Für die Logistik von morgen

Flexibles Gehäusekonzept für ein IoT-Gateway

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Das Nürnberger Unternehmen MyOmega Systems hat ein IoT-Gateway entwickelt, das zur Überwachung und Steuerung von Maschinen sowie in der Produktion und Logistik eingesetzt wird. Als Gehäuse für das Gateway mit dem Namen d3 dient das universelle Elektronik-Gehäuse UCS von Phoenix Contact. Am Beispiel einer Logistik-Applikation werden die Funktionen des Gateways und die Vorteile des Gehäuses.

Überwachung und Steuerung von Maschinen, Produktion und Logistik – das ist die Kernaufgabe des IoT-Ecosystems im Rahmen der Industrie 4.0-Strategie der MyOmega Systems GmbH. Als Ecosystem bezeichnet man in diesem Zusammenhang geschlossene Systeme aus Prozessen, IT-Lösungen und Geräten. Dieser Aufgabe widmet sich MyOmega seit der Gründung im Jahre 2013. Das international besetzte Team rekrutiert sich aus Spezialisten aus dem Mobilfunk- und IT-Bereich und kann auf eine Vielzahl entsprechender Patente verweisen.

MYNXG – Plattform für IoT

„Basierend auf einer fundierten Plattformerfahrung haben wir unser vierlagiges IoT-Ecosystem MYNXG in mehrjähriger kontinuierlicher Forschungs- und Entwicklungsarbeit entwickelt“, erklärt Bernd Möller, Geschäftsführer von MyOmega. „MYNXG umfasst alle Lösungselemente vom Sensor über das Gateway bis zur Visualisierung und Verarbeitung der Daten in der Cloud.“

Applikationsbeispiel C-Teile-Logistik

Eine Applikation, die die Stärken dieser IoT-Plattform zeigt, findet sich bei der Logistik von C-Teilen – Artikel mit meist geringem Wert und hohen Beschaffungskosten. Beim C-Teile-Management geht es um die Optimierung der Beschaffungsprozesse: der kritischste Moment in der Logistikkette ist immer die Erkenntnis, dass ein Teil neu bestellt werden muss. Häufig ist die Handhabung der in den genormten Kleinladungsträgern – kurz KLT – gelagerten und als C-Teile bezeichneten Komponenten problematisch.

Abhilfe schaffen sogenannte Kanban-Systeme – mit einer Methode der Produktionsprozess-Steuerung, die sich am tatsächlichen Verbrauch von Materialien am Bereitstell- und Verbrauchsort orientiert. „In unserer hier gezeigten Logistik-Applikation erfasst der Kamerasensor die Füllstände in den KLT und kommuniziert die relevanten Daten an das Gateway d3“, erläutert Möller. „Dieser automatisierte Prozess kann den Lagerbestand deutlich reduzieren.“

Das IoT-Gateway spielt eine zentrale Rolle

Als IoT-Ecosystem spielt die MYNXG-Plattform bei allen Applikationen eine zentrale Rolle: in Produktionsprozessen, bei der Überwachung von Tankanlagen, bei der Überwachung von Motoren und bei Prozessen in der Logistik. Diese Applikationen stellen hohe Anforderungen an das Gateway – im Hinblick auf Edge Computing, Kommunikation und Sicherheit. Das gilt auch für das Gateway d3, das als Kernkomponente eines IoT-Systems unterschiedliche Anwender-Anforderungen erfüllen muss.

Die Zuverlässigkeit der Elektronik sowie die Eignung für zukunftsweisende Anwendungen sind die übergeordneten Themen für die Nutzer eingebetteter Systeme. Dabei spielt auch immer der Wunsch nach einer hohen Flexibilität und einer langfristigen Verfügbarkeit eine zentrale Rolle. Das d3-Gateway basiert auf einem handelsüblichen Motherboard vom Typ COM Express mit einem Prozessor vom Typ Intel Atom. In Verbindung mit einem selbstentwickelten Daughterboard können kundenspezifische Anforderungen schnell umgesetzt werden. Basierend auf dem Gateway-Betriebssystem vereint MYNXG die Vorteile von Android- und Linux-Umgebungen.

UCS-Gehäuse als ideale Verpackung

Bei der Auswahl des Gehäuses entschied sich MyOmega für das Universal Case System UCS von Phoenix Contact. „Weil unsere Hardware im industriellen Umfeld robust und zuverlässig ausgelegt sein muss, kommt uns die Gehäusefamilie UCS sehr entgegen“, begründet Möller seine Wahl. „Außerdem legen wir viel Wert auf die Modularität der Gehäuseteile.“

Das UCS-Gehäuse setzt sich aus zwei identischen Halbschalen, herausnehmbaren Seitenwänden sowie farblich abgesetzten Eckeinlegern zusammen. Diese übernehmen auch die Befestigung des Motherboards. „Mit seinen zahlreichen Schnittstellen können wir unser Gateway leicht an die Anforderungen des Anwenders anpassen“, betont Bernd Möller. „Hier unterstützt das Gehäusesystem UCS, indem lediglich die entsprechenden Seitenwände an die Anforderungen angepasst werden müssen, und das bei allen vier Seitenwänden.“ Die restlichen Teile bleiben unangetastet.

Die in verschiedenen Farben erhältlichen Eckeinleger lassen eine schnelle und kostenoptimierte Individualisierung zu. Mit den beiden Grundfarben der Halbschalen und der Seitenwände sowie den individuellen Teilen aus dem Baukastensystem lassen sich ganz unterschiedliche Design-Konzepte umsetzen. Mittels verschiedener Zubehörteile lässt sich das d3-Gateway je nach Anforderung auf der Tragschiene im Schaltschrank, an der Wand oder auf dem Tisch anbringen.

„Zur Wand- und Tischmontage nutzen wir einen Adapter aus dem UCS-Zubehörprogramm, der von außen aufgerastet wird“, so der MyOmega-Chef. „Will ein Kunde unser Gateway in seinen Schaltschrank montieren, bekommt er ein Gehäuse mit Tragschienenadapter-Seitenwand.“ Dieser Tragschienenadapter wird einfach gegen eine Seitenwand getauscht. Auf die sonst üblichen Fußriegel oder Federn kann durch die ausgeklügelte Konstruktion des Tragschienenadapters verzichtet werden.

Von der Kamera auf den Monitor

Das in den KLT integrierte, intelligente Kameramodul – das TracoBin-System – sendet seine Daten über das kapillare ISM-Band bei 868 MHz an das Gateway d3, wo sie verarbeitet und analysiert sowie als relevante Informationen in die Cloud übermittelt werden. Geht man von bis zu 1500 Sensoren aus, die alle sechs Stunden ein Bild übermitteln, ist schnell klar, welches gewaltige Datenvolumen hier zu handhaben ist. Wird dieses auf ein für die weitere Bearbeitung deutlich reduziertes Maß begrenzt und via Gateway an die Cloud kommuniziert, lassen sich nahezu latenzfreie Aktionen realisieren. Diese Aktionen können dann – auf der MYNXG-Plattform visualisiert – auf dem Monitor ausgegeben werden.

Fazit

Damit ist das auf einem Gehäuse der UCS-Serie aufbauende Gateway d3 mit der MYNXG-Plattform, die sich an vorhandene Infrastrukturen optimal anpasst, zentraler Baustein zur Digitalisierung industrieller Prozesse. Die Gehäusefamilie UCS bietet auch für künftige Ausbaustufen des Gateways eine solide Basis. Möller: „Dessen hohe Flexibilität auf der funktionalen Seite wird von der Anpassungsfähigkeit der UCS-Gehäuseserie flankiert.“ Auch die „Initiative Mittelstand“ konnte die IoT-Plattform von MyOmega überzeugen: Der Innovationspreis IT in der Kategorie Industrie & Logistik ging 2018 nach Nürnberg.


Elektronik-Gehäuse für Embedded Systems

Die Vorteile von UCS auf einen Blick:

  • Hohe Flexibilität in der Anwendung dank modularem Gehäuseaufbau
  • Flexible Platinenbefestigung für nahezu jeden Formfaktor
  • Einfache Anpassung an kundenspezifische Anforderungen
  • Schnelle und individuelle Auswahl des Gehäusesystems mittels Online-Konfigurator
  • Einfacher und schneller Design-in-Prozess
  • Effiziente und komfortable Handhabung der Geräte bei Installation, Inbetriebnahme und Wartung
  • Vereinfachte Lagerhaltung der Geräte für Wand, DIN-Schiene oder Tischplatte
  • Reduzierter Logistikaufwand dank miteinander kompatibler Komponenten
  • Optisch ansprechendes Geräte-Design

Dipl.-Ing. (FH) Ralf Bißmeier,

Product Manager Electronics Housings, Business Unit Device Connector Solutions,

Phoenix Contact, Blomberg


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