Energiesparende Komponenten treiben industrielle Effizienz

Während IIoT und Industry 4.0 traditionell auf Sensoren, Switches, Data Analytics und Konnektivität fokussierten, wird die nächste Welle digitaler Fertigung durch Energieeffizienz angetrieben.

Industrieanlagen gehören zu den größten Stromverbrauchern, und zuverlässige Energie untermauert jeden fortschrittlichen Prozess. Laut International Energy Agency konsumierte der Sektor 2016 41,6 % des globalen Stroms.

Effektives Power Management hält Industrieroboter mit minimalem Downtime am Laufen – wo jede Millisekunde zählt. Jenseits Reliability können Effizienzverbesserungen signifikante Ressourceneinsparungen freisetzen.

Mehrere Strategien können Energy Performance boosten, einschließlich:

• Produktionsplanung aligned mit Renewable-Energy Peaks.
• Optimierung Robot Operating Speed statt bloßer Programmbeschleunigung, potenziell Einsparungen bis 30 %.
• 3D Printing zur Materialverschwendung-Reduktion.
• Adoption Preventive Maintenance zur Reduktion von Reparatur-Energieaufwand.
• Retro-Fitting Smart Meter und Remote Controller wo feasible.
• Implementierung vollautomatisierter „Lights-Out“ Umgebung, die Energieverbrauch auf Floor und in Facility Systems senkt.
• Wahl Low-Power Components throughout.

Es ist die Kombination dieser Maßnahmen – nicht eine einzelne Taktik –, die echte Ergebnisse liefert.

Energiesparende Komponenten

Mehrere neue Produkte bieten substantielle Power Reduktionen. Highlights:

Infineon Technologies – EasyPACK 2B Hybrid SiC Power Module

Infineons EasyPACK 2B, Teil der 1200-V-Familie, blendet Silicon-Carbide (SiC) mit IGBT Technologie für über 99 % Systemeffizienz. Mit Schaltfrequenz bis 48 kHz liefert es höhere Power Density und kleineren Heatsink-Footprint dank niedrigerer SiC Losses.

Das hybride EasyPACK 2B Modul bietet höhere Power Density und 48 kHz Switching. (Bild: Infineon Technologies AG)

STMicroelectronics – STM32WBx5 & STM32G4 Mikrocontroller

STM32WBx5 kombiniert Dual-Core Processing mit Bluetooth 5, OpenThread und ZigBee 3.0 Konnektivität. Sein 13-nA Shutdown Mode, Adaptive Voltage Scaling und Echtzeit ART Accelerator liefern Ultra-Low Power für Sensoren, Wearables, Drohnen und IoT Devices.

STM32G4 fügt zwei Hardware Mathematical Accelerators hinzu, die CORDIC-basierte Berechnungen beschleunigen, Motor Control und Signal Filtering verbessern, während Energieverbrauch in Smart Factory und Energy-Management Applications reduziert wird.

STMicro's STM32WBx5 MCUs liefern Ultra-Low-Power Performance mit integrierter Konnektivität. (Bild: STMicroelectronics)

STM32G4 Accelerators verbessern Performance und Energieeffizienz. (Bild: STMicroelectronics)

Microchip Technology – Smart Embedded Vision & PolarFire FPGAs

Microchips Smart Embedded Vision Initiative liefert FPGA-zentrisches IP und Tools für Low-Power, Small-Form-Factor Machine-Vision Designs. Die PolarFire Familie bietet 30–50 % niedrigeren Power als SRAM-basierte FPGAs und 5–10x niedrigeren Static Consumption, ideal für Edge Compute und thermisch constrainte Environments.

Microchips Smart Embedded Vision bietet Low-Power Machine-Vision IP. (Bild: Microchip Technology Inc.)

Renesas Electronics – RX72M Mikrocontroller

Die RX72M Familie bringt integrierten EtherCAT Slave Controller, 1 MB SRAM und 4 MB Flash – making it den ersten RX Mikrocontroller mit solcher Kapazität. Designed für kompakte Industrieroboter, PLCs, Remote I/O und Gateways, schneidet es Board Area um ca. 50 % im Vergleich zu früheren Modellen.

Die RX72M Devices reduzieren Circuit Board Area um ca. 50 %. (Bild: Renesas Electronics Corp.)

Eta Compute – TENSAI Machine-Learning SoC

TENSAI liefert Image Classification, Keyword Spotting und Wake-Up Detection in Ultra-Low-Power Mode. Seine Delay-Insensitive Logic erlaubt Operation bei niedrigster Supply Voltage, und eine einzelne Image Classification konsumiert nur 0,4 mJ – 30x weniger als konkurrierende Lösungen.

Zusammenfassung

Industrielle Automatisierung wird wachsen, während IoT Legacy-Systeme ersetzt. Advanced Robotics, KI, Cloud Analytics und Sensor Networks – powered by Vibration-Harvested oder Light-Harvesting Supplies – werden Manufacturing reshape. Während initiales Kapital für Industry 4.0 hoch ist, werden die energieeffizienten Systeme, die ältere Komponenten ersetzen, langfristige Kosteneinsparungen liefern.

>> Dieser Artikel wurde ursprünglich auf unserer Schwesterseite Electronic Products veröffentlicht: „Achieving energy efficiency on the factory floor.“