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IIoT 30 Trend Guide Industrie 4 0 IIoT KI 2025 www markttechnik de - Industrial Communication Subsystem Gigabit Für die Echtzeit-Vorverarbeitung und -Erfassung von Daten sind PRU-ICSSG und Cortex-R5F zuständig Die R5F-Cores können über dedizierte Low-Latency-Pfade echtzeitkritische Signale deterministisch verarbeiten und die PRU-ICSSG kann zudem zeitkritische industrielle Protokolle wie Profinet und Ether-CAT zur Kommunikation verwenden Mittels Fast Fourier Transformation FFT werden Daten vorverarbeitet und gefiltert Dadurch reduzieren sich die Rohdaten bevor sie weiterverarbeitet werden etwa mit einem Edge Device Die Echtzeitfähigkeit ist hierbei entscheidend weil Maschinenzustände präzise erfasst werden müssen Typischerweise läuft in den A53-Cores das übergeordnete Linux-Betriebssystem Hier lassen sich beispielsweise Predictive-Maintenance-Algorithmen zur Anomalieerkennung ausführen - dies ermöglicht eine Zustandsbewertung in Echtzeit um mögliche Alarme rechtzeitig auszulösen Darüber hinaus managen die A53-Cores die Maschinezu-Maschine-Kommunikation mittels MQTT Message Queuing Telemetry Transport oder komplexer Protokoll-Stacks für eine sichere Übertragung der zusammengefassten und analysierten Daten an die Cloud oder ein MES Manufacturing Execution System Die PRU-ICSSG ist für industrielle Ethernet-Stacks wie EtherCAT Prozielt darauf ab Maschinenausfälle durch kontinuierliche Zustandsüberwachung Condition Monitoring und vorausschauende Analyse zu verhindern In alten Anlagen wird meist strikt nach Wartungsplan präventiv oder betriebsstundenbedingt etwas unternommen Weil dies längst nicht mehr zeitgemäß ist und zu langen Stillstandszeiten bei einem unvorhergesehenen Ereignis führen kann wird stattdessen der ideale Wartungszeitpunkt vorhergesagt und werden unnötige Verzögerungen vermieden Dadurch verlängert sich mit Predictive Maintenance auch die Lebenszeit der Anlage und der Geräte in der Fertigung Wichtig hierbei ist die Integration von Sensoren und Gateways weil viele ältere Anlagen nicht im Netzwerk integriert sind da ihnen eine moderne Netzwerkschnittstelle fehlt Durch die Nutzung eines Gateways lassen sich Daten von Sensoren sammeln konzentrieren und verarbeiten und an ein übergeordnetes System oder in die Cloud weiterleiten SPE eignet sich besonders gut als Nachrüstlösung für Sensoranbindung speziell 10BASE-T1L Die Datenkommunikation und auch immer öfter die Spannungsversorgung wird mit SPE und PoDL über nur ein Adernpaar gewährleistet Der entstehende Installationsaufwand ist gering weil alte Feldbuskabel wiederverwendbar sind Dadurch reduziert sich die aufwändige und kostenintensive Neuinstallation von teuren Industrial-Ethernet-Kabeln stark Zudem kann über längere Strecken mit bis zu 1 km oder mehr übertragen werden 10BASE-T1L Diese vielseitigen Aufgaben eines Gateways in der Predictive Maintenance erfordern eine leistungsstarke Elektronik Die ideale Basis für solch umfassende Anforderungen bieten die heterogenen Multicore-Prozessoren von Texas Instruments TI aus der Sitara-AM64x-Serie Sie umfassen Arm-Cortex-A53-Applikations-Cores und Cortex-R5F-Echtzeit-Cores sowie eine PRU-ICSSG Programmable Realtime Unit Kompakte Embedded-Module wie das einlötbare TQMa64xxL eignen sich zusammen mit SPE für Nachrüstlösungen auch in beengten Räumen und bei geringen Energiebudgets Bild TQ-Systems GmbH finet RT IT oder TSN optimiert und schafft so die Brücke zu übergeordneten Steuerungseinheiten wie einer SPS Die vier echtzeitfähigen Gbit-Ethernet-Ports sind für SPE oder Standard-Ethernet prädestiniert In Verbindung mit dem passenden PHY z B TI DP83TG720 ist sogar Gbit-SPE 1000BASE-T1 möglich Darüber hinaus berücksichtigt die CPU-Familie auch die Themen Security und Safety über den integrierten M4F-Core lassen sich dedizierte sicherheitsrelevante Aufgaben realisieren und integrieren zudem bieten die CPUs auch Secure Boot und weitere Security-Features an Damit ist die AM64x-Familie die ideale Grundlage für Gateways und ein Rundumsorglos-Paket für einen langlebigen und sicheren Betrieb Um die Systementwicklung eines Gateways oder einer SPS schnell und kosteneffizient voranzutreiben bietet die TQ-Systems GmbH das TQMa64xxL als geeignetes Lötmodul auf Basis der AM64x-Chips und das TQ-Ma243xL auf Basis des Mikrocontrollers AM243x an Trotz der geringen Abmessungen von 38 mm x 38 mm bieten die Module eine große Speichervielfalt mit LPDDR4 eMMC NOR-Flash und EEPROM im industriellen Temperaturbereich von -40 °Cbis 85 °C SPE ist nicht nur ein Trend sondern eine fundamentale Verschiebung in der industriellen Kommunikation Die Vorteile liegen auf der Hand von der Einsparung von Kosten Material und Verdrahtung über die Wiederverwendbarkeit alter Feldbusleitungen bis hin zur einfachen Nachrüstlösung Diese innovative Netzwerkkommunikation ist auf dem Vormarsch und für diverse Anwendungen Branchen nicht mehr wegzudenken Mit leistungsstarken Embedded-Systemen von TQ und Prozessoren von TI ist die ideale Grundlage geschaffen für eine einfache Systemintegration dieser richtungsweisenden industriellen Kommunikationslösung ak ■ IEEE-802 3-Standards für SPE und ihre technischen Merkmale Tabelle TQ-Systems GmbH