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MICA – Datenverarbeitung direkt an der Maschine

: Harting


Die Realisierung von Industrie 4.0 benötigt neue Lösungen für Hardware, Software und Systemdesign. Insbesondere steigt der Bedarf an kompakten, robusten Lösungen, die dezentral Aufgaben im Feld übernehmen – von der Erfassung von Sensordaten, der Orchestrierung von SPS System bis zur Kommunikation mit zentralen IT Systemen und der Cloud. Mit MICA (Modular Industry Computing Architecture) bietet Harting eine modulare Plattform aus offener Hard- und Software, die schnell und kostengünstig an viele industrielle Anwendungsbereiche angepasst werden kann.

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Durch die USB-basierte Hardware-Architektur von MICA kann das Prototyping über weit verfügbare USB-Peripherie erfolgen und dann schnell ein eigenes Hardware-Modul entwickelt und integriert werden.

Durch die USB-basierte Hardware-Architektur von MICA kann das Prototyping über...

Die Plattform besteht aus einem kompakten, preiswerten und äußerst robusten industrie- und bahntauglichen Computer, getestet nach EN 50155 und anderen Industrie- und Bahnnormen. Darauf ist das einzigartige Virtual Industrial Computing aufgesetzt, basierend auf einer innovativen Kombination etablierter Linux-Technologien. Es ermöglicht Anwendungen auf Feldgeräten zu virtualisieren, ohne den Overhead klassischer Virtualisierung. Alle Anwendungen laufen in Sandboxen in virtuellen Containern, die alle notwendigen Bibliotheken und Treiber enthalten. Dadurch gehören Paketabhängigkeiten und Inkompatibilitäten der Vergangenheit an.

Durch diese Kombination bietet MICA weit mehr als nur ein industrietaugliches, weiter fortgeschrittenes Äquivalent zur einem Raspberry Pi oder einem Beagle Bone. Sie bietet nämlich eine komplette Infrastruktur, um rasch Intelligenz in existierende Fertigungssysteme einzubauen, Daten zu sammeln oder kleine und mittlere Industrie 4.0-Projekte und Proof of Concepts schnell, kostengünstig und zukunftssicher umzusetzen.

Ferner fügt sich MICA nahtlos in das Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 der VDE/VDI/ZVEI ein.

Anwendungsmöglichkeiten mit MICA

Klein, robust, vibrationssicher: MICA ist geeignet für den direkten Einsatz an arbeitenden Maschinen, in Arbeitsbereichen der Logistik und Produktion sowie auf Schienen- und Straßenfahrzeugen – online oder offline. Dadurch entstehen
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Das Innenleben der MICA besteht aus drei Platinen – eine davon kann frei bestückt werden. Z. B. werden so RFID, WLAN, BLE, SSD-Speicher oder Feldbusanschlüsse integriert, ohne den Formfaktor oder die Schutzart zu verändern.

Das Innenleben der MICA besteht aus drei Platinen – eine davon kann frei bestückt...

neue Möglichkeiten digital vernetzter Anwendungen am Ort des Geschehens, für effizientere Produktionsabläufe, vorrausschauende Wartung oder Dokumentation von Prozessdaten.

Als intelligenter RFID Reader

Durch das Hinzufügen handelsüblicher RFID-Technik auf der Funktionsplatine und eines LLRP Software Containers entstand innerhalb weniger Monate und zu überschaubaren Kosten aus einer MICA ein intelligenter RFID Reader. Im Unterschied zu existierenden Geräten kann der RFID Reader auf MICA-Basis durch Hinzufügen oder Austausch von Softwarecontainern auch komplexe Auswertungs- und Datenaufbereitungsaufgaben übernehmen, die bisher einen nachgeschalteten Industrie-PC erforderten. Das robuste Gerät wird u.a. im Bahnbereich angeboten um die exakte Position von einfahrenden Zügen an Bahnsteigen automatisch und kontaktlos zu bestimmen.

Zur Langzeitdatenerfassung

Ein mittelständischer Maschinenbauer stellt zwischen 200 und 300 Anlagen pro Jahr her. Die Steuerungselektronik der Anlagen ist bisher nur in der Lage Daten von drei Produktionstagen zu speichern. Speziell bei Serviceeinsätzen im Ausland reicht diese Zeit nicht aus, um ausreichend Daten für das Servicepersonal vorzuhalten. Als Lösung kann hier eine MICA mit integrierter SSD Festplatte als Datenspeicher dienen. Durch die robuste
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Rinspeed-Wagen „Etos“: Die Harting MICA übernimmt die Emissionsüberwachung.

Rinspeed-Wagen „Etos“: Die Harting MICA übernimmt die Emissionsüberwachung.

Bauart kann MICA direkt an oder im Umfeld der Maschine montiert werden. Im Fehlerfall können die Daten mehrerer Monate oder Jahre zum Troubleshooting verwendet werden. Auch können die Daten während regulärer Serviceintervalle ausgelesen und zur Produktverbesserung verwendet werden.

Zum Nachrüsten von Predictive Maintenance

Das rechtzeitige Erkennen von Wartungsbedarf ist einer der effektivsten Wege, Standzeiten von Produktionsanlagen zu minimieren und Wartungskosten zu reduzieren. Da viele Maschinen eine Lebensdauer von 30 Jahren und mehr haben, hat ein großer Teil des existierenden Maschinenparks keine zeitgemäße Ausstattung zum Erfassen, Speichern und Kommunizieren relevanter Daten.

In einer Anwendung für Spritzgussanlagen wurden die Werkzeuge mit RFID gekennzeichnet, der Strom während der Schüsse durch einen induktiven Stromsensor gemessen und die Ergebnisse in der MICA zusammengeführt, gespeichert und weiterverarbeitet. Im ersten Schritt wird eine Warnung ausgelöst wenn sich der Stromverbrauch ändert, was auf Probleme hindeutet. Schon hierdurch werden die Austauschintervalle verlängert und Kosten gespart. Nach einigen Monaten wird ein neuronales Netzwerk mit den erfassten Daten trainiert und auf der MICA installiert, das bessere Vorhersagen über die Lebensdauer erlaubt. Zusätzlich kann MICA an das ERP angebunden werden, um die Bestellung und Vorhaltung der Ersatzteile zu optimieren.

Für Energiemanagement und Emissionsmessung in Fahrzeugen

In Testfahrzeugen kann MICA zur
Langzeitmessung von Motor- und Emissionswerten eingesetzt werden. Das Gerät wird einfach im Motorraum oder im Fahrgastraum montiert und über 12 V oder 24 V des Fahrzeugs mit Strom versorgt. Über ein Hardwaremodul werden sowohl Informationen von der Motorsteuerung als auch separate Emissionssensordaten erfasst. Diese werden dann aufbereitet und verschlüsselt auf einer eingebauten SD Karte gespeichert. Die MICA kann dann nach einem mehrwöchigen Testzyklus von den Testern entnommen und ausgewertet werden. Durch dieses Verfahren wird sichergestellt, dass Dritte die Daten nicht manipulieren können.

Zur Optimierung in der Lagerlogistik

Eine mit Bluetooth Low Energy (BLE) und RFID aufgerüstete MICA wird zur Optimierung von Gabelstaplerfahrten und s. g. Milk Runs genutzt. Dabei wird die exakte Position des Fahrzeugs per BLE Triangulation verfolgt, während über RFID die transportierten Materialien geloggt werden. Die gewonnenen Daten werden dann zur Optimierung der Prozesse und Wege ausgewertet.

Durch die USB-basierte Hardware-Architektur von MICA kann das Prototyping über weit verfügbare USB-Peripherie erfolgen und dann schnell ein eigenes Hardware-Modul entwickelt und integriert werden.
Das Innenleben der MICA besteht aus drei Platinen – eine davon kann frei bestückt werden. Z. B. werden so RFID, WLAN, BLE, SSD-Speicher oder Feldbusanschlüsse integriert, ohne den Formfaktor oder die Schutzart zu verändern.
Rinspeed-Wagen „Etos“: Die Harting MICA übernimmt die Emissionsüberwachung.


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