Balluff und TI: Kommunikation für Automatisierung intelligenter Fabriken
Zusammenfassung der Fallstudie
Sensorik und Automatisierung sind entscheidend für die Unterstützung von Herstellern bei der Überwachung und Steuerung von Geräten in der Produktionshalle. Balluff erkannte diesen Bedarf und arbeitete mit TI zusammen, um sein Fern-E/A-Modul zu entwickeln. Diese E/A-Module fungieren als Gateways zum IO-Link, eine Technologie, die Sensoren und Aktuatoren mit Steuerungssystemen verbindet, Signale übersetzt und die Kommunikation über industrielle Netzwerke hinweg verwaltet, um die Bereitstellung und Echtzeit-Reaktionsfähigkeit in intelligenten Fabriken zu beschleunigen. Das Entwicklungsteam von Balluff verwendeten Verarbeitungs- und Kommunikationstechnologie von TI, um ihre Module zu entwerfen, die in vielen Fabriksystemen funktionieren und mit einer Reihe von industriellen Netzwerkumgebungen kompatibel sind. Das vereinfacht ihre Inbetriebnahme bei Installation oder Austausch im Außendienst.
„Dank der Technologie von TI konnten wir schnellere Datenübertragung, geringere Systemlatenzen und mehr Systemzuverlässigkeit erreichen“, so Marius Matz, Leiter der Abteilung Product Management Networking bei Balluff. „Dies ist für die Zukunft der intelligenten Fertigung unerlässlich und ermöglicht eine höhere Betriebseffizienz, eine bessere Betriebszeit und eine fundiertere Entscheidungsfindung auf der Grundlage von Echtzeitdaten.“
Herausforderung
Balluff musste Ein-/Ausgabemodule (E/A) entwickeln, die mehrere Industrieprotokolle in sich ändernden Netzwerkumgebungen unterstützen, ohne dass dabei die Hardwarekomplexität erhöht wird.
Lösung
Ergebnisse
Der Designdurchbruch von Balluff vereinfacht Industrienetzwerke, um nahtlose Kommunikation, schnellere Bereitstellung, einfachere Wartung und breitere Protokollunterstützung in intelligente Fabriken zu ermöglichen.
Balluff unterstützt mehrere industrielle Protokolle mit Technologien von TI
Intelligente Fabriken erfordern eine schnelle und zuverlässige Netzwerkkommunikation über verschiedene Arten von Industrienetzwerken ohne manuelle Konfiguration. Eine Möglichkeit für Hersteller von Industrieautomatisierungssystemen, dies zu erreichen, ist die Ermöglichung von Protokollunterstützung vorab, sodass Kundinnen und Kunden E/A-Module einfacher in einer Vielzahl von Fabriksystemen bereitstellen können. Dies birgt aber eine erhebliche Kommunikationsherausforderung: Die Verbindung von Sensoren und Aktuatoren mit speicherprogrammierbaren Steuerungen auf einem einzigen Chip.
Balluff, ein Anbieter intelligenter Automatisierungslösungen, entwickelt industrielle Gateways für IO-Link und entwickelt flexible industrielle E/A-Module, die Automatisierung intelligenter und skalierbarer gestalten. Balluff integrierte Prozessoren und PHY-Transceiver von TI, um die Herausforderung der Unterstützung mehrerer Protokolle in einer Plattform ohne zusätzliche Komplexität zu bewältigen.
„Die Industrieautomatisierung hilft Herstellern, die Betriebseffizienz zu verbessern, die Betriebszeit von Anlagen zu erhöhen und anhand von Echtzeitdaten besser informierte Entscheidungen zu treffen“, so Giovanni Campanella, General Manager für Factory Automation, Motor Drives and Robotics bei TI. „Um diese Vorteile zu erreichen, sind modulare Systeme erforderlich, die sich einfach einsetzen, skalieren und warten lassen sowie integrierte Unterstützung für Edge Processing und industrielle Kommunikation bieten.“
Balluff entwickelte sein Fern-E/A-Modul, das den 100-Mbit/s-Standard-Ethernet-PHY-Transceiver von TI verwendet, um Echtzeitprotokolle durch zusätzliche minimale Latenz zu unterstützen. Mit dem DP83826 konnte Baluff die Vorinstallation wichtiger Feldbus-Protokolle wie Ethernet-/Internet-Protokoll, Profinet und EtherCAT ermöglichen, sodass seine Kundinnen und Kunden jedes dieser Protokolle ohne zusätzliche Einrichtung sofort verwenden können.
Als Ergänzung zur Protokollflexibilität entschieden sich das Entwicklungsteam von Balluff für die AM2434-MCU von TI als Verarbeitungsplattform für ihr Modul, um einen schnellen und zuverlässigen Datenaustausch und Unterstützung für eine Reihe von industriellen Protokollen zu bieten. Diese Grundlage ermöglicht schnellere Kommunikationszyklen, reduzierte Latenzzeiten und vereinfachtes Umschalten zwischen Protokollen, die alle entscheidend für die Aufrechterhaltung der Produktivität in dynamischen Fabrikumgebungen mit mehreren Protokollen sind. Durch die Verwendung der AM2434-MCU und des DP83826-PHY-Transceivers spart Balluff auch Zeit, die sie mit der Konfiguration von Bauteilen für die Kommunikation untereinander und für eine verbesserte Systemintegration verbracht hätten. Dies sind Vorteile, die die Mission, ihren Kundinnen und Kunden bei der Steigerung der Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit zu helfen, direkt unterstützen.
Beim ersten Start erkennt das Fern-E/A-Modul von Balluff automatisch die verfügbare Netzwerkumgebung und konfiguriert sich entsprechend. Für Kundinnen und Kunden von Balluff ermöglichen diese Plug-and-Play-Module eine schnellere Inbetriebnahme und einen schnelleren Austausch. Das Leitungsentwicklungsteam, das ein ausgefallenes Modul ersetzt, muss nicht mehr mehrere protokollspezifische Ersatzteile mitführen oder Fachleute anrufen. Die Ersatzeinheit kann einfach angeschlossen werden.
Da keine manuelle Protokollauswahl erforderlich ist, können Kundinnen und Kunden neue Maschinen schneller auf Produktionslinien bereitstellen. Das Wartungsteam kann eine Einheit ersetzen, ohne durch Konfigurationsmenüs navigieren oder die Kompatibilität des Protokolls prüfen zu müssen. Diese Flexibilität hilft Balluff-Kundinnen und -Kunden, intelligentere, stärker vernetzte Fabriken zu aufzubauen, welche die Vorteile industrieller Automatisierung bieten.
Für Balluff schafft das von TI aktivierte Design eine erweiterbare Softwarearchitektur, die die Produktleistung skalieren und die Flexibilität ihrer Produktpalette erhöhen kann. Balluff muss weniger Modulversionen warten, was die Entwicklungskosten und die Anzahl der Module reduziert, die gespeichert werden müssen. Das Entwicklungsteam von Balluff muss keine separaten Codebasen mehr aktualisieren oder Hardwarekombinationen validieren, wodurch Zeit für die Entwicklung von Funktionen und Erweiterungen geschaffen wird. Und die Support- und Außendienstteams von Balluff können sich bei der Unterstützung von Kundinnen und Kunden auf eine einzige, konsistente Plattform konzentrieren, anstatt verschiedene Konfigurationen und Fehlerbehebungspfade verwalten zu müssen.
Durch diesen optimierten Ansatz kann Balluff fortschrittliche Technologien schneller und zuverlässiger auf den Markt bringen.
„Mit dem breit gefächerten Technologieportfolio von TI und der umfassenden Expertise im Bereich Industrienetzwerke von Balluff gestalten wir gemeinsam die Zukunft der Industrieautomatisierung“, so Matz. „Wir freuen uns darauf, weiterhin zusammenarbeiten sowie operative Technologie und Informationstechnologie weiter integrieren zu können, um vorausschauende Wartung zu ermöglichen, dezentrale Fertigung zu unterstützen und adaptive Produktionssysteme in Echtzeit zu unterstützen.“
Informationen zu Balluff
Balluff wurde 1921 in Neuhausen auf den Fildern gegründet und beschäftigt 3.600 Mitarbeitende weltweit. Das Unternehmen steht für innovative Technologie, Qualität und Erfahrung in der industriellen Automatisierung in verschiedenen Branchen. Als führender Sensor- und Automatisierungsspezialist bietet dieses Unternehmen der vierten Generation ein umfassendes Portfolio an hochwertigen Sensor-, Identifizierungs-, Netzwerk- und Softwarelösungen.
Im Jahr 2024 verzeichnete die Balluff Group einen Umsatz von rund 510 Mio. €. Neben seinem Hauptsitz verfügt Balluff über Vertriebs-, Produktions- und Entwicklungsstandorte auf der ganzen Welt und ist durch 38 Tochtergesellschaften und andere Agenturen in 61 Ländern vertreten.
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Dieses BoosterPack™ wurde für den Betrieb mit dem LP-AM243 TI LaunchPad™ Kit mit Sitara™ AM243x MCU entwickelt. Zusammengenommen implementiert dieses Design einen IO-Link-Master mit acht Ports, schnellem und deterministischem Timing sowie unabhängiger Zyklus- und Bitratenkonfiguration. Dieses Design kann verwendet werden, um ein Remote-E/A-Gateway für die Verbindung mit OPC UA, Profinet, EtherCAT oder Ethernet-IP zu erstellen.
Der AM2434 unterstützt eine Vielzahl von industriellen Ethernet-Protokollen, wie zum Beispiel EtherCAT, Ethernet/IP und PROFINET. Dieses LaunchPad™ bietet einen kleineren Peripheriesatz als das TMDS243EVM, da es mit dem kleineren Formfaktor AM243 ALX-Gehäuse ausgestattet ist.
Die industrielle Kommunikation ermöglicht eine vernetzte Welt, in der sowohl die zentrale als auch die dezentrale Intelligenz genutzt werden kann, um die Effizienz und den Datenaustausch in Echtzeit zu verbessern. Vereinfachen Sie Ihre Designs mit unseren sofort einsatzbereiten Lösungen für industrielle Kommunikation, die unsere auf der Platine integrierten Softwareprodukte, protokollkonforme Schnittstellenbausteine und zertifizierte Software-Stacks umfassen.