La automatización industrial impone requisitos distintos al hardware de máquinas y sistemas. Kontron ha creado una amplia gama de productos patentados que utilizan la tecnología de procesador Arm®, accesible en una amplia cartera que abarca los procesadores NXP y los de la Raspberry Pi Foundation. Junto con la accesibilidad del software de automatización IEC 61131-3 CODESYS®, este sistema modular escalable constituye una base sólida y con visión de futuro para la construcción de controladores y pasarelas edge.

La automatización industrial impone requisitos diferenciados al equipamiento de máquinas e instalaciones en cuanto al hardware adecuado. No obstante, existen numerosas tareas para las que procesadores como los Core™ iX o Atom de Intel serían interesantes de tener, pero económicamente inviables.

Kontron Electronics está especializada en el desarrollo y producción de soluciones de coste optimizado y puede ofrecer tanto productos propios como productos específicos para clientes con idoneidad industrial basados en las últimas tecnologías de procesadores.

Tecnologías para cada aplicación

Por ello, como fabricante líder de hardware informático para uso industrial, Kontron no solo ofrece ordenadores monoplaca, módulos COM y PC industriales con los procesadores y semiconductores periféricos más potentes. Utilizando microcontroladores y microprocesadores basados en Arm®, Kontron como proveedor de IoT/Tecnología de Sistemas Embebidos (ECT-Embedded Computer Technology) también crea diversas soluciones para aplicaciones industriales. Estas satisfacen una amplia variedad de requisitos, no solo en términos de procesadores, sino también de integración en dispositivos, máquinas y sistemas.

Con Kontron Electronics, el fabricante alemán de primera calidad dispone de una empresa especializada en el desarrollo y la producción de soluciones de coste optimizado. Kontron Electronics es un proveedor integral de montajes y dispositivos electrónicos que cuenta con 450 empleados. Y forma parte de la alianza Kontron ODM/EMS, compuesta por cinco empresas con siete sedes en Alemania, Austria, Hungría y Eslovenia. El grupo de empresas cuenta con décadas de experiencia en toda la cadena de fabricación y amplios conocimientos en el desarrollo de productos para satisfacer una amplia gama de requisitos.

Los módulos SoM basados en el procesador de aplicaciones i.MX8M Mini e i.MX8M Plus Quad Core son idóneos para tareas de automatización exigentes, aplicaciones en tiempo real y soluciones de visualización de alta calidad. Están disponibles en el nuevo estándar OSM, independiente del fabricante, para soldadura directa.

Hardware escalable

Antes de pasar a los procesadores, merece la pena examinar los productos que "funcionan" con ellos. Kontron Electronics desarrolla y fabrica conjuntos de microcontroladores para una amplia gama de aplicaciones. En su mayoría, los microcontroladores de 32 bits del tipo STM32 con núcleo Arm Cortex-M funcionan en los productos predominantemente personalizados.

"Basándonos en la tecnología de procesadores Arm, hemos desarrollado un sistema modular escalable con una amplia cartera de productos propios", explica Holger Wußmann. "Estos no sólo son aplicables a numerosos casos de uso, sino que también son adecuados como punto de partida para desarrollos personalizados y de coste optimizado".

El núcleo de esta cartera de productos en forma de matriz lo forman los módulos de procesador denominados System-on-Modules (SoM). Además de los módulos existentes en un factor de forma propio de 25,5 x 25,5 mm, los nuevos módulos están diseñados para ajustarse a la especificación Open Standard Module™. Este nuevo estándar de proveedor neutral para SoMs soldados reduce el coste total de una solución en comparación con los diseños enchufables.

Integración como estándar

Para los clientes que no integran estos SoM por sí mismos o los utilizan en placas base desarrolladas a medida, Kontron ofrece placas de ordenador extremadamente compactas que incluyen periféricos bajo el nombre Board-Line. Éstas se caracterizan por un tamaño y una colocación uniformes de los conectores. "Esto significa que los clientes pueden estar seguros de que dentro de muchos años seguirán disponiendo de módulos funcionalmente equivalentes", explica Holger Wußmann. "Junto con el hecho de que Kontron Electronics fabrica SOMs mientras el fabricante respectivo suministre los procesadores utilizados, esto proporciona un alto grado de seguridad futura a los sistemas en los que se integran dichos productos."

Gracias a sus dimensiones estandarizadas, los productos de la línea board-line son adecuados para su instalación en un chasis uniforme. De hecho, Kontron ofrece estos productos en su Automation-Line en carcasas metálicas para montaje en carril DIN. De este modo, las placas se convierten en pequeños PCs en caja con unas dimensiones de 111 x 25 x 76 mm. La mayoría de las placas y módulos también están disponibles en la línea Display en forma de paneles táctiles con diagonales de pantalla de 5", 7", 10" y 15,6".

Así pues, todo está disponible para facilitar la rápida realización de proyectos de automatización, desde el nivel de módulos y placas de procesadores hasta el de productos acabados.

Kontron ofrece sus productos de hardware en forma de placas como una unidad que consta de microprocesador, módulo SoM, memoria, comunicación e interfaz LCD, así como importantes estándares de seguridad en una placa de circuito impreso compacta.

A la vanguardia de la tecnología de procesadores

En cuanto a los procesadores utilizados, Kontron mantiene una estrecha colaboración con los principales fabricantes de semiconductores. Esta es la razón por la que el fabricante premium centroeuropeo ya puede lanzar productos innovadores y escalables en diseños de grado industrial para sistemas embebidos/IIoT utilizando los últimos procesadores en el instante en que los primeros chips de procesador de una nueva generación están disponibles.

"Los criterios de selección de los procesadores son múltiples", afirma Holger Wußmann, Director General de Kontron Electronics GmbH. "La visualización HTML compleja requiere una GPU potente, para tareas de IA ofrecemos módulos complementarios con chips aceleradores de IA".

 Para su estación de carga IQ, dezony GmbH confía en el soporte Linux del System-on-Module SL STM32 MP157 de Kontron Electronics GmbH. Más información en https://www.kontron-electronics.de/fileadmin/media/anwendungen/use-cases/dezony_de_use-case_kontron-electronics.pdf

Potencia y periféricos en el mínimo espacio: la serie de procesadores i.MX 8

Disponibles como módulos OSM basados en el procesador de aplicaciones i.MX8M Mini Quad Core, los SoM presentan unos datos de rendimiento excepcionales para su clase de tamaño. Además de un potente microprocesador Arm® Cortex®-A53 4x con frecuencia de reloj de 1,6 GHz y memoria DDR4, el sistema ofrece un conjunto de periféricos estándar con una amplia gama de interfaces.

Numerosas E/S digitales e interfaces de comunicación serie, una interfaz DSI, así como PWM y dos interfaces SDIO predestinan el módulo para tareas de automatización exigentes, aplicaciones en tiempo real y soluciones de visualización de alta calidad.

Como última incorporación a su cartera, Kontron ha presentado el primer SoM del mundo en el factor de forma Size S (30x30 mm) basado en el iMX8Mplus en la pasada edición de Embedded World, celebrada en marzo de 2023. Es compatible con GbE-Lan dual y TSN. Con sus capacidades de comunicación, este módulo se adapta a los requisitos industriales de capacidad de tiempo real difícil.

Todos los productos Board-Line están disponibles con los procesadores actuales de la serie i.MX 8 de NXP o Raspberry Pi 4 y son aptos para su instalación en carcasas metálicas estandarizadas, también montables en carril DIN.

 
Raspberry está consolidada

Procedente de escuelas y universidades, la Raspberry Pi, también basada en tecnología Arm®, prosiguió su marcha triunfal en las aplicaciones industriales. "En particular, la amplia disponibilidad de software libre y la experiencia ya disponible desde la educación está impulsando, a los jóvenes desarrolladores en particular, a confiar también en esta plataforma de procesador en aplicaciones industriales", afirma Holger Wußmann. "Razón suficiente para que ofrezcamos soluciones industriales adecuadas con las series de hardware PiXtend® y Pi-Tron".

Su éxito confirma que este paso fue el correcto. Muchas de las 10.000 unidades de los productos de las series PiXtend® y Pi-Tron equipadas con hardware de procesador de la Fundación Raspberry Pi han demostrado su eficacia en el funcionamiento real. Raspberry Pi está consolidada en los campos de aplicación industriales. Por ello, Kontron ya ha integrado el actual Compute Module 4.

La PiXtend® Pi 4 PLC ofrece el Broadcom BCM2711, el procesador más potente de la Fundación Raspberry Pi. El procesador de cuatro núcleos con Arm® Cortex®-A72, SoC de 64 bits, soporta hasta 8 GB de RAM. Con una interfaz Gigabit Ethernet, el ordenador monoplaca garantiza una rápida transferencia de datos y ofrece dos puertos micro-HDMI para transferir datos de audio y vídeo.

La Pi-Tron CM4 con Broadcom BCM2711, 4x Arm Cortex-A72 a 1,5 GHz también se basa en la cuarta generación de Raspberry Pi. La placa puede equiparse con bastante más RAM que su predecesora y también ofrece la opción de una conexión WLAN/Bluetooth precertificada. Para integrar la Pi-Tron CM4 en aplicaciones IoT, está preconfigurado el uso de módulos LTE que incluyen tarjetas SIM y conexión de antena externa.

Las placas y los dispositivos de la marca PiXtend®, que se diseñaron desde el principio como PLC, también están disponibles con Raspberry Pi 4 y son aptos para la programación mediante CODESYS®.

Adecuado para tareas de control industrial

A ello contribuye también la facilidad de uso del software de automatización independiente del fabricante CODESYS® IEC 61131-3 para los productos de hardware de grado industrial de Kontron. Esto se aplica a Pi-Tron CM3+ y Pi-Tron CM4, así como a PiXtend® Pi3 y Pi4.

Su disponibilidad con una licencia rentable de CODESYS® Soft PLC permite a los usuarios proyectar cómodamente aplicaciones de automatización. La amplia gama de funciones PLC de CODESYS® también incluye protocolos de bus de campo probados, lo que facilita el uso de los módulos en la automatización. Allí, estos productos pueden sustituir a los controladores propietarios, utilizarse como pasarelas edge o asumir tareas de automatización de edificios.

Ing. Holger Wußmann, Director General de Kontron Electronics GmbH:

"Gracias a nuestra estrecha colaboración con los principales fabricantes de semiconductores, estamos en condiciones de lanzar al mercado productos innovadores y escalables con diseños industriales en cuanto están disponibles los primeros chips procesadores de una nueva generación. Nuestros clientes pueden estar seguros de que dentro de muchos años seguirán existiendo módulos con funciones equivalentes."

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