KNESTEL entwickelt smarte Cloud-Lösungen für die Anforderungen in Zeiten von IIoT und Industrie 4.0

KNESTEL entwickelt smarte Cloud-Lösungen für die Anforderungen in Zeiten von IIoT und Industrie 4.0

Während der Consumer-Markt in den vergangenen Jahren von IoT (Internet of Things)-Produkten regelrecht überschwemmt wurde, ist im industriellen Umfeld eine eher langsame Entwicklung in Richtung von IIoT-Lösungen zu beobachten. Doch auch hier besteht ein großer Bedarf an vernetzten Lösungen, sei es in Predictive Maintenance oder für Maschine Learning. Die Welt der Elektronik Entwicklung hat sich durch IoT in den vergangenen Jahren verändert und die neuen Möglichkeiten, die sich durch das Internet of Things ergeben, fordern die Branchenteilnehmer heraus die Konnektivität in neue Lösungen zu integrieren. Sensortechnologien beispielsweise, können so genutzt werden, um Prozesse zu automatisieren, wenn die Werte nicht mehr nur in einem Datenpool erfasst, sondern durch Cloudplattformen verarbeitet werden.

KNESTEL Technologie & Elektronik aus Hopferbach im Allgäu verfügt über 40 Jahre elektronische Fachkompetenz und kombiniert diese seit einigen Jahren sehr erfolgreich mit den nötigen Fähigkeiten für hybride IoT Projekte im Bereich elektronischer Hard- und Software. Neben der Entwicklung und Produktion der Elektronikkomponenten, liefert das Unternehmen so auch smarte Lösungen für die zentrale, internetbasierte Datenauswertung über Softwareanwendungen.

Eine erfolgreiche Projektrealisierung mit Verbindung von elektronischem und IoT-Fachwissen fand bei der Entwicklung einer effizienten und cloudbasierten Bewässerungssteuerung für den Lebensmittelanbau statt. Hardwareseitig wurde ein energiesparendes Feldmodul (FM) entwickelt, das Aktoren ansteuert und den Anschluss von lokaler Sensorik auf dem Feld ermöglicht. Dank energiesparender Elektronik, kann das FM mit einer Batterie und einem Solarmodul komplett autark betrieben werden. Mittels LoRa-Technologie kann drahtlos eine beliebige Anzahl an FM mit einem Edge Controller (EC) kommunizieren. Ausgestattet mit einem LTE-Modul wird über das Zentralmodul per Internet das cloudbasierte Backend erreicht. Zur Systemsicherheit sind bevorstehende Abläufe im Zentralmodul gespeichert, so dass die Bewässerung auch ohne Verbindung zum Backend funktioniert. Das Backend ist das Herz des Projektes, hier arbeiten Algorithmen welche eine kostensparende Bewässerung ermöglichen. Redundante Serversysteme garantieren eine Verfügbarkeit nahe der 100%. Das Frontend wird über eine moderne progressive Webapp realisiert. Über diese kann die automatisierte Bewässerung flexibel und jederzeit verfügbar geplant, gesteuert und verwaltet werden. Bei einem auftretenden Fehler, sei es ein defektes Ventil oder ein Sensor der einen Grenzwert überschreitet, wird der User mittels Push-Benachrichtigung informiert werden und kann direkt reagieren auch wenn er nicht vor Ort auf der Anlage ist. Dem Bauern ermöglicht das System mehr Flexibilität und durch die Anbindung der Sensorik wird in der Steuerung direkt von tagesaktuellen Daten profitiert, wodurch Überbewässerung vermieden wird und so durch geringeren Wasserverbrauch Ressourcen geschont werden.

Dass große Potentiale für die Symbiose von Elektrotechnik und IoT in den unterschiedlichsten Branchen vorhanden sind zeigt das folgende Projekt aus dem Fitnessbereich. Zielsetzung war die Entwicklung eines kompakten, portablen, batteriebetriebenen Leistungsdiagnose-Systems zur Messung von CO₂, O₂, Feuchte, Druck und Temperatur im Atemgas. Die Messungen werden automatisch ausgewertet und das Ergebnis dient als Grundlage für eine Trainings- und Ernährungsempfehlung für den Sportler. Die Kommunikation des Leistungsdiagnose-Systems erfolgt über Funk an eine Smartphone-App, die Trainer- und Vergleichsfunktionen bietet. Die Leistungsdiagnostik sollte dabei schnell, kontinuierlich und flexibel (Indoor und Outdoor) erfolgen und auch ohne medizinische Fachkenntnisse möglich sein.

Unter dem Aspekt der Trainingsoptimierung wurde auch die KNESTEL Resistance Control entwickelt. Im Fokus stand hier die hochdynamische Drehmomentregelung eines permanentmagneterregten Synchronmotors in Fitnessgeräten für das Zirkeltraining (z.B. Ruderzug, Rückentrainer, etc.). Der Frequenzumrichter verfügt über eine CAN-BUS-Schnittstelle, eine STO-Funktion (SafeTorqueOff), ein bordeigenes Schaltnetzteil 24 V / 3 A für die Versorgung externer Elektronik und bietet zudem die Möglichkeit, einen Bremswiderstand anzuschließen. Die Bedienung erfolgt am Gerät über eine Android-App und wird ergänzt durch individuelle Trainingsempfehlungen. Die Technologie ermöglicht so exzentrisches Training mit schnelleren Trainingsergebnissen in der Kraftentwicklung und schonenderes Training.

Das Industrie 4.0 Zeitalter steigert die Nachfrage nach intelligenten Geräten. So verändert das IoT eben auch die Anforderungen an die Elektronik und bei der Entwicklung neuer Lösungen sollte immer der vernetzte Ansatz berücksichtigt werden. Nur so schafft es die Branche smarte Lösungen zu kreieren, die nicht nur eine Arbeitserleichterung schaffen, sondern auch die Funktion auf eine neue Ebene heben. Dabei müssen nicht immer neue Geräte entwickelt werden, sondern auch vorhandene lassen sich durch IoT-Lösungen nachrüsten, um Investitionen kleiner zu halten und dem Nachhaltigkeitsanspruch gerecht zu werden.

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