auch durch Edelstahl-abdeckungen hindurch wirkt. Alternativsteht mit dem CSS 300 eine kostengünsti-gere Variante mit Kunststoffgehäuse zurVerfügung.

Robuster Sensor als AnschlagEin anderer Sicherheitssensor, der im Nah-rungsmittelmaschinenbau und in der Verpa-ckungsindustrie schon weite Verbreitunggefunden hat, ist der RSS 36 (Bild 3), derjetzt in einer Version mit integrierter AS-i

Safety-Schnittstelle lieferbar ist. Neben derCSS-Technologie ist dieser Sicherheitssen-sor mit einem RFID-Chip ausgestattet. Da-mit wird die Voraussetzung geschaffen, umunterschiedliche Codiervarianten zur Erhö-hung der Manipulationssicherheit zu reali-sieren.Zu den weiteren Kennzeichen des RSS 36gehören die universelle Montierbarkeit, derhohe Schaltabstand und die SchutzartIP69K. Aufgrund seiner robusten Bauweisekann er an kleinen Türen und Klappen auchals Anschlag eingesetzt werden. Die optio-nal integrierte, vollständig kunststoffgekap-selte Magnetrastung erübrigt zusätzlicheRastanschläge.

Sicherheitszuhaltungmit neuartigem WirkprinzipDie Sicherheitszuhaltung mit der Bezeich-nung AZM 300 (Bild 4) wurde zwar nichtausschliesslich mit Blick auf die Nahrungs-mittel- und Verpackungstechnik entwickelt,wird in diesem Bereich aber viele Anwen-dungen erschliessen. Dazu wird das flexibleZuhaltesystem in der Form eines drehbarenMalteserkreuzes ebenso einen Beitrag leis-ten wie die vielfältigen Anbaumöglichkeiten.Die Codierbarkeit durch RFID-Sensorik ge-hört ebenso wie beim RSS 36 zu den Stan-dardeigenschaften, ebenso die einstellbareRastkraft. Darüber hinaus wurden bei derEntwicklung die Grundsätze der hygiene-gerechten Konstruktion beachtet, und dankSchutzart IP69K eignet sich der AZM 300gut für den Einsatz in hygienesensiblen Be-reichen. ■

Bild 3: Die integrierte RFID-Technik des elektronischenSicherheitssensors RSS 36 ermöglicht verschiedeneAbstufungen des Manipulationsschutzes.

Bild 4: Das Bauprinzip der Sicherheitszuhaltung AZM 300bietet dem Anwender vielfältige Vorteile.

S I C H E R H E I T S TE C H N I K 8.13 megalink 39

40 megalink 8.13 S I C H E R H E I T S R E L A I S

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ProduktnameEinsatzgebiete

SicherheitskategorieModularsystem

überw./man./autom. Start1-kanalige Eingänge2-kanalige Eingänge

sichere Freigabekont.max. Kontaktbelastung

AnschlusstechnikBetriebstemp. von bis °C

ZulassungenSonstige Besonderheiten

AWAG Elektrotechnik AGwww.awag.chDOLD Safemaster S - UH5947•Sichere Drehzahlüberwachung im Automatik- und Einrichtbetrieb•Sichere Stillstandsüberwachung•Sichere integrierte Schutztürüber- wachung

PL e / Kat 4 bzw. SIL 3NeinJa / Ja / Ja2 PNP/NPN–2 Drehzahl & 2 StillstandThermischer Strom Ith 5ASchraub-/Federzugklemmen0 ... + 60°CTÜV / CUL / CCC•Anschluss von verschiedenen Encodern möglich•Einstellungen über Display oder RJ45 mit Verbindungskabel

AWAG Elektrotechnik AGwww.awag.chDOLD Safemaster W - RE5910Not-Halt und Steuerfunktionen übersicherheitsgerichtete Funkstrecke; ZumSchutz von Personen in mobilen odergrossräumigen Anlagen

PL e / Kat 4 bzw. SIL 3NeinJa / Ja / Ja–23Thermischer Strom Ith 5ASchraubklemmen steckbar0 ... + 50°CTÜVOptional: Infrarot-Empfänger fürBegrenzung der Einschalt-Zone;Einzelhub-, Doppelhub-Taster oderDrehschalter wählbar

AWAG Elektrotechnik AGwww.awag.chDOLD Safemaster C - UG6970Zwei Funktionen aus fünf Optionenauswählen: Not-Aus; Schutztür;Zweihandschaltung; Schaltmatte /-leiste; Lichtschranke

PL e / Kat 4 bzw. SIL 3NeinJa / Ja / Ja–2 x 22 x 2Thermischer Strom Ith 8ASchraub-/Federzugklemmen–15... + 55°CTÜVGeräteeinstellung einfach und schnellüber 3 Drehschalter; Zwei unterschied-liche Sicherheitskreise gleichzeitig ineinem Gerät (Breite 22,5 mm);Flexible Startbedingungen

B & R Industrie-Automation AGwww.br-automation.comSafeLOGIC-X-Systemzentral, dezentral,Temperaturmessung,Not-Halt-Taster, Lichtgitter/Schranke,OSSD-Auswertung,Ventilstellungsüberwachung,Stillstand/DrehzahlüberwachungSIL3/PLe/Kat. 4JaJa / Ja / Ja2/4/20 (erweiterbar)1/2/10 (erweiterbar)konfigurationsabhängigmodulabhängigFederzugklemmen (steckbar)0 ... + 55°CBG, TÜV, CSA, UL/cUL, GOST-R, CEAuf individuelle Bedürfnisse zugeschnit-ten. Einsatz einer Sicherheitssteuerungentfällt. Sicherheitsfunktion verteilt sichauf sichere I/O-Module, eine Standard-steuerung und Visualisierung.

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riese-electronic gmbhwww.automation-safety.deSAFE 4.3 ecoSchutztürwächter für antivalenteAuslösekontaktePL e / Kat 4 bzw. SIL 3

PLe, Kat.4JaJa / Ja / Ja1135A, 240 V AC, 24 V AC/DCSchraub-/Federzugklemmen–25 ... + 55°CCE, TÜV, UL, C-ULOptische Schaltzustandsanzeige undNetzkontrolle durch LED,Querschlusssicherheit, 1 Meldekontakt(Öffner)

Eaton Industries GmbHwww.eaton.eueasySafetySicherheitsrelais für NOT-HALT,Schutztür-und Lichtgitter-Zweihand-Zustimmschalter;Drehzahl-,Stillstand-Überwachung

PLe,Kat.4,SILCL3,SIL3NeinJa / Ja / Ja147bis 4bis 6ASchraubklemme–20 ... + 55°CTÜV, UL/cULDiagnose LED;Erdschluss, Querschluss undDrahtbruch programmierbar

Finder (Schweiz) AGwww.finder-relais.chRelaismodul S7Werkzeugmaschinen, Prozess-,Anlagen- und Verfahrenstechnik,Automation, mobiler Einsatz inFahrzeugen

––––––A 6Federzugklemmen–40 ... + 70°CDetails auf AnfrageRelaismodul mit zwangsgeführtenKontakten nach EN 50205:2002, Typ A;LED-Statusanzeige der Spuelansteue-rung

Leuze electronic AGwww.leuze.deMSI 201/202Not-Halt-Befehlsgeräte, Sicherheits-sensoren, Schutztürüberwachung,Magnetcodierte Sensoren, Zweihand-Steuerungen, Muting, Schützen-kontrolle, Standard Sensoren

PLe, Kat. 4, SIL 3Ja, max. 10 ModuleJa / Ja / Ja20 (erweiterbar auf 140)10 (erweiterbar auf 70)konfigurationsabhängig4 (erweiterbar auf 44)Schraub-/Federzugklemmen–20 ... + 55°CTÜV, CSAOnline-Diagnose, zusätz. Diagnose-LEDs,Querschlussüberwachung, Feldbusmodu-le, Signale forcen, Simulationsmodus,TBUS-Verbindung, PLCOpen-Standard,abnehmbare Klemmen

Phoenix Mecano Komponenten AGHofwisenstr. 6 � CH-8260 Stein am Rhein

Tel. 052 742 75 00 � www.phoenix-mecano.ch

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Mattle Industrie-Produkte AGmattle-ag.chSSO-2010 / DUELCO3Phasen- und 1Phasen- DC MotorenStillstandüberwachung

PLe, Kat4NeinJa4 (3NO, 1NC) 1xMonitor Output222A/24V 3A/230VSchrauklemmen–25 ... + 55°CTÜF, FSLED-Funktionsanzeigen; Drahtbruchdetektion, keine externen Sensorennotwendig, Stillstandlevel einstellbar,Verzögerung einstellbar

Mattle AG / ABB Schweiz AGwww.abb.chRT6Not-Halt, Lichtvorhang, Zustimmungs-schalter, Klappen/Türen, Magnetschal-ter, Lichtschranke, Schaltmatte,Schaltleiste, Fussschalter

PLe, Kat.4NeinJa / Ja / Ja1246A/250 VACSchrauklemmen–10 ... + 55°CTÜF, CSAUniversalrelais, Diagnose-LED,Querschlussüberwachung, abnehmbareKlemmen, flexible Spannungsversor-gung, Informationsausgänge, Über-wachung der Versorgungsspannung

Mattle AG / ABB Schweiz AGmattle-ag.chJSRT 9 JakabSafety-ABBVerriegelungsschalter;Lichtvorhänge;Schaltleisten;Not-Halt, Zustimmschalter; etc.

PLe, Kat.4NeinJa / Ja / Ja4226A/250VAC/1500VASchrauklemmen / Stecksockel–10 ... + 55°CTÜFLED-Funktionsanzeigen;abnehmbare Klemmen, 22.5mmEinbaubreite, Rückstell- undTestfunktion

Murrelektronik AGwww.murrelektronik.chMIRO SAFE+ Switch H L 24NOT-AUSSchutztürLichtgitterSicherheitsmagnetschalter

bis PLe/SIL3/Kat. 4NeinJa / Ja / Ja113 Schlisser, 1 Öffner8A / 230 VSteckbare Federkraftklemmen–25 ... + 60°CUL/cUL4 Diagnose-LED’s,Querschlussüberwachung die aufWunsch deaktivierbar ist,Kodierelemente an den Klemmen

S I C H E R H E I T S R E L A I S 8.13 megalink 41

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OMRON Electronics AGwww.industrial.omron.chG9SPNot-Halt.Schutztürüberwachung, Lichtgitter,OSSD-Auswertung,Zweihand,Zustimmfunktion,Betriebsartenwahl, TrittmattePL e / Kat 4NeinJa / Ja / Ja201080,8 A/24 VDCSchraubklemmen0 ... + 55°CTÜV; UL; CSAprogrammierbar,integrierter Software-Simulator,Ethernet- oder serielle Schnittstelle,Diagnose über USB oder LED

PHOENIX CONTACT AGwww.phoenixcontact.chPSR-…-24DC/URML4/3x1/1x2/BKontakterweiterung für Lichtgitter mitOSSD-Signalen

bis Kat.4/PLe / SILCL 3Nein––136 A / 250V AC/DCSchraub-/Federzugklemmen–20 ... + 50°CTÜV Functional SafetyDas Sicherheitsrelais dient als Erweiter-ungsgerät in Verbindung mit berührungs-los wirkenden Schutzeinrichtungen(BWS) mit überwachtem aktivenSchaltausgang (OSSD) gemäss EN 61496

PHOENIX CONTACT AGwww.phoenixcontact.chPSR-…-42-230UC/URM4/4x1/2x2BKontakterweiterung mit Weitbereichs-eingang 42…230 V AC/DC

bis Kat.4/PLe / SILCL 3Nein–––46 A / 250V AC/DCSchraub-/Federzugklemmen–20 ... + 55°CTÜV Functional Safety•Das Gerät wird über einen Kontakt des Basisgerätes angesteuert.•1 Meldestrompfad•1 Rückmeldestrompfad•Stopp-Kategorie 0

PHOENIX CONTACT AGwww.phoenixcontact.chPSR-TRISAFE-SFrei konfigurierbares Sicherheitsmodulzur Überwachung von Not-Halt,Schutztüren, Lichtgittern etc

bis Kat.4/PLe / SILCL 3 / SIL 3NeinJa / Ja / Ja20104 Halbleiterausgänge2 A Summenstrom / 24V DCSchraub-/Federzugklemmen–20 ... + 55°CTÜV Functional Safetyj•4 Melde- und 2 Taktausgänge•Einfach grafisch konfigurierbar mit der kostenlosen Software SAFECONF•Schnelle Inbetriebnahme durch umfang- reiche Simulations- und Testfunktionen

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PILZ Industrieelektronik GmbHwww.pilz.chPNOZsigma / PNOZ s30Überwachung von Stillstand,Drehzahl,Drehrichtung,Position und Wellenbruch

PLe, Kat.4, SIL3JaJa / Ja / Ja2 Näherungsschalter1 Inkrementalgeber/Näherungssch.2 (steckbare Kontakterweiterung)6A/240VSchraub-/Federzugklemmen–10 ... + 55°CCCC, CE, GOST, TÜV, UL/cULDiagnose-LED, Steckklemmen,Weitspannungsnetzteil,Manipulationssicher,Anzeigen am Display

PILZ Industrieelektronik GmbHwww.pilz.chPNOZsigma / PNOZ s5Not-Halt-Taster,Schutztüre,Lichtgitter/Schranke,OSSD-Auswertung

PLe, Kat.4, SIL3JaJa / Ja / Ja2 und 2 zeitverzögerte1 und 1 zeitverzögerte3 (steckbare Kontakterweiterung)6A/240VSchraub-/Federzugklemme–10 ... + 55°CCCC, CE, GOST, TÜV, UL/cULDiagnose-LED,Querschlussüberwachung,Steckklemmen,Weitspannungsnetzteil,Manipulationssicher

PILZ Industrieelektronik GmbHwww.pilz.chPNOZsigma / PNOZ s4Not-Halt-Taster,Schutztüre,Lichtgitter/Schranke,OSSD-Auswertung

PLe, Kat.4, SIL3JaJa / Ja / Ja2133 (steckbare Kontakterweiterung)6A/240VSchraub-/Federzugklemme–10 ... + 55°CCCC, CE, GOST, TÜV, UL/cULDiagnose-LED,Querschlussüberwachung,Steckklemmen, Weitspannungsnetzteil,Manipulationssicher,Aufzugnorm EN 81-1/A3

Rockwell Automationwww.ab.comGSR SicherheitsrelaisNot-Halt,Türverriegelungen,2-Hand Steuerung,Drehzahl- und Stillstandüberwachung,OSSD- und Schaltmattensteuerung

PLe, SIL3, Kat. 4JaJa / Ja / JamodularmodularmodularAC-15: 1.5 A, DC-13: 2 ASchraub-/Federzugklemmen–10 ... + 55°CcULus, TÜVSISTEMA Datenbank, Safety Automati-on Builder kostenlose Software zumerstellen von Safety Systemlösungen,Safety Handbuch zur Umsetzung vonNormen und Richtlinien.

42 megalink 8.13 S I C H E R H E I T S R E L A I S

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Schmersal Schweiz AGwww.schmersal.chProtect Selectgeeignet zur Verarbeitung vonpotentialfreien Kontakten,OSSD-Ausgängen und Magnetschaltermit Reedkontakten.Auswertung von analogen Signalen

Ple, Kat.4, SIL 3NeinJa / Ja / Ja18 digitale, 2 analoge9 digitale, 1 analoge4 Halbleiter, 2 Relais4A/24VDC/250VACSchraub-/Federzugklemmen–25 ... + 55°CUL, Tüv, CCC (in Arbeit)Klartext OLED Anzeige4 GrundprogrammeAnalogeingängeersetzt bis zu 8 Relaisbausteine

Siemens Schweiz AGwww.siemens.ch/industrySirius 3SK1NOT-Halt,Schutztürüberwachung,Zweihandbediengerät,Lichtgitter und Laserscanner,Trittmatten

SIL 3/Pl e, Kat 4JaJa / Ja / Ja2/Erweiterbar1/Erweiterbarmin. 2/Erweiterbar5 A/24 VDCSchraub-/Federzugklemmen–25 ... + 60°CTÜV; UL; CSA;Funktionsauswahl über DIP-Schalter;abnehmbare Klemmen;Rückwandbus für Erweiterungsmodule

Siemens Schweiz AGwww.siemens.ch/industryStillstands- und DrehzahlwächterBewegungsüberwachung auf Stillstandoder Drehzahl zur Zutrittsfreigabe.

SIL 3/Pl e, Kat 4NeinJa / Nein / Ja3/4–3/42 A/24 VDCSchraub-/Federzugklemmen–25 ... + 60°CTÜv;UL;CSA;GOST;CCCStillstandsüberwachung erfolgtGeberlos.

Weidmüller AGwww.weidmueller.chSCS 24VDC P2SIL3ESNot-Halt- Taster,Schütztür-Beschaltungen,Sicheres Ausschalten der AusgängeVentilsteuerungsüberwachung

SIL 3NeinJa / Ja / Ja2–26A/250VACSchraubklemmen–25 ... + 55°CTÜVStoppkategorie 0 nach EN60204-1, An-wendung bis Steuerungskategorie 4 nachEN ISO13849-1, Ein- und zweikanaligeAnsteuerung, Querschlusserkennung, 2Freigabesstrompfade, 1 Meldestrompfad

S I C H E R H E I T S R E L A I S 8.13 megalink 43

MEHRWERT GEBÄUDEOPT IM IERUNG – IHR GEBÄUDE KANN MEHR.

«48 % weniger Heizkosten ist nur ein Teil des Nutzens.»

In der Schweiz stehen Zehntausende von Industrie- und Gewerbehallen, die vor zwanzig Jahren

oder mehr für einen bestimmten Zweck erstellt wurden. Heute sind zahlreiche dieser Liegen-

schaften umgenutzt, ohne dass baulich darauf reagiert wurde. Ein professioneller Blick macht

das betriebliche Optimierungspotenzial sichtbar. Wie das Beispiel Cafina in Hunzenschwil zeigt,

können die Dimensionen des Mehrwerts erheblich sein.

Ein Produkt der Gruppe

Gerne beantworten wir Ihre Fragen persönlich. Christian Aerni, Leiter GebäudePLUS, freut sich auf Ihre Kontaktaufnahme unter Telefon +41 (0)56 485 86 30 oder per E-Mail [email protected]. Weitere Informationen > www.gebäudeplus.ch

ziert, sondern auch das Raumklima für unsere

Mitarbeiter wesentlich verbessert werden. Fürs

Image bedeutend ist die damit erreichte zeit-

gemässe Ausstrahlung unseres Firmensitzes.

Die Sanierung ist gleichzeitig ein Tatbeweis für

unsere Haltung, mit der Umwelt von A bis Z sorg-

fältig umzugehen. Mit der Verlängerung des

bestehenden Vordaches konnten wir

zudem unseren Materialumschlagplatz

markant vergrössern.

Wie beurteilen Sie die allgemeinen

Auswirkungen auf die Betriebskosten?

Wir stellen fest, dass diese fachmän-

nische Sanierung unsere Betriebs-

kosten deutlich eindämmt. Wir gehen

davon aus, dass allein die damit ver-

bundene Produktivitäts- und Effizienzsteigerung

bei etwa 5 % liegt. Dazu kommt die Halbierung

der Heizkosten. Beachtlich sind auch die Mög-

lichkeiten der Ausschöpfung vorhandener För-

dermittel dank GebäudePLUS.

Warum gibt es in der Schweiz dennoch

so viele schlecht genutzte Hallen?

Vielleicht ist es das noch nicht vorhandene

Bewusstsein für die Einfachheit dieser Aufgabe.

In der irrtümlichen Annahme, dass eine Sanie-

Herr Burri. Sie sind der Leiter Technik und Logistik

von Cafina. Wie sind Sie darauf gekommen, dass

sich eine Gebäudesanierung für Ihr Unternehmen

lohnt?

René Burri: Wir haben wiederholt festgestellt,

dass die vorhandenen Begebenheiten nicht mehr

unseren aktuellen Bedürfnissen entsprechen. Vor

allem die schlechten Isolationswerte

der Gebäudehülle und das damit ver-

bundene Raumklima gab unter den

Mitarbeitern Grund zur Unzufrieden-

heit. Wir versuchten dennoch lange,

uns damit zu arrangieren. Die Konse-

quenzen einer gebäulichen Verände-

rung schätzten wir als erheblich und

im Geschäftsalltag stark störend ein.

Mit der Analyse von GebäudePLUS

stellten wir überrascht fest, dass eine solid

durchgeplante Sanierung unserer Liegenschaft

viel Nutzungspotenzial freisetzt. Wertvoll war die

Erkenntnis, dass unser Betrieb dabei ununter-

brochen weiterlaufen kann.

Dann ging es für Sie vor allem um ein

besseres Raumklima?

Das war wichtig, genauso wie die Werterhaltung

der Liegenschaft. Mit der sanierten Gebäudehülle

konnten nicht nur die Heizkosten um 48 % redu-

rung firmenintern viel Planungs- und Koordinati-

onszeit abringt und Betriebsunterbrüche erzeugt,

verzichtet man in der Hektik des Geschäftsalltags

häufig darauf. Man arrangiert sich mit immer mehr

Unpässlichkeiten und überblickt den gesamten

Umfang der betrieblichen Störung nicht. Genau

hier setzt GebäudePLUS wirkungsvoll an. Eine

einfache Analyse zeigt das effektive Nutzenpoten-

zial. Aus gleicher Hand wird danach eine schlanke

Planung und Umsetzung möglich. Unsere eige-

nen Aufwendungen waren bescheiden, der stän-

dige Überblick über Projektstand und Kosten

stets sichergestellt, von der Erstberatung bis zur

Inbetriebnahme der modernisierten Infrastruktur.

René Burri, Cafina AG

Nach dem Eingriff durch GebäudePLUSVor dem Eingriff durch GebäudePLUS

Diese Aufgaben lösen wir für Sie:– Räume auf Ihre Bedürfnisse auslegen– Ausnutzung Raumvolumen maximieren– Erweiterungsmöglichkeiten ausschöpfen– Lebensdauer des Gebäudes verlängern – Reeller Mehrwert für die Liegenschaft generieren– Gebäudestatik und Erdbebensicherheit auf aktuellen Standard bringen– Raumklima für Mitarbeitende verbessern– Wahrnehmung des Gebäudes stärken– Umweltziele transparent umsetzen– Förderbeiträge erschliessen

44 megalink 8.13 P U B L I R E PO R TA G E

Der leistungsstarke 32-Bit-Safety-Controller R360 ist für komplexeund anspruchsvolle Steuerungs-funktionen ausgelegt und adressiertsicherheitsrelevante Applikationenin mobilen Arbeitsmaschinen. Dankabgestufter Fehlerbehandlung lässter sich so einsetzen, dass er beischweren Fehlern abschaltet und

die Anlage in einen sicheren Zu-stand bringt. Bei weniger schwerenFehlern lassen sich Teile der Anlagein vorher definierten Bereichen wei-ter betreiben, wodurch nicht alleKomponenten abgeschaltet werdenmüssen. Vordefinierte Funktionensind dafür bereits vorhanden. Dabeilässt sich das Verhalten der Ein- undAusgänge mittels Programmiersoft-ware CODESYS auf die jeweiligenEinsatzfälle anpassen. 2 CANsafe-ty-Schnittstellen sind möglich. DerR360 Safety-Controller erfüllt selbstunter extremen Einsatzbedingun-gen sicher seine Überwachungs-und Schutzfunktion.

32-Bit-Safety-Controller mit abgestufterFehlerbehandlung

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Sauer Danfoss erweitert seinePlus+1-Produktefamilie um einenleistungsstarken Sicherheitskont-roller. Dieser bietet ein hohesMass an funktioneller Sicherheitfür die Entwicklung sicherheitskri-tischer Anwendungen wie zumBeispiel bei mobilen Arbeitsma-

schinen. Die drei unterschiedli-chen Kontroller SC024-10,SC024-20 und SC050-020 erlau-ben dabei eine anwendungsspezi-fische Systemauslegung, wobei jenach Architektur ein Sicherheits-grad SIL 2 (EN 62061)/Perfor-mance Level PL-d (EN ISO-13849)erreichbar ist. Mit dem SC-Kont-roller wird dem Maschinenherstel-ler der Weg zur konformen Ma-schine erheblich vereinfacht. Folg-lich verkürzt sich auch die Ent-wicklungszeit.

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prozessor zusätzliche Informa-tionen über die Türposition. ImFalle eines beschädigten oder feh-lenden Aktorschlüssels schaltetder Mikroprozessor die Sicher-heitsausgänge des Ausgangs-schaltelements ab. Die Sicher-heitsschalter sind wegen ihresSchutzgrades von IP69K für Spritz-wasseranwendungen in der Le-bensmittel- und Getränkeindust-rie, der Pharma-, Solar- und Halb-leiterindustrie geeignet.

Sicherheitszuhaltungenmit Performance Level e

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Die Sicherheits-funktion «Sicher be-grenzte Geschwin-digkeit» am Werk-zeugarbeitspunkt(TCP) überwachtdie kompletteBandbreite seriellerRobotertypen. Mitder erweitertenFunktion könnenbis zu elf beliebigekinematische Ket-ten parametriertwerden. Zudem besteht die Mög-lichkeit, bis zu 20 Gelenkskopplun-gen mit Kopplungsfaktoren zu be-rücksichtigen. Das ermöglicht es,mechanische Kopplungen zwi-schen einzelnen Gelenken einzu-beziehen. Voraussetzung für diesichere Überwachung der Ge-schwindigkeit sind sichere Achs-positionen. Diese werden vom

Servoantrieb Acoposmulti mit in-tegrierter Sicherheitsfunktion SafeMC bereitgestellt. Anhand dieserPositionen berechnen die Funkti-onsbausteine SafeRobotics alsTeil der Sicherheitsapplikation dieabsoluten Geschwindigkeiten derGelenke, des Werkzeugaufnah-meflanschs und des TCP. DieBausteine sind TÜV-zertifiziert.

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rung 250 bis 2500 Impulse proUmdrehung. Seine durchgehendeHohlwelle ist mit 30 bis 70 mm In-nendurchmesser lieferbar, wobeidie hohe Lagerlastreserve von ra-dial 650 N und axial 450 N einelange Lebensdauer garantiert. Dasrobuste Gehäuse schützt denDrehgeber zuverlässig vor Umge-bungseinflüssen und der grosse,in vier Positionen montierbareKlemmenkasten, erleichtert dieelektrische Installation.

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standardmässig oder als Fallback-Funk-tion für eine Telekommunikationsver-bindung via Kabelnetz. Die integrierteKonnektivität wird in einer EmbeddedComputing Box applikationsfertig ange-boten.Neben dieser Flexibilität bietet diePlattform ein vorzertifiziertes Set-up fürMobilfunknetzbetreiber: Das Systembietet integrierte Cloud Services vonDrittanbietern, ist PTCRB-zertifiziertund ist von global führenden Netzbe-treibern für den Einsatz in Mobilfunk-netzen zugelassen. Dies spart OEM-Entwicklungszeit und -kosten. Durchden Einsatz der vorzertifizierten M2M-Plattform wird der Aufwand für Netzbe-treiberzulassung und eigene Zertifizie-rungen deutlich reduziert. Zudem kannes im Smart Grid-Bereich zum Einsatzkommen.

Flexible Geräte-SchnittstellenLokal bietet das System via Ethernetoder WLAN (Wi-Fi) direkten Zugriff aufdie EpiSensor Energy Monitoring-Platt-form. Zur Integration zusätzlicher Sen-soren und weiterer Endgeräte verfügtdas M2M Smart Services DeveloperKit über eine Reihe an Schnittstellen-Optionen. Dank des modularen Ansat-zes und der individuellen Design Optio-nen Kits können OEM, Entwickler vonSmart Services sowie unabhängigeSoftwareentwickler (ISV) ihre Entwick-lungskosten und -risiken minimierenund die Markteinführung beschleuni-gen.

Kontron, da das Unternehmen die gesamtebenötigte Embedded Computing-Kompe-tenz aus einer Hand bietet und zudem überM2M-Know-how verfügt.

MobilfunkverbindungenDie M2M-Plattform von Kontron basiert aufder SFF-Intel-Atom-Prozessor-Technologieund baut über eine 3G/2G-Mobilfunkverbin-dung die Verbindung in die Cloud auf – dies

ür eine flexible und schnelle Instal-lation nutzt das Energy Monitoring

System Sensoren mit selbstheilenderMesh-Netzwerk-Technologie, um Da-ten aus Wireless-Knotenpunkten zusammeln. Die Sensoren kommunizie-ren mit 128-bit-Verschlüsselung überein ZigBee-Netzwerk (IEEE 802.15.4).Das Wireless-Netzwerk von EpiSensorkann aus bis zu mehreren Hundertverteilten Knotenpunkten bestehen.

Offenes und flexibles GatewayDas Gateway zum ZigBee-Netzwerkhat zwei Hauptfunktionen: das Sen-sor-Netzwerk zu managen und hoch-wertige Daten zum Energieverbrauchan Systeme zur Anzeige, Archivierungund Analyse der Daten zu senden. FürManagement- und Monitoring-Aufga-ben ermöglicht das Gateway über ei-nen eingebauten Webserver den Zu-griff auf gepufferte Live-Daten sowiedie Sensoren-Einstellungen. Das intui-tive Nutzerinterface ist voll kompatibelmit allen aktuellen Smartphones,Tablet-Computern und Desktop-Web-browsern.

Management direkt über GatewayBei der Entwicklung der Gateway-Plattform standen eine höhere Skalier-barkeit, eine verbesserte Zuverlässig-keit und eine vereinfachte Nutzbarkeitim Vordergrund. Wurde zuvor das Wi-reless Energy Monitoring System mit-tels PC-basierter Software über einenServer gemanagt, übernimmt dieseFunktionalität nun komplett das Gate-way. Das System lässt sich somit ein-facher in komplexe IT-Infrastrukturen inte-grieren, da Serverkomponenten entfallen.Um signifikante softwarebasierte Funktiona-litäten in das Smart Energy Monitoring Ga-teway integrieren zu können, wählte Epi-Sensor eine OS-basierte Embedded M2MSmart Service Management Box, die leis-tungsstark, offen und programmierbar ist.Nachdem die Wahl auf eine Intel-Plattformgefallen war, entschied sich EpiSensor für

F

Offen und flexibelDas Energy Monitoring System von EpiSensor basiert auf ZigBee-Sensoren

und einem smarten ZigBee-Gateway. Das Gateway-Setup ist unabhängig von der

IT-Infrastruktur und muss nicht auf eigenen Servern gehosted werden.

Die Hardwareplattform des Gateways stammt von Kontron.

M2M SMART SERVICES DEVELOPER KIT REDUZIERT ENTWICKLUNGSKOSTEN UND -RISIKEN

Applikationsfertige M2M-Plattform mit ZigBee sowie entweder WLANoder Mobilfunkschnittstellen. Bild: Kontron

INFOSKontron AG

85386 EchingTel. +49 8165 77377

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AUTORClaus Giebert

PM M2M, KontronBrendan Carroll

PM EpiSensor Ltd.

48 megalink 8.13 KO M M U N I K A TI O N

werden. Das Fertigungsverfahren garantiertzudem eine hohe Prozesssicherheit.Durch die Verwendung von Aluminium undEdelstahl sind die Geräteserien CP2xxx undCP3xxx robust und industrietauglich. Sosichert ein schmaler, umlaufender Metall-schlagschutz die Touchscreen-Oberflächebeziehungsweise das Display zuverlässigvor mechanischer Zerstörung. Die durch-gängige Glasoberfläche bietet ausserdemeine hohe Widerstandskraft gegen Umwelt-einflüsse. Darüber hinaus sind die Panel-Baureihen langzeitverfügbar und für einenweiten Temperaturbereich spezifiziert.

Multifinger-Bedienungfür industrielle AnwendungenDie neuen Baureihen integrieren aus derTouchpad-Welt bekannte Funktionen wieZoomen, Blättern, Objekte drehen, Flicks etcetera. Um dabei die Industrietauglichkeitzu gewährleisten, setzt Beckhoff auf einehohe Touchpunktdichte, die eine akkurate,sichere und schnelle Bedienung mit hohenReaktionszeiten für Echtzeiteingaben er-

15 Zoll (1024 x 768) und 19 Zoll (1280 x1024) im 4:3-Format verfügbar.Die Multitouch-fähigen Displays mit hoherHelligkeit verfügen durchgängig über eineLED-Hintergrundbeleuchtung. Diese bringt,vor allem in Kombination mit der Beckhoff-eigenen Controller-Technologie etliche Vor-teile: Sie sorgt für ein leuchtstarkes undkontrastreiches Bild und ist stufenlos dimm-bar. Um Energie zu sparen, kann die Hinter-grundbeleuchtung automatisch in den Ener-giesparmodus geschaltet werden. Ein guterBetrachtungswinkel sorgt dafür, dass dieBilderkennung auch dann optimal ist, wennder Bediener von der Seite auf das Displayschaut.

Gehäuse aus einem GussDas Prinzip, die Panel-Gehäuse aus einemAluminiumblock zu fräsen, bietet nebeneinem geringen Gewicht eine hohe Festig-keit und Umweltbeständigkeit. Da keineformgebenden Werkzeuge zum Einsatzkommen, kann auch auf Kundenanfragenmit geringen Stückzahlen flexibel reagiert

ie Control-Panel- und Panel-PC-Seriensind in verschiedenen Displaygrössen

und Formaten erhältlich. Neben den moder-nen Widescreen-Formaten unterstützen sieweiterhin die klassischen 4:3-Formate, wo-durch Anwender ihre bestehenden HMI-Lösungen ohne weiteren Aufwand auf dieneuen Geräte portieren können. Alle Panelssind im Landscape- oder Porträtformat (hori-zontal/vertikal) verfügbar. Neu sind dieWidescreen-Displaygrössen von 7 Zoll (Auf-lösung 800 x 480), 15,6 Zoll (1366 x 768),18,5 Zoll (1366 x 768) und 24 Zoll (Full-HD1920 x 1080). Ausserdem sind die bekann-ten Displaygrössen 12 Zoll (800 x 600),

D

VerwandlungskünstlerDie Control-Panel- und -Panel-PC-Serien CP2xxx und CP3xxx vereinen moderne

Displaytechnologie mit konventionellen Bedienkonzepten. So ergibt sich ein

Panel-Baukasten, der in Format, Funktion, Grösse und Variantenvielfalt kaum

Wünsche offenlässt.

CONTROL-PANEL- UND PANEL-PC- SERIEN CP2XXX UND CP3XXX ERMÖGLICHEN FLEXIBLE BEDIENKONZEPTE

INFOSBeckhoff Automation AG

8200 SchaffhausenTel. +41 52 633 40 40

[email protected]

AUTORPeter Reinstadler

Area Salesmanager

Die Control-Panel- und Panel-PC der Baureihen CP2xxx und CP3xxx sind in verschiedenen Displaygrössen und Formaten erhältlich. Bilder: Beckhoff Automation GmbH

8.13 megalink 4

laubt. Selbst fliessende Touchbedienungensind in kleinsten Schritten ruckfrei möglich.Ein Fünf-Finger-Touchmodus lässt sichebenso umsetzen wie Automatisierungslö-sungen mit 2-Hand-Bedienung. Dank eige-ner Touchcontroller-Integration ist die Emp-findlichkeit der Touchoberfläche soparametriert, dass die Bedienung selbst mitArbeitshandschuhen erfolgen kann. DerTouchcontroller verhindert zudem Fehlbe-dienungen, indem er beispielsweise Was-sertropfen oder den menschlichen Handbal-len erkennt und ausblendet. Über dasWindows-Betriebssystem lässt sich bei An-wendungen, die kein Multitouch erfordern,Singletouch einstellen.

Variantenvielfalt garantiertDie Panel-Serien sind für den Schaltschrank-einbau sowie für die Tragarmmontage kon-zipiert. Die Einbau-Panel-Serie CP2xxx istfrontseitig in Schutzart IP65 und rückseitigin IP20 ausgeführt. Die CP3xxx-Control-Pa-nel zur Tragarmmontage bieten rundumSchutzart IP65. Die Baureihen CP29xx undCP39xx nutzen die DVI-/USB-Extended-Technology von Beckhoff und können bis zu50 Meter entfernt vom IPC betrieben wer-den. Die Nutzung von USB 2.0 sichert dabeieine schnelle Datenübertragungsrate.

Die Einbaugeräte der Serie CP22xx sind miti3-, i5- und i7-Prozessoren von Intel verfüg-bar. Die Mehrkernprozessoren lassen sichvor allem in Verbindung mit TwinCAT 3, derneuesten Version der Beckhoff-Automa-tionssoftware, nutzen.

Optionen und kundenspezifischeErgänzungenFür erhöhte Funktionalität sorgt die Anbin-dung elektromechanischer Taster, Schalter,Schlüsselschalter, Poti et cetera über USB,EtherCAT oder andere Feldbusse. Um auf-wendige Verdrahtungen zu vermeiden, kannder Not-Aus-Schalter über TwinSafe ange-bunden werden.Ein USB-Anschluss in der Front wird stan-dardmässig angeboten und bietet die Mög-lichkeit, Speichermedien oder eine Tastatur(zur Inbetriebnahme) direkt anzuschliessen.Ausserdem kann ein USB-Anschluss in derRückwand oder im Tragarm integriert wer-den, wenn zum Beispiel dauerhaft ein Scan-ner oder Ähnliches angeschlossen werdensoll.Für die Zukunft geplant sind die Panel-PC-Serien CP32xx mit Intel-Core-Prozessor fürdie Tragarmmontage, CP27xx und CP37xxmit Intel-Atom-Prozessor sowie CP26xx-und CP36xx-Geräte mit ARM-Prozessor. ■

Ein umlaufender Metallrahmen schützt die Displayfront.

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Platz, sondern reduziert den Energiebedarf.Diese geringere Leistungsaufnahme gegen-über einem herkömmlichen CPU-Board be-einflusst positiv die MBTF-Werte (Mean Ti-me Between Failures). Zudem verringert dieEin-Chip-Bauweise die Produktionskosten.

Clevere Industrierechner mitmodernen FunktionenNicht nur die Prozessorplattform, sondernder gesamte Embedded-Rechner ist aufkompromissloses Industriedesign ausge-legt. Aufbauend auf der Vortex-Plattformbietet er neben den üblichen Schnittstellenein cleveres Überwachungssystem. Diesesbeinhaltet ein intelligentes Power Manage-ment, bei dem ein Mikrokontroller das Ein-und Ausschaltverhalten des IPC und somitauch ein Abschalten des Gesamtsystems,beispielsweise bei einem Anlagenausfall,überwacht. Ein Watchdog stellt indes si-cher, dass das System im Falle einer Stö-rung wieder automatisch startet. Des Wei-teren ist eine Temperaturüberwachungintegriert, die den IPC vor Überhitzungschützt. Diese Sicherheitsfunktionen garan-tieren neben einem langen und zuverlässi-gen Betrieb zudem hohe Datensicherheit.

Burn-in-Test und LangzeitverfügbarkeitDie Compact-41-Reihe ist für einen erwei-terten Temperaturbereich von –40 bis 85 °Causgelegt. Dieser basiert nicht auf einemScreening-Verfahren, sondern leitet sich ausder Belastungsfähigkeit der verwendetenBauteile ab. Für zusätzliche Sicherheit sorgtder Burn-in-Test, dem alle Systeme vor derAuslieferung unterzogen werden.Neben Robustheit und Funktionssicherheitist die Langzeitverfügbarkeit ein weiteresThema in industriellen Anwendungen. Einemindestens zehnjährige Verfügbarkeit ga-rantiert dabei nicht nur DMP Electronics fürseine Vortex86DX2-Prozessoren, sondernauch Syslogic als Herstellerin des Gesamt-geräts für alle verwendeten Komponenten.

Compact 41 M und Compact 41 SDie Rechnerserie ist in zwei Versionen er-hältlich, die sich lediglich im Formfaktor und

Schocks trotzen. Das Design der Com-pact-41-Reihe zielt daher darauf ab, frühzei-tige Feldausfälle zu vermeiden und Anwen-der vor unangenehmen Szenarien zubewahren. Aus diesem Zwecke setzt Sys-logic in der Compact-41-Reihe auf die spe-ziell für den Industrieeinsatz entwickeltenVortex86DX2-Prozessoren von DMP Elec-tronics. Deren Hauptmerkmal ist eine kom-pakte Bauweise, die Hauptprozessor (CPU),Firmware (BIOS), Grafikchip sowie North-und Southbridge auf einem Chip vereint.Die hochintegrierte Bauweise erlaubt kurzeelektrische Verbindungen zwischen den ein-zelnen Komponenten. Dies spart nicht nur

anglebigkeit, Robustheit und Langzeit-verfügbarkeit, das sind Qualitäten, die

einen echten Industrierechner ausmachen.Oftmals im 24-Stunden-Betrieb müssensie Kälte, Feuchtigkeit, Vibrationen und

L

Sicher vor unangenehmen SzenarienDie Industrierechner der Compact-41-Reihe von Syslogic basieren auf Vortex86DX2-

Prozessoren von DMP Electronics. Diese speziell für Embedded-Anwendungen

entwickelten Bausteine garantieren bei geringer Leistungsaufnahme hohe Mean Time

Between Failure-Werte.

VORTEX86DX2-PROZESSOREN PRÄDESTINIEREN COMPACT-41-REIHE VON SYSLOGIC FÜR DEN EINSATZ IN RAUER UMGEBUNG

INFOSSyslogic AG5405 Baden


AUTORPatrik Hellmüller

Syslogic AG

Syslogic fertigt auf hochautomatisierten Produktionsanlagen in Deutschland und der Schweiz. Bilder: Syslogic

in den Schnittstellenbelegungen unterschei-den. Je nach Kundenanforderungen sind dieRechner dabei in verschiedenen Bestü-ckungsvarianten erhältlich. Während derCompact 41 M zweistöckig baut und somitRaum für eine Erweiterungskarte oder zu-sätzliche Schnittstellen lässt, handelt essich beim Compact 41 S um die preiswerteSingle-Board-Lösung.

Die Geräte verfügen standardmässig überCAN-, USB-, RS232- sowie RS485-Schnitt-stellen und lassen sich mit zwei Ethernet-Schnittstellen ausstatten. Zudem sind siemit WLAN-, GPS-, GSM- und Bluetooth-Modulen erweiterbar. Ausserdem könnendie Rechner mit vorinstallierten Embed-ded-Betriebssystemen wie Windows Em-bedded Standard, Windows Embedded

Compact oder Linux geordert werden. Da-mit eröffnet sich ein breites Einsatzgebietfür die Rechner, die sich für Aussenanwen-dungen ebenso eignen wie für den mobi-len Einsatz oder Aufgaben im Anlagen- undMaschinenbau. ■

Die Rechner der Compact-41-Reihe basieren auf einer Prozessorplattform, die eigens für Embedded-Anwendungen entwickelt wurde.

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52 megalink 8.13 M E S S TE C H N I K

Überlegungen zum DetektorDie begrenzte Anzahl von Messpunkten beiSpektrum-Analysatoren wird beim Messenvon grossen Frequenzbereichen mit kleinenAuflösebandbreiten, wie sie oft für die Mes-sung von Nebenaussendungen erforderlichsind, zur potenziellen Fehlerquelle. Dieseentsteht, weil die Pegelmessungen allerFrequenzpunkte in die verfügbaren Mess-punkte auf dem LCD-Display komprimiertwerden müssen.Spektrum-Analysatoren benutzen verschie-dene Detektorfunktionen zum Erfassen derPegelinformation jedes Frequenzpunktes,wobei Peak, Sample und RMS am häufigs-ten verwendet werden.

einen gegebenen maximalen Rauschpegelberechnet werden. Für die Korrektur desGrundrauschens aufgrund der Auflöseband-breite gilt die folgende Gleichung:DANL(RBW) = DANL(1 Hz) +10 log [(RBW/Hz)/1 Hz] (1)Hierbei entspricht DANL(RBW) dem ange-zeigten mittleren Rauschpegel in der ge-wählten RBW, DANL(1 Hz) dem angezeigtenmittleren Rauschpegel in 1 Hz Bandbreiteund RBW/Hz der gewählten Auflöseband-breite. Bei einer Auflösebandbreite von1 kHz muss zum Beispiel das angezeigtemittlere Grundrauschen um 30 dB gegen-über dem Wert bei 1 Hz Bandbreite korri-giert werden.

ie Messung kleiner Pegel bei Störaus-sendungen ist für Entwickler von hoch-

qualitativen Sendern eine zeitintensive Tä-tigkeit. Für eine genaue Messung miteinem Spektrum-Analysator ist ein hinrei-chendes Signal-Rausch-Verhältnis notwen-dig, weshalb das Grundrauschen desAnalysators 10 dB unter dem zu messen-den Pegel der Störsignale liegen sollte. DieEinflussgrössen für das Grundrauschen sindneben der Architektur des Spektrum-Analy-sators die gewählte Auflösebandbreite undder Detektor zur Erfassung der Signale. Da-mit sich zum Beispiel das Grundrauschenum 10 dB verringert, muss die Bandbreiteum den Faktor 10 verringert werden. DerPreis dafür ist jedoch eine drastisch erhöhteMesszeit. Daher gilt es, die Bandbreite nurso klein zu wählen, dass sie zu den Anfor-derungen der Störsignalmessung passt.

Einfluss des thermischen GrundrauschensDie Rauschanzeige eines Spektrum-Analysa-tors wird durch den mittleren Rauschpegel(Displayed Average Noise Level, DANL) in ei-ner gegebenen Auflösebandbreite (ResolutionBandwidth, RBW, meist 1 Hz) angegeben. Eintypischer Wert für einen hochwertigen Spekt-rum-Analysator ist –155 dBm in 1 Hz Band-breite. Bei der Messung von Störsignalenmit kleinen Pegeln kann die Auflöseband-breite so eingestellt werden, dass das ange-zeigte Rauschen des Spektrum-Analysatorsauf einen Wert unterhalb der Testanforde-rungen verringert wird. Wenn die Auflöse-bandbreite nicht festgelegt ist, kann sie für

D

FFT führt deutlich schneller zum ZielDie Architektur eines Spektrum-Analysators hat neben der gewählten Messbandbreite

grossen Einfluss auf die Messzeiten. Dieser Beitrag erklärt die Unterschiede zwischen

herkömmlichen, gewobbelten Spektrum-Analysatoren und breitbandigen Signal- und

Spektrum-Analysatoren auf FFT-Basis und zeigt, wie sich mit Letzterem die Messzeit

reduzieren lässt.

ARCHITEKTUREN VON SPEKTRUM-ANALYSATOREN HABEN ENTSCHEIDENDEN EINFLUSS AUF MESSZEITEN

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AUTORKay-Uwe Sander

Applikationsingenieur fürSpektrum-Analysatoren und

Messempfänger Rohde & Schwarz

Bild 1: Vereinfachte Blockschaltung eines analogen gewobbelten Spektrum-Analysators. Das Diagramm gilt prinzipiellauch für Spektrum-Analysatoren mit digitalen gewobbelten Auflösebandbreiten, wie den Typ R&S FSU.

Bilder: Rohde & Schwarz

Bild 2: Vereinfachte Blockschaltung eines Spektrum-Analysators mit FFT-Analyse.

8.13 megalink 5

Der Sample-Detektor erzeugt einen Pegel-messwert pro Anzeigepunkt auf der Fre-quenz-Achse. Wenn die Bandbreite im Ver-gleich zum Frequenzbereich klein ist, dervon einem Anzeigepunkt abgedeckt wird,kann das zum Verlust der Information füh-ren. Der Sample-Detektor wird jedoch übli-cherweise zur Angabe des Grundrauschenseines Spektrum-Analysators verwendet.Der RMS-Detektor tastet die Pegelhüllkurvemit hoher Abtastfrequenz ab, um die beiStörsignalmessungen häufig vorgeschriebe-ne mittlere Leistung zu berechnen. Das an-gezeigte mittlere Grundrauschen im Daten-blatt muss in diesem Fall angepasstwerden, da es unter Verwendung vonVideo- oder Trace-Mittelwertbildung gemes-sen wird. Die logarithmische Skalierung undder Prozess der Mittelwertbildung habenzur Folge, dass der DANL um 2,51 dB klei-ner ist als die mit dem RMS-Detektor ge-messene Rauschleistung. Deshalb mussder angegebene DANL um 2,51 dB erhöhtwerden, um die Rauschleistung zu berech-nen.Der Peak-Detektor (Spitzenwertdetektor)wird für gepulste Systeme (z.B. Radarsen-der) benutzt. Er zeigt den höchsten Pegel-wert an, der im durch einen Anzeigepunktrepräsentierten Frequenzbereich vorkommt.Sein Vorteil ist, dass keine Signale verlorengehen und sich ein Worst-Case-Szenariodarstellen lässt. Die Frequenzauflösung derDarstellung ist auf den Messbereich be-grenzt, geteilt durch die Messpunkte. Füreine bessere Frequenzauflösung in der Dar-stellung der Störmessung kann die Anzahlder Messpunkte erhöht werden.Weil der Peak-Detektor immer den höchs-ten Messwert (die Spitzenwerte des Rau-schens) erfasst, ist das angezeigte Rau-schen viel höher als bei Sample- oderRMS-Detektoren. Das Grundrauschen einesSpektrum-Analysators kann als weissesGauss’sches Rauschen angenommen wer-den. Die Differenz zum Sample-Detektor istzirka 12,5 dB und zum RMS-Detektor zirka10 dB. Dieser höhere Wert fürs angezeigteRauschen muss bei der Einstellung derRBW berücksichtigt werden, um ein Grund-rauschen unterhalb der Testgrenze zu erhal-ten.

Gewobbelte Spektrum-AnalysatorenBild 1 zeigt die Blockschaltung eines her-kömmlichen analogen Spektrum-Analysa-tors, wobei aus Gründen der Einfachheit aufdie Darstellung einiger HF-Umsetzungsstu-fen verzichtet wurde.Der Mischer setzt einen breitbandigen Ein-gangsfrequenzbereich auf eine letzte Zwi-schenfrequenz um, wobei der Lokaloszilla-tor einen Frequenzbereich mit einem Offsetentsprechend der Zwischenfrequenz durch-

läuft. Resultat sind Pegelmesswerte, dieauf dem Bildschirm erscheinen. Unter Ver-wendung von Filtern mit annähernderGauss-Charakteristik wird in diesem Schal-tungskonzept durch die ZF-Signalverarbei-tung die Auflösebandbreite bestimmt, umeng benachbarte Signale aufzulösen. DieAuflösebandbreite wiederum bestimmt dasGrundrauschen und beeinflusst die Wobbel-geschwindigkeit.Das Ausgangssignal des Auflösebandbrei-ten-Filters wird nach dem Detektor durchdas Videofilter verarbeitet, welches dasRauschen auf der Messkurve reduziert. DasVideofilter ist normalerweise mit der Auflö-sebandbreite gekoppelt und hat in diesemFall keinen Einfluss auf die Messgeschwin-digkeit. Um den Spitzenpegel bei jeder Fre-quenz zu ermitteln, benötigen die Filter aus-reichend Zeit, um der Änderung des Signal-pegels beim Wobbeln zu folgen.Für einen analogen gewobbelten Spekt-rum-Analysator wird die Zeit wie folgt be-rechnet:SWT = k × [(Span/Hz)/(RBW/Hz)2] (2)Hierbei ist SWT die Wobbelzeit (Sweepzeit)in s, Span/Hz der Frequenzbereich in Hz,RBW/Hz die Auflösebandbreite in Hz und kder Korrekturfaktor für das Einschwingendes Auflösebandbreiten-Filters (typ. 1 bis 3).Der Korrekturfaktor beeinflusst die Pegelge-nauigkeit durch die Veränderung der Zeit, diedas Auflösebandbreitenfilter zum Einschwin-gen auf den Eingangssignalpegel hat. Beiden meisten analogen Spektrum-Analysato-ren wird ein Restfehler von 1 Prozent akzep-tiert, was zu einem k-Faktor von 2,5 führt.Bei modernen Spektrum-Analysatoren sinddie Auflösebandbreite und die Videofilterdurch ZF-Abtastung und digitale Signalverar-beitung realisiert. Das Einschwingen der Fil-ter ist dadurch sehr genau voraussagbar.Dieses erlaubt einen k-Faktor von 1 oderweniger und damit die Verringerung derWobbelzeit.Mit Gleichung 2a, einem Messbereich von1 GHz und einer RBW von 1 kHz ergibt sichbei Anwendung des k-Faktors von 1 eineSweepzeit (SWT) von 1000 s:SWT (s) = 1 × [109 Hz / 1 kHz2] (2a).

Breitbandige Signal- undSpektrum-AnalysatorenModerne Signal- und Spektrum-Analysato-ren realisieren die Auflösebandbreite, De-tektoren und Video-Filter in digitaler Signal-verarbeitung und berechnen das Spektrummit der gewünschten Auflösebandbreitemithilfe der Fast-Fourier-Transformation(FFT). Analoge und schmalbandige digitaleAuflöse-Filter, wie sie in bisherigen Spekt-rum-Analysatoren üblich waren, werdennicht mehr verwendet. Bild 2 zeigt hierzuerläuternd die wesentlichen Komponenten

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54 megalink 8.13 M E S S TE C H N I K

eines FFT-basierten Signal- und Spektrum-Analysators.Analoge Filter im ZF-Teil sorgen nur nochfür die Spiegelfrequenz-Unterdrückung undbegrenzen das Spektrum am A/D-Wandler.Typischerweise haben breitbandige Signal-und Spektrum-Analysatoren nur wenigeAnalogfilter mit verschiedenen Bandbreitenvor dem A/D-Wandler. Der wesentlicheUnterschied im Ablauf ist, dass anstatteines linearen, konstanten Frequenzdurch-laufs die Messung durch eine Anzahl vonFFT an diskreten Frequenzeinstellungen desOszillators im Frequenzumsetzer erfolgt.Die Frequenzabdeckung jeder FFT in moder-nen Spektrum-Analysatoren kann 100 MHzoder mehr betragen. Die Messzeit bestehtaus den drei Phasen Erfassungszeit derFFT-Abtastwerte, Verarbeitungszeit undFrequenzschritte des Frequenzumsetzers.Die Erfassungszeit für die FFT ist umge-kehrt proportional zur ausgewählten Auflö-sebandbreite:AQT(s) = [k/(RBW/Hz)] (3)Hierbei ist AQT(s) die Erfassungszeit der FFTin s, RBW/Hz die Auflösebandbreite in Hzund k der Korrekturfaktor für das FFT-Ge-wichtungsfilter (typ. 2 bis 4).Der Korrekturfaktor k hängt vom für die FFTbenutzten Gewichtungsfilter ab. Die inSpektrum-Analysatoren verwendeten Filter-formen verwenden k-Faktoren von 2 bis 4.Für eine Auflösebandbreite von 1 kHz ist dieErfassungszeit dadurch weniger als 4 mspro FFT. Dabei ist die Erfassungszeit umge-kehrt proportional zur Bandbreite, währendsie im analogen gewobbelten Analysatorumgekehrt proportional zum Quadrat derBandbreite ist. Kleinere Bandbreiten wirkensich daher bei gewobbelten Analysatorenstärker auf die Messzeit aus.Die Architektur des Analysators wirkt sichstark auf die Verarbeitungszeit sowie dieErfassungsbandbreite aus. Die verfügbareErfassungsbandbreite bestimmt, wie vieleSchritte benötigt werden, um den ge-wünschten Frequenzbereich abzudecken.Sie ist vor allem für grössere Bereiche wich-tig, da eine grössere Erfassungsbreite weni-ger Frequenzschritte erfordert. Auch dieFFT-Verarbeitungszeit kann die Gesamt-Messgeschwindigkeit beeinflussen.Eine genaue Angabe der gesamten Mess-zeit ist bei FFT-basierten Analysatoren nurmöglich, wenn neben der Erfassungszeitdie Anzahl der notwendigen FFT und dieVerarbeitungszeit bekannt sind. Diese Eigen-schaften hängen von der Architektur desAnalysators ab und sind oft nicht spezifiziert.

Geschwindigkeit bei der Messungvon StörssignalenDer analoge gewobbelte Spektrum-Analysa-tor R&S FSU und der breitbandige Signal-

Analysator R&S FSW haben ein ähnlichesGrundrauschen für den Frequenzbereich biszu 26,5 GHz. Daher wurde für den direktenVergleich bei beiden Geräten die Auflöse-bandbreite von 1 kHz gewählt. So lässt sichherausfinden, welcher Analysator schnellerzuverlässige Ergebnisse liefert.Der Spektrum-Analysator R&S FSU zeigtmit 1 kHz Bandbreite einen Spitzenwert desGrundrauschens von ungefähr –110 dBm.Die Messung wurde von 10 MHz bis 26 GHzin Bereichen von 1 GHz für jedes Segmentdurchgeführt. Mittels eines externen Cont-rollers wurde die tatsächliche Gesamtmess-zeit einschliesslich Verarbeitungszeit, Da-tenübertragung und so weiter ermittelt.Wie sich aus Gleichung 2a ergibt, beträgt

die Gesamtmesszeit ungefähr 1000 s pro1-GHz-Segment des Frequenzbereichs.Die Messung von Störsignalen erfordertalso sehr viel Zeit, insbesondere wennkleine Pegelgrenzen erreicht werden müs-sen. Die mittleren Messzeiten für Band-breiten von 1 kHz und 10 kHz ergebensich wie folgt:RBW 1 kHz: 1000 s/GHz; Spitzen-Rausch-pegel bei 10 GHz: –100 dBm.RBW 10 kHz: 10 s/GHz; Spitzen-Rauschpe-gel bei 10 GHz: –90 dBm.Die festgestellten Messzeiten entsprechender Berechnung nach Gleichung 2. DerSpektrum-Analysator R&S FSU kann dieseMessungen wahlweise mit FFT-basiertenAuflösebandbreiten durchführen. Dadurch

Bild 3: Messzeit pro1 GHz Messbereichfür den Spektrum-Analysator R&S FSU(RBW = 1 kHz).

Bild 4: Anzeigeder Durchlaufzeit aufdem R&S FSW im FFT-Modus (Messbereich1 GHz, RBW 1 kHz).

Bild 5: Gesamtmesszeitpro 1 GHz Messbereichfür den Spektrum-Analysator R&S FSW(RBW = 1 kHz).

kann der Messprozess für Bandbreiten <10 kHz be-trächtlich beschleunigt werden.

Messgeschwindigkeitbei FFT-basierten Spektrum-AnalysatorenZur Untersuchung der Messgeschwindigkeit des FFT-Modus im R&S FSU werden die gleichen Parameterwie bei der vorherigen Messung verwendet. Die Erfas-sung der tatsächlichen Messzeit erfolgt durch einenController, da bei der FFT ein wesentlicher Teil durchDatenverarbeitungszeiten und nicht durch reine Erfas-sungszeiten bestimmt ist.Viele Spektrum-Analysatoren führen Schätzungen überdiese Verarbeitungszeit durch, liefern aber keine genau-en Informationen für einen Vergleich. Bild 3 zeigt dasErgebnis einer Messung, die im FFT-Modus mit densel-ben Einstellungen durchgeführt wurde, wie beim vorhe-rigen Test mit gewobbeltem Spektrum.Aufgrund der begrenzten Erfassungsbandbreite einerMessung müssen viele FFT durchgeführt werden. Dashat einen grossen Einfluss auf die Gesamtverarbei-tungszeit. Während die Datenerfassungszeit für dieseMessung nur 20 s beträgt, ist die Gesamtmesszeit füreinen FFT-Durchlauf von 10 MHz bis 26 GHz ungefähr27 Minuten. Das ist eine enorme Verbesserung im Ver-gleich zu der Messung mit einer gewobbelten Auflöse-bandbreite, welche für die Messung mit denselben Ein-stellungen mehr als sieben Stunden benötigt.Diese Ergebnisse werden durch moderne breitbandigeSignal- und Spektrum-Analysatoren wie dem R&S FSWweit übertroffen. Er führt FFT unter Verwendung gros-ser Erfassungsbandbreiten durch. Beträgt diese beimR&S FSU ungefähr 2 MHz, kann der R&S FSW bis zu80 MHz in einer einzelnen FFT erfassen.Bild 4 zeigt das Messergebnis des R&S FSW für einesder gemessenen 1-GHz-Segmente. Die Gesamt-Erfas-sungszeit für alle FFT in diesem Frequenzbereich ist un-gefähr 300 ms (ohne die Verarbeitungszeit und Daten-übertragung zum Controller) im Vergleich zu 20 s beimR&S FSU.Die Gesamtzeit für die Messung über einen Freqenzbe-reich von 1 GHz beträgt ungefähr 8 s (Bild 5). Konzept-bedingt ist die Messzeit über 18 GHz etwas höher. Je-de FFT benötigt ungefähr 300 ms an Erfassungszeitplus Verarbeitungszeit. Die Gesamtzeit über einen Fre-quenzbereich bis zu 26 GHz beträgt beim R&S FSW nur3,5 Minuten. Zusammengefasst ergeben sich folgendeWerte:R&S FSU im Messbereich 26 GHz, RBW 1 kHz, gewob-beltes Filter: 433 min (~17 min/GHz).R&S FSU im Messbereich 26 GHz, RBW 1 kHz, FFT-Fil-ter: 27 min (60 s/GHz).R&S FSW im Messbereich 26 GHz, RBW 1 kHz, FFT-Filter: 3,5 min (8 s/GHz).Aus diesen Werten ist zu entnehmen, dass breitbandi-ge Signal- und Spektrum-Analysatoren mit FFT-Analyseeine enorme Verbesserung der Messgeschwindigkeitfür Störsignalmessungen mit geringen Pegeln im Ver-gleich zu gewobbelten Analysatoren bieten. Die kom-plett digitale ZF-Verarbeitung in Kombination mit derFFT-Analyse ist besonders vorteilhaft, wenn eine gros-se Erfassungsbandbreite mit einer leistungsfähigen Sig-nalverarbeitung kombiniert wird, was beim Analysator-typ R&S FSW der Fall ist. ■

8.13 megalink 5

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56 megalink 8.13 A U TO M A TI O N

des SAB-Tools optimal auszuschöpfen, soll-ten Sistema für die PL-Berechnung und dieSoftware ProposalWorks von RockwellAutomation für die Produktauswahl und dieAusgabe der Stückliste heruntergeladenwerden.Darüber hinaus stellt Rockwell Automationneue Dokumentationen für unterschiedlicheSicherheitsfunktionen zur Verfügung. Diefertig ausgearbeiteten Dokumente lieferndetaillierte Informationen zu vielen Sicher-heitsapplikationen, darunter spezielle Funk-tionen sowie eine Bewertung der Sicherheitmit Performance Level einschliesslich dererforderlichen Sicherheitskomponenten –vom Sensor, über die sichere Verarbeitungbis zum sicheren Aktuator. Zum Umfangder Dokumente gehören ausserdem Teile-listen, Stromlaufpläne, eine Sistema-Pro-jektdatei sowie Verifikations- und Validie-rungspläne. ■

heitsprodukte und PL-Berechnungen, dieanschliessend in Dokumente, Zeichnungenund Berichte übertragen werden musste.Das Designtool Safety Automation Builder(SAB) dagegen automatisiert den Sicher-heitsauswahlprozess, beschleunigt den Sys-tementwurf und reduziert menschliche Feh-ler. Mit ihm können Konstrukteure eineAbbildung der abzusichernden Maschineimportieren. Die Software trägt die ausge-wählten Sicherheitsprodukte zusammen,generiert eine Stückliste und erstellt die fürSistema benötigten Daten. Als Ergebnis derautomatischen Sistema-Berechnung erhältder Anwender die Bestätigung der erreich-ten Performance Level der Sicherheitsfunk-tionen sowie eine entsprechende Sistema-Projektdatei.Das SAB-Tool steht auf der Website vonRockwell Automation kostenlos zum Down-load zur Verfügung. Um die Möglichkeiten

n der Vergangenheit war der Arbeitsablauffür Konstrukteure sehr aufwendig. Nach

dem Ausdruck des Maschinenlayouts wur-den zuerst feststehende und beweglicheSchutzeinrichtungen eingezeichnet und po-tenziell gefährliche Zugänge samt den erfor-derlichen Sicherheitsfunktionen identifiziert.Danach wurden die Komponenten ausge-wählt und der erreichte Performance Level(PL) der Sicherheitsfunktion berechnet. DasResultat war eine Liste benötigter Sicher-

I

Automatisch zum Performance LevelDas Designtool Safety Automation Builder unterstützt Konstrukteure bei der Auslegung

von Sicherheitssystemen mit Komponenten von Allen-Bradley. Dabei führt es Schritt für

Schritt durch den Entwurfsprozess, an dessen Ende die Verifikation des Performance

Level gemäss EN ISO 13849-1 mithilfe der Sistema-Software des IFA steht.

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Mit dem SAB-Tool lassensich Gefahrenzonendefinieren und absichern.

Bild: Rockwel Automation

8.13 megalink 57 ANTRIEBE UND FLUIDIK

Das Konzept «Integrated Drive Systems» eröffnet eine neue Dimension in der Antriebstechnik. Es bietet nämlich ein perfekt abge-stimmtes Antriebstechnik-Portfolio, dessen Integration in TIA (Totally Integrated Automation) sowie die zugehörigen Services undSoftwarelösungen. Und das alles aus einer Hand. So sorgt das innovative Paket für maximale Produktivität und Effizienz – vom Engi-neering über den Betrieb bis zur Wartung einer Anlage.

Integrated Drive Systems – mehr als ein Antriebssystem

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betriebnahme und Betrieb bis hin zu Indust-rie-Services ergeben sich damit weitrei-chende Optimierungspotenziale. Genanntseien hier Software-Produkte wie Sinasavezur Evaluation der energieeffizientesten An-triebslösung oder der DT-Konfigurator zurschnellen Auswahl der passenden Produk-te. Zudem bietet Siemens hier Servicesüber den ganzen Lebenszyklus einer Anla-ge: Von der Planung und Inbetriebnahmebis hin zum Condition Monitoring und zuEnergy and Environmental Services. DasZusammenspiel aller Elemente sorgt füreine Reduktion der Maintenance-Kosten.

Effizienz auf allen EbenenDie Systematik dieser dreifachen Integra-tion bringt eine ganze Reihe von Vorteilenmit sich: Das Portfolio aus einer Handsichert Kompatibilität und damit ein verein-fachtes Engineering, eine schlankere Inbe-triebnahme sowie eine gesteigerte Zuver-lässigkeit des gesamten Systems. Zudembietet die vertikale Integration ein Höchst-mass an Überwachung, präziser Steuerungund so auch Effizienz im Einsatz von Ener-gie, Ressourcen und Rohstoffen. Die Ein-bindung der Antriebstechnologie in das TIAPortal verkürzt die Engineering-, Inbetrieb-nahme- und Diagnosezeit drastisch. Auchdie Konfiguration in der Planungsphase, diedazugehörige Simulation und die Antriebs-strang-Auslegung, inklusive der nahtlosenDatenhaltung im Rahmen des PLM-Engi-neerings bis hin zum Betrieb, bedeuten Effi-zienz und Zuverlässigkeit.

FazitBei Integrated Drive Systems geht es ummehr als um reine Produkt-Funktionen oderAnschaffungskomponenten von Antriebs-systemen: Integrated Drive Systems ver-kürzt den Weg zum nachhaltigen, wirt-schaftlichen Erfolg und schafft eine hoheVerfügbarkeit der Applikationen. Die Investi-tionssicherheit wird durch den Einsatz zu-kunftsweisender Technologien und verrin-gerter Lebenszyklus-Kosten gestärkt. Diesgilt bei kleineren wie auch hochkomplexenAnwendungen für alle Branchen. ■

gestimmt und ermöglichen ein Maximuman Kommunikation und Steuerung.Die Lifecycle-Integration (Bild 3) schliesslichstellt die dritte Dimension von IntegratedDrive Systems dar, mit Lösungen entlangdes gesamten Lebenszyklus einer Anlage.Von Design über Planung, Engineering, In-

ine kostengünstige und flexible Produk-tion mit immer schnelleren Innovations-

zyklen bedingt eine umfassende Integrationaller Technologien. Siemens bietet dafür einPortfolio von Produkten, Systemen undDienstleistungen an, das durch Software-und Hardware-basierte Integration entlangder gesamten Wertschöpfungskette opti-mal zusammenwirkt. Das zugehörende Er-folgsrezept heisst Totally Integrated Auto-mation (TIA). Dieses wird nun umIntegrated Drive Systems, einem auf TIA-Basis für nahezu alle elektrischen Antriebs-aufgaben umfassenden Portfolio, ergänzt.Es ermöglicht eine optimale Konfigurationdes Antriebsstrangs für jede mögliche Auf-gabenstellung.

Dreifache IntegrationDas Konzept beruht auf einer dreifachen In-tegration: Basierend auf der horizontalen In-tegration (Bild 1) sind die Komponenten desAntriebsstrangs passend für die jeweiligeAufgabenstellung bereits werksseitig auf-einander abgestimmt. Als Basis hierfürdient das Siemens-Portfolio bei Getrieben,Kupplungen, Motoren und Umrichtern. De-ren Kombinationsmöglichkeiten ermögli-chen eine zur jeweiligen Anwendung idealeAuslegung. Dadurch kann die Anlagenver-fügbarkeit massgeblich erhöht werden.Die vertikale Integration (Bild 2), also die In-tegration von Antriebsstrang und Steuerungbis hin zur Unternehmensebene entlangdes Informationsflusses, ist eine notwendi-ge Voraussetzung für eine Produktion mitmaximaler Wertschöpfung. Durch die naht-lose Einbettung der Antriebssysteme in dieEngineering-Plattform TIA Portal kann dieEngineering-Zeit um bis zu 30 Prozent ver-kürzt werden. Alle TIA-Komponenten, vonder Sensorik-Ebene bis hin zum Manufactu-ring-Execution-System, sind aufeinander ab-

E

Absolute DurchgängigkeitIntegrated Drive Systems bietet ein perfekt abgestimmtes Antriebstechnik-Portfolio,

dessen Integration in Totally Integrated Automation sowie die zugehörigen Services

und Softwarelösungen. So sorgt es vom Engineering über den Betrieb bis zur Wartung

einer Anlage für maximale Produktivität und Effizienz aus einer Hand.

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Bild 1: Mit der horizontalen Integration kann die Verfügbar-keit einer Applikation oder Anlage, zum Beispiel beiFörderaufgaben, auf bis zu 99 Prozent erhöht werden.

Bilder: Siemens

Bild 2: Mit dem TIA Portal kann die Engineering-Zeit um biszu 30 Prozent verringert werden.

Bild 3: Dank Integrated Drive Systems können dieWartungskosten um bis zu 15 Prozent reduziert werden.

58 megalink 8.13 I N M O TI O N / A N TR I E B E U N D F L U I D I K

Unser Angebot: Busfahrt am 26. November, ab 15 Uhr.

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22 Uhr: Ankunft im Wellness-Parkhotel Altmühltal in Gunzenhausen.

Mittwochmorgen: dreistündige Guided-Tour.

Donnerstagvormittag: zur freien Verfügung.

Donnerstagmittag: Einladung am Stand von Profibus Schweiz, mit Max Felser, anschliessend Apéro.

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giespeichersysteme, die sich sehr indivi-duell entsprechend der jeweiligen Anwen-dungsanforderungen miteinander kombinie-ren lassen (Bild 1).

durch deutlich kleiner und damit preiswerteraus, wodurch sich die Netzanschlusskostenfür den Betreiber reduzieren. Es lohnt sichalso, sich mit der Thematik «Energiespei-cherung im Zwischenkreis» auseinanderzu-setzen, sowohl aus ökonomischen als auchaus ökologischen Gründen.Anwendungen, bei denen sich die Energie-rückspeisung und Pufferung rechnet, habenjedoch verschiedene Anforderungen an dieeingesetzten Komponenten und es gilt, beider Realisierung individueller Lösungen sub-til die jeweiligen Gegebenheiten zu berück-sichtigen. Mit einem breiten Produktpro-gramm, kombiniert mit jahrelanger Erfah-rung und Know-how, hat sich Refu Elektro-nik auf diesem Gebiet mittlerweile einenNamen gemacht. Alle Geräte des süddeut-schen Unternehmens funktionieren unterrauen und erschwerten Umgebungsbedin-gungen zuverlässig und sind als Einzelgerätoder im Schaltschrank verbaut lieferbar. Diewichtigsten Komponenten für den Einsatz-bereich «Energiespeicherung» sind Netzein-und -rückspeisegeräte, DC/DC-Steller, Fre-quenzumrichter, Wechselrichter und Ener-

enerell lässt sich durch die Kopplungmehrerer elektrischer Antriebe über

einen DC-Zwischenkreis ein Energieaus-tausch zwischen motorisch und genera-torisch betriebenen Antrieben realisieren,das heisst, die Bremsenergie eines Antriebskann zur Beschleunigung eines anderen ge-nutzt werden. Ein solcher Betrieb lohnt sichzum Beispiel in Anwendungen, in denen ei-ne bewegte Last geregelt gebremst und an-schliessend wieder beschleunigt wird. Diephysikalische Bewegungsenergie der Lastbeziehungsweise ihre kinetische Energielässt sich dann wieder in elektrische um-wandeln und geht nicht als Wärme verlo-ren. Wird allerdings mehr Energie erzeugt,als motorisch gleichzeitig benötigt wird,muss auch diese abgebaut werden. Dies istüber Bremswiderstände oder ein temporä-res Puffern möglich.

Kostenreduktion durch EnergiespeicherungSolche Energiepuffer im Zwischenkreis sindin vielen Anwendungen sinnvoll, ganz be-sonders bei Maschinen mit Hybridantrieb,bei denen ein Verbrennungsmotor einenelektrischen Generator antreibt, der seiner-seits wiederum meist mehrere Elektromo-toren versorgt. Bei solchem Inselbetrieb isteine Rückspeisung naturgemäss nicht mög-lich. Hybrid-Fahrzeuge, mobile Arbeitsma-schinen und Krane sind typische Vertreterdieser Klasse. Energiepufferung kann sichin einzelnen Fällen, aber auch bei direkt amNetz betriebenen Systemen lohnen, wennkurzfristige Lastspitzen vermieden werdensollen, zum Beispiel bei vertikalen Förder-einrichtungen. Die Netzeinspeisung fällt da-

G

Verheizen war gestern ...Energiesparen ist eine grundlegende Forderung, die sich über den industriellen Bereich

heraus erstreckt. So kann es in etlichen Anwendungen, in denen häufig gebremst und

beschleunigt wird, sinnvoll sein, die Bremsenergie rückzuspeisen oder für die Weiter-

verwendung zwischenzuspeichern, statt sie über Bremswiderstände zu verheizen.

WIRTSCHAFTLICHE FAHRZEUGE UND MASCHINEN DURCH KLUGES ENERGIEMANAGEMENT


Bild 1: Die wichtigsten Komponenten für den Einsatzbereich «Energiespeicherung» sind Netzein- und -rückspeisegeräte,DC/DC-Steller, Frequenzumrichter, Wechselrichter und Energiespeichersysteme, die sich sehr individuell entsprechendder jeweiligen Anwendungsanforderungen miteinander kombinieren lassen. Bilder: REFU Elektronik GmbH

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Energiespeicher, REFU Elektronik GmbHEllen-Christine Reiff, Redaktionsbüro Stutensee

Bild 2: Prinzipschaltbild: Energiespeicherung im DC-Zwischenkreis.

I N M O TI O N / A N TR I E B E U N D F L U I D I K 8.13 megalink 61

Batteriesysteme und Doppelschicht-KondensatorenFür die Energiespeicherung im Zwischen-kreis (Bild 2) stehen prinzipiell unterschiedli-che Möglichkeiten zur Wahl. Als Speicher-systeme kommen je nach AnwendungBatteriesysteme oder Doppelschicht-Kon-densatoren oder auch eine Kombination ausbeiden infrage. Die prinzipielle Funktionswei-se ist einfach zu verstehen:Zunächst wird die von den im Generatorbe-trieb arbeitenden Antrieben zurückgelieferteEnergie im Zwischenkreis über einen DC-DC-Steller an das Spannungspotenzial desSpeichersystems angepasst und dort einge-speichert. Die DC-DC-Steller kön-nen in den Modi «Spannungsre-gelung», «Stromregelung» und«Leistungsgeregelt» betrieben wer-den. Sie decken den Eingangsspan-nungsbereich von 300 bis 800 V ab,bei Ausgangsspannungen zwischen75 und 800 V. Die Frequenzumrich-ter beziehungsweise Wechselrich-ter sind für Einachsantrieb oderGruppenantrieb konzipiert. Sie ar-beiten im Leistungsbereich von 7,5bis 250 kW bei einer Ausgangsfre-quenz von bis zu 700 Hz. Die pro-grammierbare interne Steuerlogikmacht sie für sehr unterschiedlicheAnwendungen tauglich.Die Doppelschicht-Kondensatoren,besser bekannt als Supercaps, eig-nen sich vor allem für kurzzeitigeSpeichervorgänge im Bereich eini-ger Sekunden und häufige Wechselzwischen Speichern und wieder ab-geben der Energie, da sie sichschnell laden lassen und fastschlagartig die Energie wieder zurVerfügung stellen. Hinzu kommt,dass der Lade- und Entladeprozessein rein physikalischer Vorgang ist,der nicht zu einer Veränderung derElektrodenstruktur führt, also ver-schleisslos arbeitet. Dadurch sindDoppelschichtkondensatoren fürAnwendungen mit kurzen und zahl-reichen Zyklen geradezu prädesti-niert.Für längere Speichervorgänge bie-ten sich hingegen Batteriesystemean. Refu hat beispielsweise an-schlussfertige Batteriesysteme imBereich von 2 bis 240 kWh im Pro-gramm, bestehend aus Lithium-Ak-kumulatoren. Die Batteriespannun-gen liegen zwischen 24 und 800 V.Die Batterien sind wartungsfrei, si-cher, kurzschlussfest und ihre Ein-baulage ist beliebig. Ausserdemüberzeugen sie durch kurze Lade-zeiten (Ladestrom bis 1 C). Der Ent-

ladestrom beträgt bis 3 C. Das heisst, dieGesamtkapazität kann innerhalb von 20 Mi-nuten entnommen werden. Ein intelligentesBatteriemanagementsystem überwacht dieeinzelnen Batteriezellen und speichert dieBetriebsdaten, die beispielsweise für Ser-vicezwecke angezeigt werden können. ZurKommunikation stehen CANopen, SAE J1939 und RS485 zur Wahl.

Reduzierter Wartungsaufwand undDownsizingNicht nur aus Gründen der Energieeinspa-rung lohnt es sich, über Energierückspei-

sung und -speicherung nachzudenken. BeiAnwendungen mit dieselelektrischen Gene-ratoren, zum Beispiel bei Kranen oder mobi-len Arbeitsmaschinen, kann durch die Ver-wendung eines Energiespeichers derAntrieb zur Erzeugung der elektrischenEnergie eine Baugrösse kleiner gewähltwerden (Downsizing). Gleiches gilt fürBremswiderstände und eventuell vorhande-ne Netzein- beziehungsweise Rückspeisun-gen. Sich vom Spezialisten im Hinblick aufdie eigene Applikation beraten zu lassen, er-scheint vor diesem Hintergrund also durch-aus sinnvoll. ■

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Baumaschinentyp verlässt der Fahrer häu-fig die Kabine, um kurze Ergänzungstätig-keiten auszuführen – und lässt während-dessen den Motor laufen. Pro Jahrkommen so 250 bis 300 Betriebsstundenim Leerlauf zusammen. Gabriel und seinTeam setzen daher auf ein Start-Stopp-System zur Entlastung des Dieselmotors.Kommt der Radlader zum Stillstand, schal-tet sich der Motor nach einigen Sekundenautomatisch aus. Betätigt der Fahrer dasLenkrad, den Joystick oder das Gaspedal(Bild 2), startet die Maschine wieder. Ers-te Versuche, dieses System mit einerelektrischen Hybridlösung umzusetzen,gab das Entwicklungsteam auf, da die da-für notwendigen Komponenten nicht denharten Arbeitsanforderungen entspra-chen. Insbesondere fand sich keine Batte-rie, die diesen Belastungen standhält.

Dieselentlastung durch HybridantriebDie Atlas Weyhausen GmbH beschäftigtsich daher bereits seit 2006 mit einem Hy-bridantrieb für Radlader in der Leistungs-klasse bis sechs Tonnen (Bild 1). Bei die-sem Gerätetyp ist es besonders schwer,die Abgasgesetzgebung hinsichtlich derEmission von Russpartikeln umzusetzen,da er im intermittierenden Betrieb arbeitet.Das bedeutet, der Diesel läuft häufig aufniedriger Last. In diesem Betriebsmodusist die Abgastemperatur niedrig, die Russ-bildung wird begünstigt und der offene Par-tikelfilter setzt sich binnen 16 Stunden zu.«Eine Auswertung der Lastkollektive er-gab, dass Radlader dieser Leistungsklas-se durchaus bis zu 30 Prozent ihrergesamten Lebensdauer im Leerlauf arbei-ten», erklärt Artur Gabriel, Entwicklungs-leiter bei Atlas Weyhausen. Bei diesem

aumaschinenhersteller und Betreibersehen sich mit steigenden Kraftstoff-

kosten auf der einen und zunehmend schär-feren Emissionsvorgaben auf der anderenSeite konfrontiert. Zwar betreffen neue Nor-men aktuell hauptsächlich zentrale Märktewie Europa und Amerika, aber in naher Zu-kunft wird sich dieser Trend auch in weite-ren Regionen fortsetzen. Daher suchen dieHersteller nach Lösungen, Emissionen undDieselverbrauch zu verringern.

B

Arbeitspumpe als MotorstarterRadlader in der Leistungsklasse bis sechs Tonnen haben während ihrer Betriebszeit bis

zu 30 Prozent Leerlauf. Im intermittierenden Betrieb verbraucht der Dieselmotor unnötig

Kraftstoff und stösst besonders viel Russ aus. Die Atlas Weyhausen GmbH verringert

jetzt deren Verbrauch und Emissionen mit einem hydraulischen Start-Stopp-System.

ATLAS WEYHAUSEN REALISIERT EIN HYDRAULISCHES START-STOPP-SYSTEM FÜR RADLADER MIT REXROTH-KOMPONENTEN

Bild 1: Radlader in der Leistungsklasse bis sechs Tonnen haben je nach Einsatz eine Leerlaufzeit von bis zu 30 Prozent ihrer Betriebszeit. Die Atlas Weyhausen GmbH verringert jetzt Ver-brauch und Emissionen dieser Baumaschinen mit einem hydraulischen Start-Stopp-System. Bilder: Atlas Weyhausen GmbH


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Hydraulikkompetenz aus einer HandDeshalb konzentrierte sich Atlas Weyhau-sen darauf, das Start-Stopp-System hydrau-lisch umzusetzen. Das mittelständische Un-ternehmen setzte dabei auf die Hydraulik-kompetenz von Rexroth, da eine Zusam-menarbeit bei diesem Radladermodellbereits funktionierte: Eine FahrpumpeA4VG40, ein Fahrmotor A6VM80, eine spe-ziell für den Radlader überarbeitete LenkungLAGC200 und eine Arbeitshydraulikpumpewaren unabhängig vom Start-Stopp-Systembereits in der Maschine verbaut.Das Vorentwicklungsmodell AR60E stellteAtlas Weyhausen auf der BAUMA 2013 vor.Es setzt an den bestehenden Komponentenan. «Das Innovative an diesem System ist,dass die ohnehin im Gerät vorhandene Ar-beitshydraulikpumpe, die das Hubwerk be-wegt oder die Schaufel des Radladers aus-schüttet, gleichzeitig einen Speicher lädt,der die für den Start nötige Energie in denMotor zurückführt», erklärt Artur Gabriel.Die Ingenieure mussten lediglich die imRadlader ursprünglich verbaute 23-Kubik-Zahnradpumpe durch eine 45-Kubik-Verstell-pumpe A10VO ersetzen und wenige Zusatz-komponenten einbauen: ein BODAS-Steuergerät, einen Ventilblock und vierSpeicher mit je 0,6 Litern Volumen. Im Ver-gleich zu einer elektrischen Lösung ist dasein überschaubares Paket, das nur wenigPlatz im begrenzten Bauraum eines kom-pakten Radladers benötigt. So konnte AtlasWeyhausen beispielsweise die vier Spei-cher unter der Kabine platzieren. Sie sindweder Wartungsteile, die leicht erreichbarsein müssen, noch für die Geräuschbildungrelevant.

Durchschwenken und hochfahrenEine Kernkomponente ist die durch-schwenkbare Verstellpumpe A10VO45. Sienimmt das Moment am Dieselmotor aufund führt es über einen Ölstrom in einenSpeicher. Soll das Dieselaggregat aus demStopp-Modus wieder starten, wird der Spei-cher entladen, und die Pumpe arbeitet nunals Motor, der den Dieselmotor startet.Atlas Weyhausen stellte allerdings hohe An-forderungen an diesen Startvorgang: DerRadlader sollte schneller aus dem Stopp aufdie maximale Drehzahl kommen, als ur-sprünglich aus dem Leerlauf. Das bedeute-te, die 2200 U/min anstatt von 800 U/minvon null Umdrehungen aus zu erreichen – in800 Millisekunden. Der vom Hydraulikspei-cher freigesetzte Volumenstrom fährt daherden Dieselmotor im Radlader mit einemMoment von rund 180 Newtonmeternhoch, eine Leistung, die er von sich ausnicht erbringen könnte. Für diese Aufgabemusste der Motor deshalb erst gerüstetwerden: «Im Moment arbeiten wir mit

Deutz daran, den Diesel für 150000 Start-Stopps auszulegen», erläutert Artur Gabriel.Eine weitere Herausforderung stellte dieideale Justierung der hydraulischen Steue-rung dar. Um die gewünschten Funktiona-litäten innerhalb der kurzen Zeitintervalle zurealisieren, müssen alle Komponenten zu-sammenspielen.

Bewährt, verfügbar, bezahlbar«Der grösste Vorteil ist zunächst einmal,dass wir vorhandene Hydraulikkomponen-ten verwenden können», ist Artur Gabrielbegeistert. Bei einem elektrischen Hybridhätten Batterie und Anlasser ersetzt sowieein E-Motor eingebracht werden müssen:«Hier nutzen wir einfach die vorhandeneArbeitspumpe als Starter.»Der Langzeittest für das System steht zwarnoch aus, aber die Erfahrung mit den ver-wendeten Hydraulikkomponenten in Sa-chen Zuverlässigkeit und Robustheit sindüberaus positiv. «Wir greifen auf eine Tech-nologie zurück, die wir kennen, beherr-schen, die verfügbar und bezahlbar ist», er-läutert Michael Frasch, Leiter Vertrieb undBranchenmanagement Radlader und Dum-per bei Bosch Rexroth, das Grundsatzprin-zip dieser Anwendung.

Diesel, Russ und Geräusch verringertDas Ziel, den Kraftstoffverbrauch des Rad-laders drastisch zu reduzieren, erreicht dashydraulische Start-Stopp-System problem-los: Über die gesamte Lebensdauer lassensich bis zu 2000 Liter Diesel einsparen.Allein der Wechsel von einer Zahnrad- aufdie effizientere Verstellpumpe ermöglichteine Einsparung von zirka 1 kW.Weniger verbrannter Kraftstoff reduziertauch die Emissionen deutlich: Während dieMaschine abgeschaltet ist, entstehen we-

der Russ noch Lärm. Das bedeutet aucheine Verbesserung des Arbeits- und Ge-sundheitsschutzes für den Fahrer. Da Rad-lader dieser Leistungsklasse auch häufig imKommunalbereich eingesetzt werden, ent-lasten weniger Abgas- und Geräuschemis-sionen die betroffenen Anwohner.Selbst über die Verbrauchsreduzierung hin-aus rechnet sich das hydraulische Start-Stopp-System für den Betreiber: Da derRadlader für dieselbe Leistung weniger Mo-torbetriebsstunden benötigt und daher derWartungsaufwand erheblich sinkt, reduzie-ren sich die Betriebskosten.

Skalierbares SparpotenzialDie Start-Stopp-Funktion ist für Atlas Wey-hausen nur der erste Schritt. Das hydrauli-sche System bietet mit wenigen Erwei-terungen weitere Möglichkeiten zurEinsparung. Da die Arbeitspumpe im Radla-der jetzt doppelt so gross ist, lässt sichzum Beispiel die Dieseldrehzahl bei glei-cher Arbeitsgeschwindigkeit am Hubwerkreduzieren – mit weiteren 12 bis 14 Pro-zent Kraftstoffeinsparung. Maximal 25 Pro-zent des Bremsmoments können bei die-sem Radladermodell in den Speichereingebracht werden. Damit lassen sichweitere Funktionalitäten wie eine Dieselab-stützung und ein Boost verwirklichen. DasPotenzial im Verhältnis zum Aufwand be-geistert auch Michael Frasch: «Mit der vor-handenen Arbeitspumpe können wir überkleine Modifikationen sogar weitergehendeHybrid-Funktionen realisieren. In der End-ausbaustufe lässt sich die gespeicherteEnergie nicht nur zum Starten, sondernauch während des Betriebs einsetzen. Unddas alles mit Architektur, die der bisherigenSerienausfertigung des Radladers ver-wandt ist.» ■


Bild 2: Kommt der Radlader zum Stillstand, schaltet sich der Motor nach einigen Sekunden automatisch aus. Betätigt derFahrer das Lenkrad, den Joystick oder das Gaspedal, startet die Maschine wieder.


•ausgezeichnete Temperaturbeständigkeit•sehr hohe Abriebfestigkeit der Aussen-

schicht•hohe OzonbeständigkeitBedarf es grosser Nennweiten und einStandhalten gegen hohe Drücke, kommeninsbesondere Multispiralschläuche (Mehr-lagenschläuche) mit vier oder sechs Spiral-einlagen zum Einsatz. Auch diese Schlauch-typen weisen eine Reihe der schon aufge-zählten Vorteile gegenüber dem in derVergangenheit eingesetzten DIN-Standard-Schlauch auf. Dieser könnte Arbeitsdrückenvon über 50 MPa und 2 Zoll Innendurch-messer, die insbesondere in Baumaschinendie Regel sind, kaum noch standhalten.

Verwendung biologisch abbaubarer ÖleHydraulik-Schlauchleitungen transportierenim Normalfall ölhaltige Betriebsstoffe. Daaber bereits ein Tropfen Öl bis zu 100 LiterTrinkwasser verseuchen kann, kommen vor

Pressen oder Spritzgussmaschinen. Daserste und wichtigste Kriterium bei der Wahleines Schlauches bleibt aber nach wie vordie Klassifikation (Bild 2), die sich am Ar-beitsdruck orientiert.Um den Bedürfnissen des Marktes gerechtzu werden, erweitern die Hersteller fortlau-fend ihr Programm und bieten neueSchlauchtypen an. Zwei dieser neuen Typensind die Kompaktschläuche EN 857 1 und 2SC. Diese zeichnen sich gegenüber denStandardtypen (EN 853) durch folgende Vor-teile aus:•sehr flexibel•engere Biegeradien•geringeres Gewicht•kleinere Aussendurchmesser•beständig gegen eine Vielzahl von Medien•konstante und höhere Drücke in unter-

schiedlichen Nennweiten•grosse Farbauswahl zur Differenzierung im

Einsatzfeld

er Transport von Flüssigkeiten ist eineder frühesten Techniken der Mensch-

heit. Vor knapp 5000 Jahren entstanden dieersten Schöpfwerke für die Wasserversor-gung. Die alten Römer waren es dann, diedurch Umfalten dünner Lederfelle erstmalsSchläuche zum Transport von Wasser ein-setzten. Die Entdeckung des Naturkaut-schuks durch spanische Eroberer Anfangdes 16. Jahrhunderts und die grandiose Er-findung des Vulkanisierens führte dazu,dass die Schlauchtechnik immer mehr Fussfasste.Die ersten Schlauchverbindungen entstan-den durch die noch heute bekanntenSchlauchschellen. Mit steigendem Druckund wachsenden Anforderungen wurdendiese jedoch zusehends durch feste Verbin-dungen ersetzt. Heute besteht ein typischerSchlauch aus einer Innen- und Aussen-schicht aus synthetischem Gummi sowieeinem Druckträger mit einer oder mehrerenLagen hochzugfestem Stahldraht oder Tex-tileinlagen. Aber auch Schläuche mit Innen-und Aussenschichten aus thermoplasti-schem Material kommen, speziell in derMobilhydraulik, zum Einsatz.

Kompaktschläuche für hohe ArbeitsdrückeAufgrund des grossen Einsatzfeldes in derTechnik ist es nicht immer einfach, den pas-senden Schlauch zu bestimmen. GrössereNennweiten, höhere Betriebsdrücke (MPa),steigende Anforderungen an die Flexibilitätund der Einsatz immer neuer Fluide (biolo-gisch abbaubare Öle) erschweren die Wahl.Dies trifft nicht nur auf den Einsatz in Bau-maschinen zu, sondern ebenfalls bei derVerwendung in stationären Anlagen wie

D

Unscheinbar und doch entscheidend…Schlauchleitungen sind sicherheitsrelevante Bauteile und übertragen oftmals unter

härtesten Einsatzbedingungen Druck und Signale. Da sie dabei die Gesamtleistung und

die Sicherheit eines hydraulischen Systems beeinflussen, tragen sie entscheidend zu

dessen Funktionalität bei.

WISSENSWERTES ÜBER SCHLÄUCHE IN HYDRAULISCHEN ANWENDUNGEN

Bild 1: Die Qualität von Hydraulikschlauchleitungen entscheidet massgeblich über die Funktionalität einer Maschine oderAnlage. Bilder: Ittershagen

INFOSTechnische Akademie Esslingen

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www.tae.de

AUTORThilo Ittershagen, Gastdozent TAE

allem in der Baumaschinenbranche, in derLandwirtschaft und im kommunalen Be-reich immer häufiger biologisch abbaubareÖle zum Einsatz, die von vielen Herstellernspezifiziert werden. Diese Flüssigkeiten be-sitzen ein dem Mineralöl vergleichbares Al-terungsverhalten, verfügen über sehr guteSchmierungseigenschaften und sind nach-weislich biologisch schnell abbaubar undsehr umweltverträglich. Doch was bedeutetdieser Trend für den Konstrukteur? Dieserbraucht sich in diesem Punkt glücklicher-weise kaum Sorgen zu machen, da diemeisten Schlauchtypen biologisch abbauba-re Öle problemlos vertragen. Für welchesMedium ein Schlauch geeignet ist, lässtsich am einfachsten von dessen Herstellererfahren. Die entsprechenden Hinweise zurchemischen Beständigkeit finden sich aberauch in den Herstellerkatalogen.

NormenhinweiseIn den vergangenen Jahren traten sowohlauf nationaler als auch internationaler Ebeneeine Reihe von Normen, Vorschriften undGesetze in Kraft, beziehungsweise wurdenbestehende dem aktuellen Kenntnisstandder Technik angepasst.Dies betrifft speziell die Normung und diesicherheitstechnischen Vorschriften in Be-zug auf:•Bestimmungsgemässes Planen, Auslegen

und Montieren•Beurteilen, Erstellen und Dokumentieren

der möglichen Gefährdungen•Eindeutige Kennzeichnung der Produkte

hinsichtlich Einsatzdauer und Druck•Regelmässige Kontrolle und Senkung des

Gefährdungspotenzials•Verantwortung und fachliche Kompetenz

bei der Herstellung und im EinsatzDie ISO 4413:2010 «Fluidtechnik – Allge-meine Regeln an Hydraulikanlagen und si-

cherheitstechnische Anforderungen an de-ren Bauteile» und die deutschsprachige Ver-sion EN ISO 4413:2010 stellt unter ande-rem auch diese Sicherheitsaspekte in denVordergrund. Für die Mitgliedsstaaten derCEN (Comite Europeen de Normalisation),also auch für die Schweiz, besitzt dieseNorm uneingeschränkte Gültigkeit.Es ist nicht einfach, sich in der Vielfalt vonNormen, Vorschriften, Richtlinien und Emp-fehlungen zurechtzufinden. Für den europäi-schen Markt gelten folgende Normen:•EN 853� Gummischläuche mit Drahtge-

flechteinlage•EN 854� Textileinlagen•EN 855� Kunstoffschläuche mit Textilein-

lagen•EN 856� Drahtspiraleinlagen•EN 857� Kompaktschläuche

Kennzeichnung von SchlauchleitungenEine eindeutige Kennzeichnung von Hydrau-likschlauchleitungen ist zwingend vorge-schrieben. Nach DIN EN ISO muss jede Hy-draulik-Schlauchleitung, unabhängig von derSchlauchkennzeichnung, mit den folgendenAngaben dauerhaft gekennzeichnet sein:•Name oder Kennzeichen der Hersteller-

firma,•Betriebsdruck (maximaler Arbeitsdruck der

Schlauchleitung in bar oder MPa) und•Produktionsdatum der Schlauchleitung,

Jahr und Monat.Eindeutig gekennzeichnete Schlauchleitun-gen sorgen für Sicherheit und bieten in derPraxis entscheidende Vorteile. Sie ermögli-chen einen schnellen Austausch und regel-mässige Kontrollen und geben dem Anwen-der eindeutige Angaben zu Druck undVerwendungsdauer. Zudem erfüllen sie alleAnforderungen nationaler und internationa-ler Normen und Vorschriften.

Prüfung von SchlauchleitungenNeu gefertigte Schlauchleitungen werdennach speziellen Anwendervorgaben einerpräzisen Druckprüfung unterzogen. DasTestergebnis wird mit einem Prüfprotokollfür den Kunden dokumentiert. Alle wichti-gen technischen Daten der Schlauchleitungwerden als Qualitätszertifikat mitgeliefert.Durch den Einsatz einer speziellen Prüfflüs-sigkeit, vorrangig in der Einbindezone, kannzusätzlich eine Konservierung der Schlauch-leitung erreicht werden.

Sicherer Einsatz und InstandhaltungSpeziell beim Einsatz von Hydraulik-schlauchleitungen zeigt sich, ob die richti-gen Komponenten ausgewählt wurden unddie Anlage überhaupt den Anforderungenim Feld entspricht. Denn Tatsache ist, ir-gendwann fällt jede Schlauchleitung einmalaus. Leider lässt sich das «Wann» nicht be-antworten. Schlauchleitungen sollten des-halb turnusmässigen Prüfungen unterzogenwerden und bei Bedenken vorsorglich aus-getauscht werden. Eindeutige Merkmale fürden Ersatz einer Leitung sind, wenn:•Die Gummi-Aussenschicht beschädigt ist,

der Druckträger also sichtbar ist.•Der Schlauch geknickt, deformiert oder

verdreht ist oder starke Risse sichtbarsind.

•Die Aussenschicht abgelöst ist.•Die Armatur undicht, verrostet oder nicht

mehr korrekt ist und nicht fest auf demSchlauch sitzt.

Am Ende sorgen die richtige Schlauchaus-wahl und die Einhaltung aller Sicherheitsvor-schriften beim Einsatz für die erforderlicheSicherheit von Mensch, Maschine und Um-welt. ■


•Hydraulikschlauchleitungen dürfen nur fertig kon-fektioniert eingebaut oder von dafür extra geschul-tem Personal hergestellt werden.

•Schlauchleitungen unbekannter Herkunft oder un-vollständiger Kennzeichnung dürfen nicht verwen-det werden.

•Bei der Auswahl von Schlauch, Armatur und Ma-schinen zur Herstellung von Hydraulik-Schlauch-leitungen ist besonders auf die Verwendung ge-prüfter Produkte zu achten

Generelle Festlegungen aus DIN EN ISO

Bild 2: Marktübliche Schlauchklassifikation.


Der VLT Integrated Servo DriveISD 510 (7,5 kW, IP67) besitzt einNenndrehmoment von 1,7 bis15 Nm und lässt sich über Ether-CAT oder Powerlink ansteuern.Er kann im Verbund mit bis zu64 Antrieben eingesetzt werden,wobei die Ansteuerung über einHybrid-Einspeisekabel, das 600und 24 VDC sowie den Antriebs-bus kombiniert, erfolgt. MitLoop-Kabel lassen sich die Signa-le von Motor zu Motor weiter-schleifen (Daisy Chain), wodurchseparate Feedback-Kabel oder zu-sätzliche Verteilerboxen entfallen.Im ersten Schritt sind die Antrie-

be mit Safe Torque Off (STO) aus-geführt, die Implementierungfunktionaler Sicherheit ist in Vor-bereitung. Für das Engineeringsetzt Danfoss auf den Program-mierstandard nach IEC61131-3und bietet so ein offenes Systemmit umfangreichen Funktionsbib-liotheken, zum Beispiel Kurven-scheiben, Synchronisation undMotion-Funktionalitäten. Die hoch-genauen Servoantriebe eignensich besonders für Anwendungenin der Nahrungsmittel-, Getränke-und Verpackungsindustrie, aberauch in vielen weiteren Berei-chen.

Servoantriebe für hochgenaue Anwendungen

Danfoss AG | 4402 Frenkendorf | Tel. +41 61 906 11 [email protected] | www.danfoss.ch

Das Erweiterungsmodul OGD Ex-tensionBox erhöht das Drehmo-ment der VLT OneGearDrive auf1000 Nm. Die Getriebebox lässtsich sehr einfach mit einer Dreh-momentstütze am OGD befesti-gen und besitzt ein Übersetzungs-verhältnis von 3:1. Das Systemkommt ohne Öl aus und ist da-

durch praktisch wartungsfrei. DieKraftübertragung erfolgt übereinen Kevlar-Zahnriemen und ver-meidet somit die bekannten Nach-teile von Getriebestufen. Nebender Standardversion stehen spezi-elle Ausführungen mit Hygienic-Lackierung zur Verfügung, die dieEHEDG-Anforderungen erfüllen.

Drehmoment einfach um Faktor 3 erhöhen

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Der LR17 von PiezoMotor ist daserste Modell einer neuen Serie pie-zoelektrischer LEGS-Motoren, diemit integrierten Absolutencodernausgestattet sind. Das Anhaltemo-ment des Antriebs mit 17 mmDurchmesser beträgt 30 mNm.Dabei bewirkt das selbsthemmen-de Verhalten des Friktionsantriebs,dass der Motor ohne Stromaufnah-

me seine Position hält. Der inte-grierte 15-Bit-Magnet-Absolutenco-der liefert im geschlossenen Regel-kreis eine Auflösung von 0,2 Milli-radian (0,01º), während im offenenRegelkreis Auflösungen erreichtwerden, die unter 1 Mikroradianliegen. Weitere Informationen undDatenblätter unter:www.piezomotor.se

Piezoelektrischer LEGS-Rotationsmotor

FAULHABER MINIMOTOR SA | 6980 Castelrotto | Tel. 091 611 31 [email protected] | www.minimotor.ch

Embedded: Bei denganz Kleinen wirdEnergiesparen ganzgross geschrieben.

Antworten erhalten Sie am 27. August 2013 an der Embedded Computing Conferencean der ZHAW in Winterthur.

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Q U E R S E K T I O N 2 0 0

Mit PushPull-Steckverbindern und FreeCon-Anschlussdosen bietet Weidmüller ein durchgängigesEnergie-Signale-Daten-Installationskonzept für die Roboterverkabelung im Automobilbau. Nam-hafte Automobilhersteller setzen die Komponenten, die sich aber ebenso in anderen industriellenAnwendungen gewinnbringend einsetzen lassen, in ihren Montagestrassen ein.

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68 megalink 8.13 S W I S S T. N E T – N E TWO R K S & C O M M U N I C A TI O N

gesamte Übertragungsstrecke. Im Gegen-satz zu Kategorie-5-Komponenten besitzenRJ45-Module der Kategorie 6A eine deut-lich höhere Systemreserve bei der Daten-übertragung.Der PushPull-Steckverbinder für die Ener-gieleitungen ist mit einem 50-poligen Ein-satz für 16 A ausgestattet, der PushPull-Sig-nalsteckverbinder mit einem 10-poligenHybrideinsatz. Damit steht ein aufeinanderabgestimmtes System zur Verfügung, mitdem eine durchgängige Energie-Signale-Da-ten-Verkabelung vom Schaltschrank zumRoboter möglich wird.Neben der Automobilindustrie kann das In-stallationskonzept auch in anderen industri-ellen Anwendungen eingesetzt werden. Ro-buste Metallgehäuse und die Verwendungder Steadytec-Technologie sichern auch inextremsten Industrieumgebungen eine ma-ximale Lebensdauer. ■

nenten für die Verdrahtung der Schlauchpa-kete reduziert das System den Montage-aufwand um rund 50 Prozent, denn der An-wender kann seine Energie-, Signal- undDatenverbindungen einfach per «Plug &Play» stecken.

Höhere Systemreserve beiDatenübertragung«Sowohl unsere Steckverbinder als auch dieFreeCon-Anschlussdosen sind mit RJ45-Modulen ausgestattet», erläutert KlausLeuchs. «Wir setzen dabei auf RJ45-Kompo-nenten der Kategorie 6A, da auf diese Wei-se in einem Kategorie-5-Channel mehrSteckstellen eingesetzt werden können, alsper Spezifikation vorgesehen.» Profinetsieht eine Begrenzung auf maximal sechsSteckstellen vor. Jede zusätzliche Steckstel-le in einem Kategorie-5-Channel erhöht dieelektrischen Verluste und beeinträchtigt die

ie Roboterverkabelung im Automobil-bau unterliegt strengsten Anforderun-

gen. Zum einen müssen die Komponentenden rauen Bedingungen in den Montage-strassen standhalten, in denen Funken sprü-hen und aggressive Umgebungsbedingun-gen herrschen. Zum anderen gilt es, dieStandards der AIDA (Automatisierungsinitia-tive der deutschen Automobilhersteller) ein-zuhalten, die sich klar zu Profinet und derPushPull-Steckverbindervariante V14 be-kennt. Hinzu kommt der Wunsch des An-wenders nach einer Lösung, die sehr flexi-bel ist und mit wenigen Komponenten eineschnellstmögliche Roboterumrüstung er-möglicht.

Montageaufwand halbiert«Wir haben auf diese Anforderungen re-agiert, indem wir in enger Kooperation mitdem Markt das erste durchgängige Installa-tionssystem für die Übertragung von Ener-gie, Signalen und Daten im Automobilbauentwickelt haben», erklärt Klaus Leuchs,Produktmanager bei Weidmüller. «Push-Pull-Steckverbinder und unsere FreeCon-Anschlussdosen bilden die Basis für denneuen Verkabelungsstandard, der auch alleVorteile der Steadytec-Technologie beinhal-tet.» Steadytec-Produkte zeichnen sich da-durch aus, dass sie hinsichtlich Leistungs-umfang und Sicherheit alle gültigen Normenerfüllen, für hohe Zuverlässigkeit bei derÜbertragung optischer und elektrischer Si-gnale stehen und zu einer erhöhten Anla-genverfügbarkeit führen.Das Installationssystem für die Roboterver-kabelung ist so konzipiert, dass es durch-gängig der Verkabelungsrichtlinie für Profi-net entspricht. Mit seinen aufeinanderabgestimmten, steckbaren Einzelkompo-

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Alle guten Dinge sind drei ...Mit PushPull-Steckverbindern und FreeCon-Anschlussdosen bietet Weidmüller das erste

durchgängige Energie-Signale-Daten-Installationskonzept für die Roboterverkabelung im

Automobilbau an. Namhafte Automobilhersteller setzen die Komponenten, die sich auch

für andere industrielle Applikationen eignen, in ihren Montagestrassen ein.

DURCHGÄNGIGES INSTALLATIONSKONZEPT FÜR DIE ÜBERTRAGUNG VON ENERGIE, SIGNALEN UND DATEN

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Das Installationskonzept besteht aus V14-Steckverbindern mit zwei Einsätzen für Daten und Signale sowie PushPull-Power-Steckverbindern für Energie. Bild: Weidmüller

S W I S S T. N E T – N E TWO R K S & C O M M U N I C A TI O N 8.13 megalink 69

Der IGPS-1042GP-24V verfügtüber vier Gigabit Power over

Ethernet P.S.E. Ports und zweiSFP Glasfaser Ports. Die optischeÜbertragungsgeschwindigkeit derSFP Ports kann mithilfe des inte-grierten DIP-Schalters auf 100oder 1000 Mbps eingestellt wer-den. Damit eignet er sich ideal fürAnwendungen, die eine hoheBandbreite erfordern. Trotz seinerkleinen Eingangsspannung von24 VDC liefert er bis zu 30 W Leis-tung pro Port. Die integrierte Re-lais-Warnfunktion alarmiert Netz-werkmanager bei Port-Ausfällen.Durch die duale, redundante Spei-sung werden Funktionsunterbre-chungen vermieden. Der Betriebs-temperaturbereich des für DIN-Schienen- und Wandmontage aus-gelegten Switches ist mit –40 bis70 °C spezifiziert.

Gigabit-PoE-Switch mit einstellbarerÜbertragungsgeschwindigkeit

MPI Distribution AG | 5405 Dättwil AG | Tel. 056 483 34 [email protected] | www.mpi.ch

Bauteile im Wartungs- oder Stö-rungsfall direkt an der Maschineauswählen? Das funktioniert mitder Eplan Data Portal App, die absofort zweisprachig im iTunesStore verfügbar ist. Mit ihr könnenAnwender auf über 230 000 Bau-teile im Portal zugreifen und mobilGeräte oder Komponenten su-chen und auswählen. Der Waren-korb überführt die gesammeltenDaten nachgelagert ins Original-Projekt von Eplan, sofern der An-wender einen Software-Service-Vertrag besitzt. Vertriebsmitarbei-tende können mit der App hinge-gen direkt auf hinterlegte Kompo-nentendaten zugreifen und so diePotenziale im integrierten Engi-neering aufzeigen. Davon profitiertauch der Anwender, der soschnellen Zugriff auf qualitativ

hochwertige Daten fürs Enginee-ring bekommt. Mehr Infos und Di-rektlink unter www.eplan.de/app.

Eplan Data Portal erleichtertService und Vertrieb

EPLAN Software & Service AG | 8105 Regensdorf | Tel. +41 44 870 99 [email protected] | www.eplan.ch

Der Box-PC ARK-2150 von Advan-tech basiert auf dem ChipsetQM77 und ist mit einem i3- oderi7-ULV-Prozessor der dritten Ge-neration verfügbar. An Schnittstel-len stellt er 4 x GByte Ethernet,4 x COM, USB 2.0/3.0, 8 x DigitalI/O und 3 x mini PCIe bereit. DerBox-PC ist zur Selbstdiagnose fä-hig, mit einer Remote Manage-ment-Software ausgestattet undfür einen Arbeitstemperaturbe-

reich von –20 bis 60°C spezifi-ziert. Er kann mit bis zu 8 GByteDDR3 1600 MHz RAM ausgestat-tet werden und ist in der Lage,bis zu drei Displays unabhängigvoneinander zu steuern. Dafürstehen VGA, DVI, HDMI, Display-port, DirectX11 und OpenGL 3.1bereit. Die Versorgung erfolgtüber 12 bis 24 V (22 W typisch),die Abmessungen betragen264,5 x 75,1 x 133 mm.

Lüfterloser Rechner mit i3/i7-CPU

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Das Mini ITX Board AIMB-274von Advantech basiert auf demIntel Chip mit dem Codenamen«Haswell». Der i7-Prozessor dervierten Generation zeichnet sichdurch eine noch bessere Grafik-leistung und Energieeffizienz aus.

Das Board eignet sich insbeson-dere für 3D-Full-HD-Anwendun-gen. Das AIMB-274 ist mit maxi-mal 16 GByte DDR3 1333/

1600 MHz SDRAM erhältlich undbietet 2 x GByte Ethernet, 4 x SA-TA 3.0, 4 x USB 3.0, 6 x USB 2.0,1 x PCIe x 16, 2 x miniPCIe,1 x COM, 8 bit GPIO und Audio.Da das Board auch mit anderenProzessoren verfügbar ist, liegt

der Leistungsbe-darf zwischen 35und 65 W. Die Ver-sorgung ist dabeimit 3,3, 5 oder12 V möglich. Eskönnen bis zu dreiDisplays unabhän-gig voneinanderangesteuert wer-den, wobei VGA,HDMI, Displayport,LVDS, eDP, Di-rectX 11.1 und

OpenGL 3.2 zur Verfügung ste-hen. Die Abmessungen desBoards betragen 170 x 170 mm.

Mini ITX Board mit Intel-i7-Prozessorund Q87-Chipset

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70 megalink 8.13 VE R B I N D U N G S TE C H N I K

rastgeräusch die Verbindung nachweist, derbestandene 96-Stunden-Salzsprühtest so-wie Schock- beziehungsweise Vibrationsfes-tigkeit gemäss EN 61373 Cat. 1 Class A.Weitergehende Auskünfte, Produkteinfor-mationen oder Funktionsmuster sind telefo-nisch oder unter www.compona.com/vrpcerhältlich.

bis Schutzart IP67 abdichten, ohne bei einerTeilbestückung Blindstopfen einsetzen zumüssen.Die VRPC-Reihe gibt es wahlweise in 3-, 6-oder 12-poliger Ausführung, mit gestanztenoder gedrehten Kontakten. Je nach einge-setztem Kontakt können bis zu 16 A bei 380VAC/500 VDC übertragen werden. Der fle-xible Kabelabgang lässt sich auch als Fixie-rung für die Montage an einer Frontplatteverwenden, wodurch sich die Serie auch inindustriellen Anwendungen einsetzen lässt.Weitere Vorzüge des rechteckigen Kunst-stoff-Steckverbinders sind ein Einschnapp-Mechanismus, der mit einem hörbaren Ein-

ie VRPC-Reihe von ITT macht keineKompromisse. Egal, ob in der Anwen-

dung die Flammwidrigkeit, die Abdichtung,die Gewichtsreduktion, ein flexibles Kon-taktsystem, die Polarisierung oder der Ka-belabgang zuoberst auf der Liste stehen,die neue Reihe vereint alle diese Eigen-schaften. Der Steckverbinder erfüllt dieIRIS-Anforderungen (International RailwayIndustry Standard) und ist daher für Bahnan-wendungen ideal geeignet. Die Eisenbahn-Standards NFF 16-101 & NFF 16-102, Wider-standsfähigkeit gegenüber Feuer undRauch, folgen. Mit einem neuartigen Dich-tungssystem lässt sich der Steckverbinder

D

Keine KompromisseDie High-Performance-Kunststoff-Steckverbinder der VRPC-Reihe von ITT sind eine

flexible, vielseitige und kostengünstige Lösung für den Bahnbereich. Sie sind bis zu

80 Prozent leichter und 30 Prozent kleiner als vergleichbare Metallausführungen und

bieten daher maximale Performance bei absoluter Wirtschaftlichkeit.

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Die VRPC-Reihe von ITT verfügt über einen speziellen Einschnapp-Mechanismus und ist mit unterschiedlichen Pol-Ausführungen erhältlich. Bild: ITT Veam

Die Control Panels ETV 0555 und ETV 0855 im5,7- beziehungsweise 8,4-Zoll-Format erwei-tern die ETV-Serie von Sigmatek. Sie basierenauf EDGE-Prozessoren und haben eine Frontaus eloxiertem Aluminium. Standardmässigstehen je 8 digitale Ein- und Ausgänge zur Ver-fügung. Da die EDGE-Prozessoren eine gutePerformance für mittlere bis komplexe Applika-tionen bei gleichzeitig niedriger Verlustleistungbieten, lassen sich die Panels lüfterlos betrei-ben. Als interner Programm- und Datenspei-cher dient ein 64-MByte-DDR2-RAM, die rema-nente Speichergrösse beträgt 512 kByte. Spei-chermedium für Betriebssystem und anwen-derspezifische Daten ist eine microSD-Karte.Vollgrafikfähige TFT-Farbdisplays mit analogresistivem Film-Glas-Touchscreen und LED-

Hintergrundbeleuchtung erleichtern die Bedie-nung und ermöglichen eine starke Visualisie-rung. Der USB-Port auf der Vorderseite erlaubteinen schnellen Anschluss von externen Spei-chermedien. Zusätzlich besitzen die Panels aufder Unterseite weitere Schnittstellen für Ether-net, VARAN, CAN und USB.

Control Panel mit EDGE-Prozessoren

SIGMATEK Schweiz AG | 8307 Effretikon | Tel. 052 354 50 50 | [email protected] | www.sigmatek.ch

Mit der optionalen Network-Address-Transla-tion-Funktion des Managed-Ethernet-SwitchAllen-Bradley Stratix 5700 können OEM ihreStandardmaschinen an Kunden ausliefern, oh-ne dafür eindeutige IP-Adressen konfigurierenzu müssen. Zudem gibt der Stratix 5700 mitNAT-Technologie Anwendern die Flexibilität,den Netzwerkverkehr zu segmentieren oder zuisolieren, indem sie festlegen, welche Gerätemit dem grösseren Netzwerk verbunden sind.Wird der Zugriff auf bestimmte Geräte be-grenzt, werden sie vom grösseren Netzwerk-verkehr getrennt. So kann die Netzperfor-mance auf lokaler Ebene optimiert werden.Die Switches der Stratix-5700-Serie sind der-zeit in Ausführungen mit sechs, zehn und

zwanzig festen Ports erhältlich. Die Hardwareumfasst Funktionen wie IEEE-1588-Zeitsyn-chronisierung, QoS (Priorisierung) und ResilientEthernet Protocol (REP). Jeder Switch bietetdarüber hinaus doppelte Leistungseingänge,Eingangs- und Ausgangsalarme, Konsolen-Portsowie LWL-fähige SFP-Slots durch DIN-Hut-schienenbefestigung.

Maschinen leichter in Netzwerke integrieren

Rockwell Automation AG | 5000 Aarau | Tel. +41 62 889 77 [email protected] | www.rockwellautomation.com

Automation Studio 4 ist ab sofort für alle An-wender verfügbar. Mit dem ab dieser Versionneuen System-Designer lässt sich Hardware inrealitätsnaher grafischer Ansicht einfach undfehlerarm konfigurieren. Der Designer bieteteine automatisierte Plausibilitätsprüfung undGrund-Parametrierung sowie moderne Kom-fortfunktionen für die Wiederverwendung gan-zer Systemteile. Das erleichtert die Entwick-lung modularer Maschinen mit Varianten undOptionen. Über eine Schnittstelle zu EPLANElectric P8 können Entwickler zudem ECAD-Projekte bidirektional mit der Hardwarekonfigu-ration in Automation Studio abgleichen. DieProjektmodularisierung in Automation Studio 4ermöglicht die Aufteilung jedes einzelnen Pro-

jektes in autonome Module. Diese könnengleichzeitig von mehreren Entwicklern bearbei-tet und getrennt auf die Hardware geladenwerden. Das verkürzt durch Parallelisierung dieEntwicklungszeit und erleichtert die Einbin-dung externer Entwickler sowie die Wiederver-wendung bewährter Systemteile.

Software für smarte Engineering-Prozesse

B&R Industrie-Automation AG | 8500 Frauenfeld | Tel. +41 52 728 00 [email protected] | www.br-automation.com

72 megalink 8.13 A U TO M A TI O N

In Ergänzung zu denbisherigen SchnittstellenRS232 und CAN, die vor-nehmlich für Einachsan-wendungen sowie sepa-rat operierende kleineNetzwerke ausgelegtsind, bieten die neuenMotion-Controller-Versio-nen von Faulhaber nunvolle CANopen-Funktiona-lität gemäss CiA 402. DerBetrieb an übergeordneten Steue-rungen wie SPS und die einfacheVernetzung durch dynamischesPDO Mapping wird insbesonderefür vernetzte Anwendungen in derFabrikautomation und dem Indust-riemaschinenbau bevorzugt. Dasstandardisierte Protokoll mit ent-sprechenden Geräteprofilen er-

laubt hier die synchrone Ansteue-rung mehrerer Achsen. Die Konfi-guration der Antriebe auf Feldbus-ebene, sprich der Motion Control-ler und der daran angeschlosse-nen Motoren, kann dabei wie bis-her über den Faulhaber SoftwareMotion Manager 5 erfolgen.

Motion-Controller-Familie mitCANopen-Schnittstelle

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Die Control Panel undPanel-PC in Edelstahl-ausführung von Beck-hoff werden den ho-hen Anforderungen andie Hygiene in der Le-bensmittel- und Ge-tränkeindustrie ge-recht. Das spaltfreieund flächenbündigeGehäusedesign verhin-dert das Anhaften vonSchmutzpartikeln, wäh-rend die Schutzart IP65 mit flä-chenbündigem Touchscreen in 12-oder 15-Zoll-Ausführung den pro-blemlosen Einsatz von Reini-gungsmitteln erlaubt. Die rück-standsfreien Servomotoren derSerie AM8800 sind ebenfalls inStahl ausgeführt und erfüllen die

FDA-Anforderungen. Da sie nurein Anschlusskabel für Leistungund Datenverkehr benötigen, re-duzieren sich zudem die Material-und Montagekosten. Ausgestattetin IP67 (optional IP69K) sind siesogar für die Reinigung mit Hoch-druckreinigern geeignet.

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B A U E L E M E N TE 8.13 megalink 73

Die TFT-Displays des chinesischenHerstellers DLC Displays lassensich dank ihrer Transflektiv-Metho-de selbst bei sehr hellem Umge-bungslicht sehr gut ablesen. Siesind in den Grössen von 2 bis 15Zoll mit 162 x 220 beziehungswei-se 1024 x 786 dots verfügbar undbieten bei grossen Ablesewinkelnhohe Kontrastwerte und eine ho-

he Farbsättigung. Ihre Reflektions-rate variiert dabei je nach Panelty-pe im Bereich von 0,9 bis 1,3 Pro-zent. Die Betriebstemperatur derRoHs-konformen Displays ist mit–20 bis 70 °C spezifiziert. Sie wer-den mit RGB oder CPU Interfacegeliefert, andere Ansteuermöglich-keiten sind auf Anfrage möglich.

Unter Sonnenlicht lesbare TFT-Displays

Telcona AG | 8154 Oberglatt ZH | Tel. 044 860 25 [email protected] | www.telcona.com

Der PV-Stick reduziert mitseiner Push-in-Anschluss-technik den Verkabe-lungsaufwand von Photo-voltaik-Anlagen um bis zu50 Prozent. Der An-schluss der Steckverbin-der geschieht mit weni-gen Schritten: abisoliertenLeiter in den Steckverbin-der stecken, Verschluss-kappe zudrehen und fertig. Eindeutliches Klickgeräusch signali-siert dabei den sicheren An-schluss. Eine gut sichtbare Mar-kierung an der Verschlusskappedient als exakter Indikator zur Be-stimmung der Abisolierlänge. Lei-terquerschnitte von 4 beziehungs-weise 6 mm² lassen sich in weni-gen Sekunden am PV-Stick an-schlagen, es sind weder Aderend-

hülsen, Crimpkontakte nochCrimpwerkzeug notwendig. Dasergonomische und funktionaleDesign des PV-Steckverbindersermöglicht eine problemlose,schnelle und einfache Konfektio-nierung selbst unter erschwertenBedingungen, etwa bei Arbeitenin grosser Höhe. Der PV-Stick ent-spricht der Norm DIN EN 50521und ist TÜV-geprüft.

Crimpfreie Steckverbinder fürPhotovoltaik-Anlagen

Weidmüller Schweiz AG | 8212 Neuhausen am Rheinfall | Tel. 052 674 07 [email protected] | www.weidmueller.ch

Die DC-DC-Synchron-Abwärtswand-ler ADP2384 4A und ADP- 2386 6 A20 V von Analog Devices integrierenauf einer Fläche von 168 Quadratmil-limetern einen High-Side-Leistung-MOSFET mit 44 mOhm und einenSynchrongleichrichter-MOSFET mit11,6 mOhm. Sie erreichen einenWirkungsgrad von mehr als 95Prozent und können mit Eingangs-spannungen von 4,5 bis 20 V be-trieben werden. Am Ausgang lie-fern sie 0,6 bis 18 V mit einer Ge-

nauigkeit von einem Prozent. Derpräzise Überstromschutz und eineSoftstart-Funktion erlauben dieVer- wendung von kleineren, ex-ternen Induktivitäten, was denPlatzbedarf auf der Leiterplatte re-duziert. Die Wandler verfügen zu-dem über einen Precision-enable-Input und einen Power-good-Out-put, um den Anlaufvorgang zu er-leichtern. Des Weiteren kann dieSchaltfrequenz mit einem exter-nen Taktsignal synchronisiert wer-den, was die Schwebungsfre-quenzen zwischen den Wandlernbeseitigt. Die Devices sind imkompakten 4 × 4-mm- Leadfra-me-Chip-Scale-Gehäuse(LFCSP) mit 24 Anschlüssen lie-ferbar und sind anschlusskompati-bel. Der Betrieb ist bei einerSperrschichttemperatur von –40bis 125 °C spezifiziert.

DC-DC-Wandler mit hohem Wirkungsgrad

RS Components GmbH | 8820 Wädenswil | Tel. +41 44 283 61 [email protected] | www.rsonline.ch

Der Real TimeClock IC von HongKong Crystal bie-tet durch den inte-grierten DTCXO(digital kompen-sierter Quarzoszil-lator) eine extremhohe Ganggenau-igkeit. Er schwingtauf 32,768 kHz,wobei am Aus-gang 32,768 kHz,1024 Hz oder 1 Hzabnehmbar sind. Die Stabilitätüber den Betriebstemperaturbe-reich von –40 bis 85°C beträgt jenach Typ ±3,4 ppm beziehungs-weise ±5 ppm. Die Betriebs-spannung kann zwischen 1,8 und5,5 VDC gewählt werden, wäh-rend der Stromverbrauch mit circa3 μA spezifiziert ist. Der IC decktalle Funktionen wie Kalender, Ti-mer, Alarm und Schaltjahre ab.Der Datenausgang erfolgt über ei-

nen I2C Bus. Der kompakte undmit anderen Herstellern kompati-ble Schaltkreis hat die Abmessun-gen von 7,4 x 10,0 x 3,4 mm. Er istRoHS-konform und ist auf Bandund Rollen verfügbar. Der RTCkann für Anwendungen wie SmartMetering, Verkaufsautomaten,medizinische Geräte, ConsumerElektronik sowie Automotive An-wendungen eingesetzt werden.

Real Time Clock IC

Telcona AG | 8154 Oberglatt ZH | Tel. 044 860 25 [email protected] | www.telcona.com

74 megalink 8.13 I N D U S TR I E B E D A R F / M E S S E N U N D P R Ü F E N

Im FlowinSmart WX, einer Weiter-entwicklung des Solbest/Köwa-Fee-ders, kommen Komponenten derWX-Baureihe von Weller zum Ein-satz. Er fördert Drahtlot ab Durch-messer 0,3 bis 1,0 mm auf die Löt-stelle, wobei in die VorschubeinheitDrahtrollen bis zu 1000 g eingelegtwerden können. Der Vorschublässt sich dabei wahlweise überden Finger- oder Fussschalter akti-vieren. Im Puls-Modus wird derDraht in einer frei wählbaren Ge-

schwindigkeit so lange gefördert,wie der Schalter betätigt wird. ImTimer-Modus wird der Draht in ei-ner definierten Menge der Lötstel-le zugeführt und garantiert dadurchreproduzierbare Resultate. Der Flo-winSmart WX ist in den Leistungs-klassen 40, 65 und 120 W verfüg-bar. Der Feeder wird an die ent-sprechende Versorgungseinheitvon Weller angeschlossen. Für ei-ne Probestellung stehen Vorführ-geräte zur Verfügung.

Automatische Zinnzuführung

Simpex Electronic AG | 8622 Wetzikon ZH | Tel. 044 931 10 [email protected] | www.simpex.ch

Die SNP-P15x-S-Serie von Skynethat eine Fläche von 76,2 x 127 mmGrösse (3 x 5 Zoll) und eine Bauhö-he von 27,1 mm. Auf diesemkompakten Raum bringt sie eineDauerleistung von 154 W. Zusätz-lich kann das Netzteil während 5 smit einer Spitzenlast von 220 Wbelastet werden. Damit das Netz-

teil die Stand-by-0Anforderungenerfüllt, ist ein 5 VDC Hilfsausgangenthalten, der zur Steuerung desRemote On/Off verwendet wer-den kann. Das Netzteil ist alsIndustrie- und Medizinversion(2 x MOPP) erhältlich. Skynet bie-tet standardmässig eine Garantievon 10 Jahren ab Produktion.

150-W-Schaltnetzteil mit geringer Bauhöhe

Simpex Electronic AG | 8622 Wetzikon ZH | Tel. 044 931 10 [email protected] | www.simpex.ch

Binder erweitert seine geradenPower-Stecker und -Dosen um ei-ne gewinkelte Version mitSchraubklemmanschluss und Ka-beldurchlass von 8 bis 10 mm. DieSteckverbinder mit A-Kodierungsind mit den gängigen Sensorvari-

anten kompatibelund für Strömebis 8 A bei 1,5Quadratmillime-ter Anschluss-querschnitt ein-setzbar. Die S-ko-dierten Steckver-binder werdenüber ein Kreuzkodiert, welchesdie hohen Anfor-derungen bezüg-

lich der Luft- und Kriechstreckensicherstellt. Das Einsatzgebiet derT-kodierten Versionen ist dieSpannungsversorgung von Nie-derspannungsgeräten. Im ge-steckten Zustand erfüllen dieSteckverbinder Schutzart IP67.

M12-Power-Winkelverbindermit 8 bis 10 mm Kabeldurchlass

Compona AG | 8320 Fehraltorf | Tel. 0848 840 [email protected] | www.compona.ch

Das Stereomikroskop DV4 liefertdank seiner Zeiss-Optik hochaufge-löste, lichtstarke Bilder und eignetsich besonders für Inspektionsauf-gaben und Qualitätskontrollen in derMaterialproduktion. Stereomikros-kope erzeugen räumliche, seiten-richtige und aufrechte Bilder. Auchplastische Objekte werden naturge-treu wiedergegeben. In Verbindungmit dem Stativ C-LED werden auchim Auflicht, Durchlicht und Misch-licht sehr gute Ergebnisse erzielt.Da sich das Licht über eine Taste re-geln lässt, kann die Beleuchtung mit

den Augen auf dem Okular ange-passt werden. Das Zoomsystemdes DV4 (Zweifachlinse mit stufen-losem Vergrösserungswechsler) ga-rantiert hochaufgelöste, brillante Bil-der von der Übersicht (Zoomfaktor8) bis ins Detail (Zoomfaktor 32).Dabei bleibt das Bild über den ge-samten Zoombereich im Schärfen-bereich. Vorteilhaft ist neben demgrossen Objektfeld der flexibelwählbare Arbeitsabstand. Dieser er-laubt es, unterschiedliche Objekt-grössen unter der Vorsatzlinse zuplatzieren.

Stereomikroskop mit Zeiss-Optik

Hilpert Electronics AG | 5405 Dättwil AG | Tel. 056 483 25 [email protected] | www.hilpert.ch

M E S S E N U N D P R Ü F E N 8.13 megalink 75

Der High-End Signal- und SpektrumanalysatorR & S FSW verfügt über gute Werte in Emp-findlichkeit, Pegelmessdynamik und Phasen-rauschen. Das macht ihn zum idealen Messge-rät für Entwicklung, Verifikation und Produktion

von Komponenten und Endgeräten, wie sie inRadaranwendungen, Satelliten-, militärischenund zivilen Kommunikationssystemen zum Ein-satz kommen. Die Option R & S FSW-K160Rerweitert ihn zum Echtzeit-Spektrumanalysa-tor. Anwender erhalten damit in einem Gerättraditionelle Spektrumanalyse mit sehr gutenHF-Eigenschaften sowie zeitlich lückenloseSpektrumanalyse mit bis zu 160 MHz Darstell-bereich im Echtzeitbetrieb. Dabei erfasst derR & S FSW selbst kurze und sporadisch auftre-tende Ereignisse, die sonst nur schwer undmit hohem Zeitaufwand zu finden wären. De-taillierte Informationen zum R & S FSW und sei-nen Optionen finden sich auf:www.rohde-schwarz.com/product/FSW

Signal- und Spektrumanalysator mit Echtzeit-Option

Roschi Rohde & Schwarz AG | 3063 Ittigen | Tel. 031 922 15 [email protected] | www.roschi.rohde-schwarz.com

Speziell für Anwendungen, die extremen Um-gebungstemperaturen oder starken mechani-schen Belastungen durch Stoss und Vibrationausgesetzt sind, entwickelte KOE Electronicsdas 9-Zoll-IPS-TFT-Display TX23D200VM0BAA.Das Gerät mit den Abmessungen 218,0 x135,0 x 11,2 mm zeichnet sich durch seine ro-

buste Bauweise und seinen weiten Betriebs-temperaturbereich von –30 bis 80 °C aus. Mitseinem 15:9-Bildformat, 800 x 480 PixelWVGA-Auflösung, 170 ° vertikalem und hori-zontalem Betrachtungswinkel, 500 cd/m²Leuchtdichte und einem Kontrastverhältnisvon 800:1 bietet es gute optische Eigenschaf-ten, die es für den Einsatz in anspruchsvollenmedizinischen, automobilen oder auch industri-ellen Anwendungen prädestinieren. Die Ver-wendung der In-Plane-Switching-Technologiegarantiert hierbei ein Optimum an Farbsät-tigung, Farbtreue, Kontrast und Schwarzwer-ten. Die Lebensdauer der hochwertigen LED-Hintergrundbeleuchtung bis zum Erreichen von50 Prozent der angegebenen Leuchtdichte istmit mindestens 70 000 Stunden spezifiziert.

Ausgezeichnetes Bild in rauer Umgebung


Die auf rekonfigurierbarer FPGA-I/O-Technolo-gie beruhende Produktfamilie NI FlexRIO wurdeum sechs auf jetzt über 20 Adaptermodule er-weitert. Die neuen Familienmitglieder bietenunter anderem zusätzliche I/O-Optionen, darun-

ter Digitizer, Signalgeneratoren sowie ZF- undRF-Transceiver. In Kombination mit anwender-programmierbaren FPGA lässt sich mit ihnenbeinahe jede Prüfanwendung durchführen –von der Spektrumüberwachung in Echtzeit undRF-Modulation/-Demodulation bis hin zur Infor-mationsgewinnung aus Signalen (SIGINT) undder Prototypenerstellung von RF-Kommunikati-onssystemprotokollen. Da die Module von derParallelität und der Datenflussprogrammierungder NI-LabVIEW-RIO-Architektur profitieren,können sie auch ohne Kenntnisse in der Hard-ware-Beschreibung einfach angesteuert wer-den.

Zuwachs für NI-FlexRIO-Produktfamilie

National Instruments | 5408 Ennetbaden | Tel. 056 200 51 [email protected] | www.ni.com/switzerland

fertigungs-technologien für kabel und steckverbinder

Highlight Segment 2013

mehr informationenwww.productronica.com/2013

20. internationale leitmesse fürinnovative elektronikfertigung

messe münchen 12. – 15. november 2013 www.productronica.com

Tagesbus am 14. Nov. 2013à CHF 165.–Informationen bei:INTERMESS DÖRGELOH AGTel. 043 [email protected]

Grosse Tastweiten bis zu 800 mmund Reichweiten bis 15 m zeich-nen den optischen Sensor OI Cu-be von ifm electronic aus. Selbstharte industrielle Bedingungen be-einflussen die Tastweite nicht, diedirekt am Mehrgang-Potenziome-ter eingestellt werden kann undper Skala ablesbar ist. Als Licht-taster arbeitet der Sensor weitest-gehend farbunabhängig, sodass

Objekte mit unter-schiedlichen Ob-jektoberflächen oh-ne Nachjustierungsicher erfasst wer-den. Das Metallge-häuse mit solidemM30-Gewinde istextrem robust aus-gelegt. Auch ohnezusätzliche Schutz-gehäuse widerstehtder Sensor Schlä-

gen und Stössen. Eine Besonder-heit ist die Schaltpunkteinstellungmittels Mehrgang-Potenziometerund Entfernungsskala. Die Umdre-hungen und der Skalenwert sindlinear zur Entfernung. Der Schalt-punkt kann somit schon vor derInbetriebnahme stromlos einge-stellt werden und ist jederzeit amSensor ablesbar.

Optiksensor mit hoher Tast- und Reichweite

ifm electronic ag | 4624 HärkingenTel. 0800 88 80 [email protected] | www.ifm.com/ch

76 megalink 8.13 M E S S E N U N D P R Ü F E N

Baumer hat die NextGen-Senso-ren der Baureihe O500 um dieBaureihe O300 erweitert. Wäh-rend die etablierte Serie Anwen-dungen mit grösserer Reichweiteadressiert, ist die ergänzende fürAnlagen mit sehr beengten Platz-verhältnissen gedacht. Dabei funk-tioniert der O300 durch seineFremdlichtsicherheit selbst beischwierigsten Lichtverhältnissenperfekt, während sein ASIC für

Farbunabhängigkeit beider Detektion der Objektesorgt. Sein auf die Befes-tigungslöcher ausgerich-teter Lichtstrahl reduziertden Justageaufwand aufein Minimum. Durch dieeingepresste Metallhülseist ausserdem ein robus-ter und sicherer Einbaugewährleistet. Die Berüh-rung der Teachfläche miteinem beliebigen ferro-

magnetischen Werkzeug, zumBeispiel einem Schraubenzieher,genügt bereits, um den Sensor zuprogrammieren. Ein blaues LED-Licht gibt ein klares optischesFeedback. Erhältlich ist die neueBaureihe mit drei Prinzipien: alsLichttaster mit Hintergrundaus-blendung, als Reflexionslicht-schranke und mit der von Baumerentwickelten SmartReflect-Tech-nologie.

Optosensoren jetzt in zwei Baugrössen

Baumer Electric AG | 8500 Frauenfeld | Tel. +41 52 728 13 [email protected] | www.baumer.com

Mit dem Magnus HDPrestige geht Tagarnoeinen neuen Weg inder Welt der Mikros-kopie, indem Merk-male wie optischeund digitale Vergrös-serung, Autofokus,HD-Bildauflösung, Er-gonomie und einfa-che Dokumentation ineinem intuitiv bedien-baren System vereint wurden. Jenach Linse wird eine Vergrösse-rung von 6- bis zu 500-fach aufeinem 22-Zoll-Monitor erzielt. DieArbeitshöhe zwischen Linse undAuflage beträgt niemals wenigerals 33,4 mm, sogar bei höchsterAuflösung mit einer +50-Linse.Das Zoom ist stufenlos und ruckel-frei regelbar. Ein weiteres Merk-mal ist der Autofokus, welchersofortige Bildschärfe bei jeglicher

Vergrösserung liefert. Zur Begut-achtung von Objekten mit unter-schiedlichen Niveaus kann jedochjederzeit in den manuellen Fokusumgeschaltet werden. Das Ins-pektionssystem liefert Bilder mit60 fps, was ein sauberes Live-Bildohne Verzögerungen ermöglicht.Dadurch lässt sich das Objektunter der Linse bewegen unddennoch ergibt sich ein messer-scharfes Live-Bild.

Inspektionssystem liefert messerscharfesLive-Bild

Hilpert Electronics AG | 5405 Dättwil AG | Tel. 056 483 25 [email protected] | www.hilpert.ch

Mit der ÖKD-Kalibrierung vonDrucksensoren für Absolut-, Dif-ferenz- und Relativdruck wird dasAngebot des E+E-Kalibrierserviceweiter ausgebaut. Der Kalibrier-bereich für Absolutdruck reichtvon 0,1 bis 101 bar und für Diffe-renzdruck von 0 bis 9 bar. Akkre-ditierte ÖKD-Laboratorien verfü-gen über validierte Kalibrierver-fahren, die durch die staatlicheAkkreditierungsbehörde in dentechnischen Details geprüft, frei-gegeben und überwacht werden.ÖKD-Kalibrierzertifikate erfüllen al-le Anforderungen der DIN ENISO/IEC 17025 und weiterer ge-setzlicher Regelungen im österrei-chischen Kalibrierdienst. Sie die-nen zum Nachweis der Rückführ-barkeit von Kalibrierungen für dasindustrielle Messwesen und zurrechtlich gültigen Nachweisfüh-rung bezüglich zugesicherter Pro-

dukteigenschaften geprüfter Pro-dukte. Bisher bot das E+E-Kalib-rierlabor bereits ÖKD-Kalibrierun-gen von Messgeräten für Luft-feuchte, Taupunkt, Temperatur,Luftgeschwindigkeit und Luft-durchfluss an. Die Websitewww.kalibrierdienst.at informiertüber alle Leistungen der E + E-Kali-brierstelle.

E + E Elektronik als ÖKD-Kalibrierstellefür Druck akkreditiert

E + E Elektronik Ges.M.B.H. | 4209 Engerwitzdorf 7 | Tel. +43 7235 605 [email protected] | www.epluse.com

M E S S E N U N D P R Ü F E N 8.13 megalink 77

Der Power Monitor erfüllt die Ge-nauigkeitsanforderungen gemässIEC 62053-21 und misst und visu-alisiert Strom, Spannung, Leis-tung, Wirkfaktor sowie Schein-und Blindleistung bei jeder ange-schlossenen Phase sowie in derSummenzeile. Er erfasst bereitsStröme ab 1 mA, wodurch er bei-spielsweise auch in der Lage ist,den Stand-by-Verbrauch von Gerä-ten zu erfassen. Auf einen Blick

erkennen Anwen-der die Messwertedes vierzeiligen,hintergrundbe-leuchteten LCD-Displays. Der Po-wer Monitor bietetfrontseitig IP51 undzeichnet sich durcheinfache Installationund Bedienbarkeitaus. So sorgen zumBeispiel grosse

Softkeys für eine sichere Navigati-on im Menü. Zur Kommunikationintegriert er eine RS485-Schnitt-stelle und einen USB-Anschluss.Dabei eignet er sich für neue Anla-gen und Maschinen ebenso wiefür Nachrüstungen, denn er ist inallen elektrisch versorgten Anla-gen installierbar. Anwender legendamit den Grundstein für den Auf-bau ihres Energiemanagement-systems.

Elektrische Kenngrössen leicht erfasst

Weidmüller Schweiz AG | 8212 Neuhausen am Rheinfall | Tel. 052 674 07 [email protected] | www.weidmueller.ch

Die M-Bus-MasterklemmeKL6781 im kompakten 12-mm-Ge-häuse erlaubt den direkten An-schluss von bis zu 40 M-Bus-Gerä-ten mit je 1,5 mA Stromaufnah-me. Sollen weitere Teilnehmer an-geschlossen werden, muss ledig-lich eine weitere KL6781 in denBusklemmenstrang eingesetztwerden. Die M-Bus-Masterklem-me wandelt die Daten des inter-nen Klemmenbusses in M-Bus-konforme Physik um. Hierfür ste-hen 24-Byte-Daten pro Klemmezur Verfügung. Die Softwarebiblio-thek TwinCAT PLC M-Bus, diedem Anwender kostenlos zur Ver-fügung steht, erleichtert die An-bindung von M-Bus-Geräten zahl-reicher Hersteller durch vordefi-nierte Profile. Neben der Gebäu-deautomation ist die M-Bus-Lö-sung auch im Maschinen- und An-

lagenbau einsetzbar, wo beispiels-weise Verbrauchsdatenzähler mitM-Bus-Schnittstelle zur Erfassungvon Lastspitzen eingesetzt wer-den.

Energieverbrauchsmessung imBusklemmenformat

Beckhoff Automation AG | 8200 Schaffhausen | Tel. +41 52 633 40 [email protected] | www.beckhoff.ch

Die Vektornetzwerkanaly-satoren der MittelklasseR & S ZNB20 und R & SZNB40 sind für die Fre-quenzbereiche von 100kHz bis 20 GHz sowie 10MHz bis 40 GHz ausge-legt. Beide Geräte verfü-gen über zwei Messtoreund einen Dynamikbe-reich von bis zu 135 dB.Das R & S ZNB20 bietet hohe Dy-namik bereits ab seiner Startfre-quenz von 100 kHz, was bei Mes-sungen an breitbandigen Messob-jekten oder Komponenten erfor-derlich ist. Die Messzeit von 5 msbei 401 Punkten sorgt für hohenDurchsatz in der Produktion. Derweite elektronische Stellbereichdes Ausgangspegels von bis zu 70dB erlaubt die schnelle Analysedes Klein- und Grosssignalverhal-tens aktiver Bauelemente. Beide

Geräte sind intuitiv über denTouchscreen zu bedienen. Durchdas Bedienkonzept mit besondersflacher Menüstruktur erreicht derAnwender die Gerätefunktionen inmaximal drei Bedienschritten. Da-bei bietet der 30 cm grosse Bild-schirm reichlich Platz für die über-sichtliche Darstellung der Mess-ergebnisse. Ein Viertormodell desR & S ZNB20 wird im Herbst 2013die ZNB-Familie komplettieren.

Netzwerkanalysatoren mit bis zu 40 GHz

Roschi Rohde & Schwarz AG | 3063 Ittigen | Tel. 031 922 15 [email protected] | www.roschi.rohde-schwarz.com

Die universellen und pro-grammierbaren NetzteileNI PXIe-4112 und NIPXIe-4113 bieten einesehr hohe Leistungsdich-te im PXI-Formfaktor undbilden die Grundlage fürautomatisierte Testsyste-me. Dabei hilft ihre hoheLeistungsdichte, denPlatzbedarf im Rack zuverringern und gleichzeitigden Entwicklungsprozesszu vereinfachen, sodass unter-schiedliche Formfaktoren nichtmehr kombiniert werden müssen.Die Module verfügen über zweiStromversorgungskanäle mit einerLeistung von 60 W in einem PXI-Express-Steckplatz. Das NetzteilNI PXIe-4112 bietet 60 V bei 1 Apro Kanal und das NI PXIe-4113liefert 10 V bei 6 A pro Kanal. In

Kombination können die zwei Ka-näle eine Leistung von 120 W er-reichen. Zur einfachen Synchroni-sation von Messungen könnenAnwender die Netzteile mit mehrals 1500 modularen PXI-Messge-räten kombinieren und die Mess-geräte über die Backplane desPXI-Express-Chassis triggern.

Programmierbare Netzteile schaffenPlatz im Rack

National Instruments | 5408 Ennetbaden | Tel. 056 200 51 [email protected] | www.ni.com/switzerland

Antriebe/Fluidik

Antriebstechnik

Antriebs- und Regeltechnik AGMühlentalstrasse 372CH-8200 SchaffhausenTel. 052 / 643 10 00, Fax. 052 / 643 10 [email protected], www.amk-antriebe.ch

ZF Services Schweiz AG

Mattenweg 13855 BrienzTel. + 41 33 952 24 24 Fax + 41 33 952 24 [email protected]

Alfred Imhof AGJurastrasse 10, 4142 MüchensteinTel. 061 417 17 17, Fax 061 417 17 00

E-Mail: [email protected]: www.imhof-sew.ch

Bauteile und Distribution

Distribution is today.Tomorrow is EBV! www.ebv.com

CH-8953 DietikonBernstrasse 394Tel. +41 (0)44 745 61 61Fax +41 (0)44 745 61 00

CH-1010 LausanneAv. des Boveresses 52Tel. +41 (0)216 54 01 01Fax +41 (0)216 54 01 00

OPTO LOGIC TECHNOLOGY SARte de Vevey 105, CH-1618 Châtel-St-DenisTel. +41/21/948 20 80, Fax +41/21/948 20 88

[email protected], www.optologic.ch

LCD Displays, TFT Displays, Touch Panels, Thermal printers,Impact printers, Kiosk printers, TFT Monitors, Panel PC’s.

Avnet EMG AG · Silica & Avnet Memecausfahrt 46 · Rössliweg 29b · CH-4852 Rothrist · Switzerland

Phone: +41/(0)62 919 55 26Fax: +41/(0)62 919 55 00

www.silica.com www.avnet-memec.eu

Volketswil: Tel. +43 355 33 66 · [email protected]/Bienne: Tel. +32 366 85 65 · [email protected]

MSC-Gleichmann Schweiz AG

www.msc-ge.com

Bildverarbeitung

Postfach, CH-8603 Schwerzenbach, Tel. 044 908 13 60www.fabrimex-systems.ch, [email protected]

Eichenstrasse 2 Tel. +41 55 415 90 90CH-8808 Pfäffikon SZ Fax. +41 55 415 90 [email protected] www.stemmer-imaging.ch

Dienstleistungen

ElektronikfertigungSystembauKabelkonfektion

www.hadimec.com

Elektronikfertigung

Tel. +41 (0)56 675 10 10 • Fax +41 (0)56 675 10 [email protected] • www.assemtron.ch

Elektronikfertigung • KabelkonfektionBaugruppen • Komplett-Systeme

ASSEMTRON AG CH-5630 Muri AG

Iftest AG, CH-5430WettingenTel. 056 437 37 [email protected], www.iftest.ch

Systempartner für innovative Industrie- und Medizin-Elektronik

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Bachstr. 30, 8912 Obfelden, +41 (0)43 322 66 [email protected]

Hydraulik

Aahusweg 8, Fänn Tel. 041 799 49 49 [email protected] Küssnacht Fax 041 799 49 48 www.atphydraulik.ch

Industrie-PCs

Postfach, CH-8603 Schwerzenbach, Tel. 044 908 13 60www.fabrimex-systems.ch, [email protected]

Kabel

www.heiniger-ag.ch

Heiniger Kabel AG, 3098 Köniz

3M (Schweiz) AG Tel. 044 724 93 52Eggstrasse 93 Fax 044 724 94 40 8803 Rüschlikon www.3m.com/interconnects

Messen + Prüfen

78 megalink 8.13 L I E F E R A N TE N VE R Z E I C H N I S

Sensoren

Stecker

3M (Schweiz) AG Tel. 044 724 93 52Eggstrasse 93 Fax 044 724 94 40 8803 Rüschlikon www.3m.com/interconnects

USV – Unterbrechungsfreie Stromversorgung

CTA Energy Systems AG3110 MünsingenTel. 031 720 15 [email protected]

usv .ch

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Beratung, Planung, Verkauf & ServiceNewave Energy AG5432 Neuenhof, Tel. 056 416 01 01 2504 Biel, Tel. 032 366 60 [email protected]

Wickelgüter

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Megalink - Elektronik + AutomationISSN 1662-955820. Jahrgang «Megalink» 29. Jahrgang «EC Woche»34. Jahrgang «Precision» 52. Jahrgang «Elektroniker»www.megalink.chTotal verkaufte Auflage: 2310 Ex., Total Zielversand/Gratis: 5610 Ex.

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GeschäftsführerChristoph Marty

Leiterin ZeitschriftenRatna Irzan

RedaktionMegalink, Neumattstrasse 1, Postfach, CH-5001 AarauTel. +41 (0)58 200 56 42, Fax +41 (0)58 200 56 61Chefredaktor: Markus Back, Tel. +41 (0)58 200 56 59

CopyrightMit der Annahme von Manuskripten durch die Redaktion und derAutor-Honorierung durch den Verlag erwirbt der Verlag dasCopyright und insbesondere alle Rechte zur Übersetzung und Veröf-fentlichung der entsprechenden Beiträge in anderen verlagseigenenZeitschriften sowie zur Herausgabe von Sonderdrucken. Für unver-langt eingesandte Text- und Bildunterlagen übernimmt die Redak-tion keine Gewähr. Produkte und Highlights sind kostenpflichtig.Nachdruck, auch auszugsweise, nicht gestattet.

Leiter WerbemarktJürg Rykart, Tel. +41 (0)58 200 56 04

AnzeigenThorsten Krüger, Tel. +41 (0)58 200 56 32Verena Müller, Tel. +41 (0)58 200 56 42Anzeigentarif unter www.megalink.ch

Leiter Lesermarkt/OnlineValentin Kälin

[email protected], Tel. +41 (0)58 200 55 64

PreiseAbonnementspreis Fr. 84.–,Ausland Fr. 85.– plus Postgebühren

Layout/ProduktionUrsula Urech

DruckVogt-Schild Druck AG, 4552 Derendingen

Ein Produkt der

Verleger: Peter Wannerwww.azmedien.ch

Namhafte Beteiligungen nach Art. 322 Abs. 2 StGB:AZ Anzeiger AG, AZ Fachverlage AG, AZ Management Services AG,AZ Regionalfernsehen AG, AZ TV Productions AG, AZ Verlagsservice AG, AZ Vertriebs AG, AZZeitungen AG, Belcom AG Dietschi AG, Media Factory AG, Mittelland Zeitungsdruck AG,Vogt-Schild Druck AG, Vogt-Schild Vertriebs GmbH, Weiss Medien AG

Impressum

Megalink 9 -13

erscheint am 24. 09. 2013

Vorzugsthemen: Messtechnik & Sensorik, Automation, Industrie-Informatik mitMarktübersicht Gehäuse und Produktübersicht USV, Rückblick Embedded Compu-ting Conference in Winterthur, Perspektiven für den Wirtschaftsstandort Schweizaus Sicht des ehemaligen Noten- und jetzigen UBS-Bankers Dr. Cäsar Lack.Inserateschluss: 03.09.2013

Vorschau

ABB Schweiz AG 36, 51

Arrow Electronics 30

Astrel AG 41

B&R Industrie-Automation AG 46, 71

Baumer Electric AG 15, 46, 76

Beckhoff Automation AG 31, 48, 72, 77

Bibus Hydraulik AG 45

Bosch Rexroth Schweiz AG 61, 62

bytes at work AG 33

CL-Electronics GmbH 72

Compona AG 3, 70, 74

Control Techniques AG 53

Danfoss AG 66

E & E Elektronik Ges.M.B.H. 76

Endress+Hauser Metso AG 16

EPLAN Software & Service AG 69

Farnell AG 33

Faulhaber Minimotor SA 66, 72

Finder (Schweiz) AG 25

FlowCAD Schweiz AG 2

GLYN GmbH & Co. KG 26, 33

Harting AG 29

Hilpert Electronics AG 49, 74, 76

Huber+Suhner AG 55

ifm electronic ag 45, 76

Iftest AG 43

Intermess Dörgeloh AG 75

Kontron AG 47

Maxon Motor AG 14

Microchip Switzerland GmbH 32

MPI Distribution AG 19, 69

MSC-Gleichmann Schweiz AG 5, 28, 32, 33, 75

National Instruments Switzerland US 4, 75, 77

Newave Energy AG 43

Parkem AG 7

Pepperl + Fuchs AG Titelseite, 24

Phoenix Mecano Komponenten AG 41

PowerParts AG 13

REFU Elektronik GmbH 60

Rittal AG 8

Rockwell Automation AG 46, 56, 71

Roschi Rohde & Schwarz AG 45, 52, 75, 77

RS Components GmbH US 2, 73

Schmersal Schweiz AG 38

Siemens Schweiz AG 23, 57, 58

SIGMATEK Schweiz AG 71

Simpex Electronic AG 74

Spectra (Schweiz) AG 37

Stemmer Imaging AG 6

Swiss Technology Network 12, 66

Swisspower Energy AG 11

Syslogic Group 35, 50

Technische Akademie Esslingen 64

Telcona AG 73

Trenew Electronic AG 39, 69

Verband Schweizer Medien US 3

Weidmüller Schweiz AG 67, 68, 71, 73, 77

Wetter AG 44, 45, 46

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eigenverantwortliches Arbeiten

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Kommunikation

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© 2013 | National Instruments, NI, ni.com und LabVIEW sind Marken der National Instruments Corporation.Die Alliance Partner von NI sind unabhängige Unternehmen und stehen in keinem Agentur-, Kooperations- oder Joint-Venture-Verhältnis zu NI.

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megalink 08/2013