Intelligente Halbleiter für energieeffiziente Industrieautomation

Die industrielle Automatisierung weist den Weg zur vierten industriellen Revolution, auch bekannt als Industrie 4.0. Sie ist der wesentliche Treiber für Effizienz in der globalen Produktivität; eine wachsende Zahl intelligenter Fabriken auf der ganzen Welt setzt zunehmend auf Automatisierung. Im Kern hilft die industrielle Automatisierung Unternehmen, alle Ressourcen für die Fertigung und andere wertschöpfende Prozesse so effizient wie möglich zu nutzen - vom Rohmaterial bis zur Energie. Mit Hilfe von Big-Data-Analysen können Hersteller nicht nur ihre Produkte und Prozesse kontinuierlich verbessern, sondern auch neue Dienstleistungen wie vorausschauende Wartung und automatische Software-Updates entwickeln. Smarte Halbleiterlösungen sind wesentliche Bestandteile für diese Entwicklungen und Innovationen. In der Automatisierung sorgen sie für einen effizienten und sicheren Datenfluss, steuern die Geschwindigkeit von Industriemotoren und ermöglichen ungeahnte Flexibilitätsgewinne.

Die industrielle Automatisierung stützt sich auf alle Arten von Halbleitern

Erfolgreiche Industrieautomation ist an leistungsfähige, sichere und intelligente Komponenten gebunden. Betrachtet man typische Anwendungen, so reicht die industrielle Automatisierung von einfachen Thermostaten in Einzelgeräten bis hin zu großen industriellen Steuerungssystemen, die Zehntausende von Eingangsmessungen und Ausgangssteuersignalen umfassen. Dazu gehören auch Sensoren, isolierte Schnittstellen zum Abtasten von Messdaten, Steuerungsanwendungen in Remote-Clients, klassische SPSen (Speicherprogrammierbare Steuerungen) und andere Edge-Control-Elemente bis hin zur Cloud für die Datenverarbeitung.

Es gibt Leistungshalbleiter wie IGBTs und MOSFETs, Gate-Treiber und dedizierte Controller im Bereich der Bewegungssteuerung und Robotik. Durch die vollständige Fokussierung dieses Portfolios auf die effiziente Nutzung von Energie kann Infineon die gesamte Bandbreite von Anwendungen wie Robotik, Werkzeugmaschinen, Pumpen, Lüfter und Hochleistungsantriebe adressieren und mehr ermöglichen, während weniger verbraucht wird.

Motorsteuerung ist entscheidend für die industriellen Automatisierung

Gängige Anwendungen der Industrieautomation sind z.B. Lebensmittelverarbeitung, Verpackung, Logistik, Werkzeugmaschinen und Robotik. In der Industrieautomation werden in hohem Maße industrielle Frequenz- und Servoumrichter eingesetzt, um höhere Anforderungen an Dynamik und Präzision zu erfüllen. Ein Infineon XMC™- Mikrocontroller im Zentrum einer übergeordneten Motorsteuerung beschleunigt die Bearbeitung kaskadierter Steuerungsaufgaben. Strom, Position und Geschwindigkeit können mit absoluter Präzision gemessen werden. Anspruchsvolle Echtzeitlasten erfordern ein leistungsfähiges System. Die Motorsteuerungslösungen von Infineon, die auf unseren OptiMOS™-, CoolMOS™- und CoolSiC™ -MOSFETs, Stromsteuerungs-ICs, EiceDRIVER™-Gate-Treibern sowie Sensor- und Sicherheitslösungen basieren, sind darauf ausgelegt, industrielle Automatisierungsanwendungen zu verbessern, zum Beispiel innovative Servomotoranwendungen.

Motorsteuerung für industrielle Anwendungen

Motorsteuerung und Antriebe

Robotik

Energieeffiziente Servomotoren für viele Bereiche

Mit der zunehmenden Automatisierung in allen Branchen steigt auch die Nachfrage nach Servomotoren. In der Robotik, bei CNC-Maschinen (Computer Numerical Control) und in der automatisierten Fertigung sind hochentwickelte, qualitativ hochwertige Servomotoren mit höchster Energieeffizienz und zuverlässiger Leistung auf Basis von Halbleiterlösungen aus dem Portfolio von Infineon gefragt.

Ein Servomotor besteht aus einem kompatiblen Motor, der mit einem Sensor gekoppelt ist. Dieser gibt eine Rückmeldung über seine Position. Außerdem benötigen Servomotoren ausgefeilte und speziell definierte Steuerungen. Als Drehantrieb ermöglichen sie eine präzise Steuerung von Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung. Ein einzigartiges Merkmal des Servomotors ist, dass er Strom verbraucht, während er sich zur gewünschten Position dreht, und dann bei der Ankunft ruht. Die Fähigkeit des Servomotors, präzise Bewegungssteuerung mit hohen Drehmomenten zu kombinieren, macht ihn zur perfekten Lösung für die Automatisierung und Robotik und führt zu einer höheren Präzision und Effizienz.

Servo-Motor

Weiterführende Informationen: Whitepaper, Anwendungspräsentation, Webinar

Breites Portfolio für optimierte Effizienz

Leistungshalbleiter von Infineon verbinden die reale und die digitale Welt im industriellen Bereich auf höchstem Energieniveau und reduzieren Energieverluste in allen Anwendungen. Leistungshalbleiter und zugehörige Gate-Treiber von Infineon regeln zum Beispiel die variable Drehzahl von Industriemotoren. Sensoren messen die Motordrehzahl sowie die Umgebungs- und internen Bedingungen einer Maschine. Isolierte Schnittstellen betreiben Systeme in Hochspannungsdomänen, die z.B. mit Motoren interagieren, und Niederspannungsdomänen, in denen Steuerungen sichere Systemoperationen durchführen. Es gibt Mikrocontroller, die Steuerungsalgorithmen oder KI ausführen, um Maschinen zu betreiben. Infineon entwickelt zudem Konnektivitätsgeräte im Bereich Wi-Fi und Bluetooth für das industrielle Internet der Dinge sowie Sicherheitsgeräte, die einen sicheren, auf autorisierte Benutzer beschränkten Betrieb und die Verwendung von nur ordnungsgemäß zertifizierten Originalsystemelementen gewährleisten.

 

Unser Portfolio für industrielle Anwendungen

In diesen Anwendungsbereichen kann die Energieeffizienz gesteigert werden