ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
ETNdigi-superbanner
2026  # megabox

IN FOCUS

3D-piirit pakottavat suunnittelun huomioimaan lämmön, tehon ja mekaniikan

3D-IC-arkkitehtuureihin siirtyville suunnittelutiimeille suorituskyvyn ja luotettavuuden jatkuva parantaminen tuo mukanaan tuttuja mutta yhä monimutkaisempia haasteita: miten hallitaan tehonkulutusta, poistetaan lämpöä ja otetaan huomioon erilaisten fysikaalisten ilmiöiden monimutkainen vuorovaikutus pinotuissa rakenteissa?

Lue lisää...

ETNtv

 
ECF25 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan
  • Aku Wilenius, CN Rood
  • Tiitus Aho, Tria Technologies
  • Joe Hill, Digi International
  • Timo Poikonen, congatec
  • ECF25 panel
ECF24 videos
  • Timo Poikonen, congatec
  • Petri Sutela, Testhouse Nordic
  • Tomi Engdahl, CVG Convergens
  • Henrik Petersen, Adlink Technology
  • Dan Still , CSC
  • Aleksi Kallio, CSC
  • Antti Tolvanen, Etteplan
ECF23 videos
  • Milan Piskla & David Gustafik, Ciklum
  • Jarno Ahlström, Check Point Software
  • Tiitus Aho, Avnet Embedded
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Pasi Suhonen, Rohde & Schwarz
  • Joachim Preissner, Analog Devices
ECF22 videos
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Timo Poikonen, congatec
  • Kimmo Järvinen, Xiphera
  • Sigurd Hellesvik, Nordic Semiconductor
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Andrea J. Beuter, Real-Time Systems
  • Ronald Singh, Digi International
  • Pertti Jalasvirta, CyberWatch Finland
ECF19 videos
  • Julius Kaluzevicius, Rutronik.com
  • Carsten Kindler, Altium
  • Tino Pyssysalo, Qt Company
  • Timo Poikonen, congatec
  • Wolfgang Meier, Data-Modul
  • Ronald Singh, Digi International
  • Bobby Vale, Advantech
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Zach Shelby, Arm VP of Developers
ECF18 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan CTO
  • Heikki Ailisto, VTT
  • Lauri Koskinen, Minima Processor CTO
  • Tim Jensen, Avnet Integrated
  • Antti Löytynoja, Mathworks
  • Ilmari Veijola, Siemens

ETN

Oct Nov # TME square
TMSNet  advertisement
ETNdigi
A la carte
AUTOMATION DEVICES EMBEDDED NETWORKS TEST&MEASUREMENT SOFTWARE POWER BUSINESS NEW PRODUCTS
ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT US CONTACT
Share on Facebook Share on Twitter Share on LinkedIn

TECHNICAL ARTICLES

IIoT mullistaa ohjauskaapin

Tietoja
Kirjoittanut Veijo Ojanperä
Julkaistu: 06.05.2022
  • Business

Ohjauskaappi on kaikessa yksinkertaisuudessaan teollisuuskoneiden asennuksen kulmakivi. Alkuaan vain muutamille releille, sulakkeille, kytkinlaitteille ja yksinkertaisille ohjaimille tarkoitetut kaapit ovat nyt murroksessa.

IIoT:n eli teollisen internetin, Teollisuus 4.0:n ja muiden toiminnallisen tehokkuuden parannusten myötä ohjauskaappeihin sijoitetaan nyt kaikki uudet automaatiokomponentit ja -järjestelmät. Koneet kuitenkin usein tarvitsevat enemmän tilaa kuin mitä on käytettävissä.

Kun lattiatilaa on vain rajoitetusti, teknologista kehitystä tarvitaan, jotta rajallista kaappitilaa voidaan hyödyntää mahdollisimman tehokkaasti.

TEOLLISUUSOHJAUKSEN MAAILMA MUUTTUU

Moderneja valmistusprosesseja automatisoidaan entistä enemmän, ja toiminnan ytimessä on käyttötekniikka (Operational Technology eli OT). Tuotanto-prosesseissa käytetään säännöllisesti reaaliaikaisia konenäköjärjestelmiä ja koneoppimisen neuroverkkoja, jotka optimoivat tuotoksen ja resurssien käytön. Robotteja ja cobot-yhteistyörobotteja käytetään myös yleisesti, mikä lisää tekniikan käyttöönoton tarvetta.

TEHTAAN LATTIATILA ON NIUKKA RESURSSI

IIoT:n ja OT:n toiminnallisen tehokkuuden parannukset voivat tuoda mukanaan merkittäviä etuja, mutta samalla ne asettavat tehtaanjohdolle käyttöönoton haasteita. Lattiatilaa on aina rajoitetusti ja tuotantovälineiden sijoittaminen on etusijalla. Entäpä ohjauslaitteet? Aiemmin kullekin koneelle varattiin yleensä tilaa yhdestä ohjauskaapista. IIoT-asennukset ovat erittäin riippuvaisia elektronisista järjestelmistä, antureista ja käyttölaitteista. Ohjauskaappien ja -paneelien suunnittelijat joutuvatkin nyt tekemään tilaa konenäkö- ja kuvankäsittelyjärjestelmille, ennakoiville huoltojärjestelmille, verkkokytkimille ja virtalähteille. Myös teho-muunninmoduulit, moottorikäytöt, prosessilogiikan ohjaimet ja sähköiset kytkinlaitteet on voitava sijoittaa turvallisesti.

Tällä hetkellä suosiotaan kasvattaa digitaalinen kaksonen. Se on fyysisen tuotantolinjan digitaalinen kopio. Tehtaan suorituskyvyn seurannan lisäksi ne tarjoavat digitaalisen alustan eri tuotantotekniikoiden ja -skenaarioiden simulointiin ja mallintamiseen.

Tekniikoiden lisääntyminen aiheuttaa yhä enemmän kaappi- ja paneelitilaan liittyviä paineita, mikä korostaa jäsennellyn lähestymistavan tarvetta.

OHJAUSKAAPPIEN HAASTEET

Tilan löytäminen uudelle ohjauslaiteyksikölle on vain yksi haaste teollisuusjärjestelmien suunnittelijoille. Uuden paneelin suunnittelu edellyttää siihen sisällytettävien laitteiden tyyppien ja määrän huolellista selvitystä. Onko laitteet mahdollista ryhmitellä loogisesti niiden toiminnan tai fyysisen koon mukaan?

Entäpä liitettävyys muihin moduuleihin ja ohjaimiin? Tiettyjen osien sijoittaminen vierekkäin saattaa vähentää kaapeloinnin monimutkaisuutta. Lisäksi samankorkuisten laitteiden ryhmittäminen yhteen auttaa optimoimaan käytettävissä olevan tilan.

LÄMMÖNHALLINTA HALTUUN

Ohjainten, moduulien ja laitteiden luettelossa on huomioitava valmistajan suosittelemat vähimmäisetäisyydet, jos ne on mainittu. Lämmönhallinta on tähän keskeinen syy,
sillä lämmönhaihdutus on olennaista tiiviisti täytetyssä kaapissa. Jotkin yksiköt voivat tuottaa enemmän lämpöä kuin toiset. Esimerkiksi jopa hyötysuhteeltaan erittäin hyvät virtalähteet voivat tuottaa muutaman watin verran lämpöä. Useat vähän lämpöä tuottavat yksiköt voivat aiheuttaa kuuman kohdan, joka saattaa vaikuttaa muihin laitteisiin.

Joissakin ohjauskaapeissa voidaan tarvita pakotettua ilmajäähdytystä, mikä myös tarvitsee tilaa. Tilankäytön voi optimoida valitsemalla sellaisia ohjausyksikköjä, jotka on erityisesti suunniteltu pitämään hukkalämpösäteily mahdollisimman pienenä ja jotka sopivat tiheään vierekkäisasennukseen.

VÄLTÄ KAAPELIEN EPÄJÄRJESTYSTÄ

Kaapeleihin pääsy, niiden tunnistus ja reititys ovat erittäin tärkeitä, tuotantolaitteiston koko elinkaaren ajan vaikuttavia seikkoja. Selkeä tunnistus ja kätevät kiinnitysmenetelmät takaavat nopean ja tehokkaan huollon. Myös kaapelin halkaisijan ja tyypin mukaiset vähimmäistaivutussäteet on huomioitava - erityisesti, kun on kyse optisista kaapeleista.

Esimerkiksi matalajännitteisen suojaamattoman signaalikaapelin reitittäminen analogisesta anturista suurtehokaapeleiden ja moottorikäyttöjen rinnalla voi aiheuttaa suurjännitepiikkejä, jotka indusoituvat anturituloihin
ja aiheuttavat järjestelmän virheellisen toiminnan.

Viime aikoina suosituksi tulleet push-in-kaapeliliitännät nopeuttavat kaapelien asennusta. Jousi-kuormitetuilla liittimillä yksilankaisten johtimien tai valmiiksi koottujen pääteholkeilla varustettujen kaapelien liitäntä onnistuu kätevästi ja luotettavasti ilman työkaluja. Kiinnitysvoimat on optimoitu pieniksi siten, että kaapelien rasitus on mahdollisimman vähäistä mutta liitäntöjen pitokyky riittää estämään kaapelien tahattoman irtoamisen.

STANDARDEILLA TURVALLISUUTTA

Kansainvälisesti hyväksytyissä standardeissa on määritetty suurjänniteliittimien turvalliset suojaetäisyydet, enimmäisvuotovirrat ja sähköisten eristysjännitteiden alarajat. Räjähtävien tai syttyvien aineiden läheisyydessä mahdollisesti käytettäviin virtapiireihin sovelletaan luontaista vaarattomuutta koskevia asetuksia.

Nämä turvallisuusstandardit koskevat koko järjestelmää, ohjelmisto mukaan lukien. Teollisuusautomaatiojärjestelmissä käytettävät puolijohdelaitteet sisältävät yhä enemmän toiminnallisia turvaominaisuuksia. Sähkömekaanisia suojalaitteita ovat esimerkiksi pakko-ohjatut releet.

EMC JA EMI - SÄHKÖISET HÄIRIÖT KURIIN

Teollisuus on sähköisesti häiriöinen ala. Suurtaajuusmuuttajat, nopeat moottorikäytöt ja suuritehoiset moottorit luovat ympäristön, joka edellyttää asianmukaisten EMC- ja EMI-standardien mukaisten laitteiden käyttöä.

Standardeissa, kuten IEC61000 ja EMC-direktiivi 2014/30/EU, annetaan myös verkkokaapeleiden ja virtajohtimien suositellut vähimmäissuojaetäisyydet. Järjestelmäsuunnittelijoiden ja kaappien suunnittelijoiden on syytä varmistaa vaatimustenmukaisuus tarkistamalla valmistajan tuotetiedot ja tekniset tiedot.

KAAPPIEN SUUNNITTELUN TULEVAISUUS

Paneelivalmistajien työ on haasteellista, koska siinä tulee ottaa huomioon monia asetteluun ja suunnitteluun liittyviä tekijöitä. Ohjauskaappien toimittajat tarjoavat kuitenkin nykyään kattavan valikoiman 3D-suunnit-telutyökaluja, konfiguraattoreita ja digitaalisia järjestelmiä.

3D-suunnitteluresurssien, kuten kaappiin asennettavien laitteiden ja järjestelmien 3D-mallien avulla järjestelmäsuunnittelijat voivat visualisoida erilaisia asetteluvaihtoehtoja ennen optimaalisen järjestelyn valitsemista.

Kun määritykset on valittu, lämpöprofiili ja sähkömitoitukset voidaan mallintaa suunnittelusovelluksella. Suunnittelijat voivat helposti myös koota tarvittavat asiakirjat ja todistukset standardinmukaisuudesta.

 

Artikkeli on ilmestynyt tuoreessa ETNdigi 1/2022 -lehdessä. Sitä pääset lukemaan täällä.

Toukokuun ajan voit myös osallistua kisaan, jossa voit äänestää lehden parasta artikkelia ja voittaa upean OnePlus Nord 2 -älypuhelimen. Lue lisää täällä.

MORE NEWS

Tekoäly pakottaa suunnittelemaan mikro-ohjaimet uudelleen

Tekoälyn tuominen pieniin langattomiin laitteisiin ei ole enää pelkästään ohjelmisto-ongelma. Silicon Labsin mukaan ratkaisevaa on, kuinka tehokkaasti AI-malli pystytään suorittamaan mikro-ohjaimen rajallisella muistilla ja energiabudjetilla. Siksi optimointi on vietävä piitasolle asti.

5G-verkko ilman operaattoria – DECT NR+ haastaa tutut IoT-ratkaisut

ETN - Technical article5G-yhteyden rakentamiseen ei välttämättä tarvita matkapuhelinoperaattoria, SIM-kortteja eikä lisensoitua radiotaajuutta. DECT NR+ tuo 5G-standardin ominaisuuksia paikallisiin IoT-verkkoihin, joissa tarvitaan pitkää kantamaa, pientä viivettä ja luotettavaa tiedonsiirtoa. Uusi tekniikka yhdistää itsestään järjestäytyvän mesh-verkon, energiatehokkuuden ja nopean tiedonsiirron tavalla, joka haastaa monet nykyiset langattomat ratkaisut.

Jolla haluaa Ruotsin poliisien taskuun

Suomalainen Jolla tähtää Ruotsin turvallisuusviranomaisten puhelintoimittajaksi. Yhtiö tarjoaa Salossa koottavaa Jolla Phone -älypuhelintaan Ruotsin poliisille, pelastusviranomaisille ja puolustussektorille yhdessä tukholmalaisen CivSec AB kanssa. Linux-pohjaiseen Sailfish OS -käyttöjärjestelmään perustuva puhelin on jo valmis pilottikäyttöön.

PHP-hyökkäykset leviävät – Eurooppa pahiten tulilinjalla

Viime viikolla paljastuneet vakavat PHP-haavoittuvuudet ovat käynnistäneet laajan hyökkäysaallon. Tietoturvayhtiö Check Pointin mukaan jo joka kymmenes organisaatio maailmassa on joutunut PHP2Shell-haavoittuvuuksiin kohdistuvien hyökkäysyritysten kohteeksi. Euroopassa osuus on vielä suurempi, 14 prosenttia.

Tulevaisuuden 6G-verkko näkee esteet ennen kuin yhteys katkeaa

Tulevaisuuden mobiiliverkko voi havaita yhteyttä uhkaavan esteen jo ennen kuin radiosignaali alkaa heiketä. Oulun yliopisto käynnistää kansainvälisen 6G-ROCKET-hankkeen, jossa tekoäly opetetaan ennakoimaan radioympäristön muutoksia ja mukauttamaan verkon toimintaa niiden perusteella.

Myös matalalla lentävä satelliitti tarvitsee tarkkaa aikaa

Maan matalalla kiertoradalla liikkuvat satelliitit tarvitsevat täsmällistä ajoitusta siinä missä suuret tietoliikennesatelliititkin. Microchip vastaa kasvavaan tarpeeseen uudella säteilyä kestävällä kideoskillaattorilla, joka on suunniteltu erityisesti LEO-satelliittien vaatimuksiin.

Insta valmistautuu satojen miljoonien varmenteiden aikakauteen

Digitaalisten varmenteiden määrä kasvaa ja niiden voimassaoloajat lyhenevät. Suomalainen teknologiayhtiö Insta vastaa kehitykseen uudella Insta Certifier 10 -varmenneratkaisulla, joka on suunniteltu jopa satojen miljoonien varmenteiden hallintaan. Samalla järjestelmä valmistaa organisaatioita siirtymään kvanttiturvalliseen salaukseen.

Siemens tuo sirujen tuotantotestauksen PCIe- ja USB-väyliin

Puolijohteiden monimutkaistuessa niiden tuotantotestaus vie yhä enemmän aikaa ja rahaa. Siemens pyrkii ratkaisemaan ongelman uudella Tessent Silicon Executable -ohjelmistolla, jonka avulla sirujen testikuvioita voidaan suorittaa suoraan nopeiden PCIe- ja USB-liitäntöjen kautta. Ratkaisu tuo samat testit piirin suunnittelusta tuotantolinjalle ja valmiiseen järjestelmään.

Mikro-ohjaimen rajat murtuvat – tekoälylle satoja megatavuja muistia

Mikro-ohjainten ja sovellusprosessorien välinen raja alkaa hämärtyä. Synaptics on esitellyt yhteistyössä Googlen kanssa uuden Astra SR200 -piirisarjan, joka tuo mikro-ohjaimeen tehokkaan tekoälykiihdyttimen ja jopa satoja megatavuja DRAM-muistia. Tavoitteena on ajaa aiemmin Linuxia ja erillistä muistia vaatineita tekoälysovelluksia pienissä, vähän energiaa kuluttavissa laitteissa.

Datakeskusten energiantarve puhutti Energiamessuilla

Datakeskusten kasvava sähkönkulutus, energian varastointi ja teollisuuden sähköistyminen nousivat keskeisiksi aiheiksi Tampereella järjestetyillä Energiamessuilla. Kolmipäiväinen tapahtuma kokosi yhteen 7800 energia-alan ammattilaista ja asiantuntijaa.

Tämä työkalu löytää virheet, jotka jäävät testeissä piiloon

Sulautettu järjestelmä voi läpäistä kaikki testit ja sisältää silti virheitä, jotka aiheuttavat ongelmia vasta todellisessa käytössä. Ruotsalainen Percepio pyrkii löytämään tällaiset piilevät ongelmat ennen tuotteiden päätymistä asiakkaille. Nyt tekniikka on tuotu myös Zephyr-reaaliaikakäyttöjärjestelmän kehittäjien ulottuville.

Renesas vaihtaa flashin MRAM-muistiin uusissa ohjaimissaan

Renesas ottaa merkittävän askeleen 32-bittisten mikro-ohjaintensa kehityksessä. Uudet RX74M- ja RX74N-piirit ovat RX-perheen ensimmäiset 22 nanometrin prosessilla valmistettavat mikro-ohjaimet, joissa perinteinen sulautettu flash-muisti on korvattu MRAM-muistilla. Samalla kellotaajuus nousee 600 megahertsiin, mikä on yli kaksinkertainen edeltäjiin verrattuna.

60 gigahertsin tutkat voidaan testata ilman mittauskammiota

Millimetriaaltotutkien tuotantotestaus voi jatkossa onnistua ilman suuria ja kalliita kaiuttomia mittauskammioita. Japanilaiset Anritsu ja Candox Systems ovat osoittaneet, että 60 gigahertsin tutkien mittaukset voidaan tehdä lähikenttäanturilla siten, että tulokset vastaavat riittävän hyvin virallisissa hyväksyntätesteissä käytettäviä kaukokenttämittauksia.

Yksi verkkopyyntö voi riittää palvelimen kaappaamiseen

Kahdesta kriittisestä PHP-haavoittuvuudesta voi muodostua vakava uhka valtavalle määrälle verkkosivustoja ja verkkokauppoja. PHP2Shell-nimellä tunnetut haavoittuvuudet saattavat mahdollistaa palvelimen kaappaamisen yhdellä verkkopyynnöllä ilman käyttäjätunnuksia tai salasanaa. Korjauspäivitykset on jo julkaistu, mutta suuri määrä palvelimia käyttää edelleen vanhoja PHP-versioita.

Nokian Hotard: Tekoälyverkkojen kysyntä ylittää jo tarjonnan

Toimitusjohtaja Justin Hotard ei usko tekoälyinfrastruktuurin kysynnän jäävän lyhytaikaiseksi kasvupiikiksi. Nokian myynti tekoäly- ja pilviasiakkaille kasvoi kolmannella neljänneksellä 123 prosenttia. Yhtiö ennustaa optisten verkkojen ja IP-verkkojen yhteenlasketun liiketoiminnan kasvavan ensi vuonna jopa 30 prosenttia.

Lovable vie vibekoodauksen yritysten omiin pilviin

Ruotsalainen AI-yhtiö Lovable haluaa tehdä vibekoodauksesta yritysten tuotantokelpoisen ohjelmistokehityksen työkalun. Uuden Deploy on AWS -ratkaisun avulla tekoälyllä luodut sovellukset voidaan ajaa yrityksen omassa pilviympäristössä. Ensimmäisten suurasiakkaiden joukossa on Deutsche Telekom.

Donut Labin kylmätestissä kovat tulokset

Donut Labin kiinteän elektrolyytin akku säilytti lähes 97 prosenttia kapasiteetistaan 30 asteen pakkasessa. VTT tekemässä testissä tulos saavutettiin ilman akun eristystä, lämmitystä tai aktiivista lämmönhallintaa. Tulos jää hieman CES-messuilla luvatusta 99 prosentista, mutta on poikkeuksellisen hyvä verrattuna perinteisiin litiumioniakkuihin.

Nokia lyhentää piirisuunnittelun kuukausista päiviin tekoälyllä

Nokia ottaa käyttöön Cadencen tekoälyagentteihin perustuvan suunnitteluympäristön, jonka avulla monimutkaisia piirisuunnittelun ja analyysin työvaiheita voidaan nopeuttaa jopa viisinkertaisesti. Cadencen mukaan aiemmin kuukausia vaatineita suunnittelukierroksia voidaan lyhentää päiviin.

Muratan lämpötila-anturi on lähes näkymätön

Murata on kehittänyt maailman pienimmäksi kutsumansa NTC-termistorin. Uuden NCU01-sarjan komponentin mitat ovat vain 0,25 × 0,125 millimetriä. Niin pientä anturia on jo vaikea erottaa paljaalla silmällä.

Komponenttikauppa käy kuumana – Digikey kasvaa ja investoi

Elektroniikkakomponenttien jakelija Digikey kertoo kasvavansa tänä vuonna yli 50 prosenttia. Voimakkaan kasvun jatkuessa yhtiö investoi seuraavien 18 kuukauden aikana 100 miljoonaa dollaria jakelukeskuksensa kapasiteettiin ja automaatioon.

2026  # mobox för megabox
Oct Nov   # puffbox mobox till square
TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

5G-verkko ilman operaattoria – DECT NR+ haastaa tutut IoT-ratkaisut

ETN - Technical article5G-yhteyden rakentamiseen ei välttämättä tarvita matkapuhelinoperaattoria, SIM-kortteja eikä lisensoitua radiotaajuutta. DECT NR+ tuo 5G-standardin ominaisuuksia paikallisiin IoT-verkkoihin, joissa tarvitaan pitkää kantamaa, pientä viivettä ja luotettavaa tiedonsiirtoa. Uusi tekniikka yhdistää itsestään järjestäytyvän mesh-verkon, energiatehokkuuden ja nopean tiedonsiirron tavalla, joka haastaa monet nykyiset langattomat ratkaisut.

Lue lisää...

OPINION

Googlen jätti-investointi: aika on kypsä uudelle ydinvoimalle

Googlen 13 miljardin euron investointi Suomeen on valtava uutinen. Vielä suurempi uutinen saattaa kuitenkin olla se, mitä investointi kertoo Suomen sähköntarpeesta. Tekoäly tarvitsee sähköä. Paljon sähköä, tasaisesti ja ympäri vuorokauden.

Lue lisää...

 

LATEST NEWS

  • Tekoäly pakottaa suunnittelemaan mikro-ohjaimet uudelleen
  • 5G-verkko ilman operaattoria – DECT NR+ haastaa tutut IoT-ratkaisut
  • Jolla haluaa Ruotsin poliisien taskuun
  • PHP-hyökkäykset leviävät – Eurooppa pahiten tulilinjalla
  • Tulevaisuuden 6G-verkko näkee esteet ennen kuin yhteys katkeaa

NEW PRODUCTS

  • Muratan lämpötila-anturi on lähes näkymätön
  • 600 megabittiä satelliitin sisällä
  • ISM-taajuuksille entistä pienempi tehovahvistin
  • Uusi anturi mittaa satojen ampeerien virtoja ilman mittausvastusta
  • Sama anturi mittaa korkeuden vuoristossa ja syvyyden veden alla
 
 

Section Tapet