Edge-HMI-Plattform für industrielle IoT-Einsätze

In industriellen IoT- und Embedded-Edge-Computing-Anwendungen müssen Mensch-Maschine-Schnittstellen zunehmend Rechenleistung, Langzeitverfügbarkeit und Remote-Lifecycle-Management vereinen. SECO hat eine modulare HMI-Plattform vorgestellt, die OEMs und Systemintegratoren dabei unterstützt, vernetzte Bedien- und Anzeigeeinheiten schneller bereitzustellen und gleichzeitig Flexibilität für unterschiedliche Industriebranchen zu erhalten.

Eine sofort einsetzbare HMI für Edge Computing
Die Modular Vision 10.1 ASL wurde als Teil des nächsten Modular-Vision-Portfolios von SECO eingeführt und ist als schlüsselfertige HMI-Lösung positioniert, nicht als kundenspezifisch entwickeltes Embedded-System. Dieser Ansatz adressiert eine zentrale Herausforderung in industriellen IoT-Projekten: den Entwicklungsaufwand zu reduzieren und dennoch die Möglichkeit zu bewahren, Hardwarekonfigurationen im Laufe der Zeit anzupassen.

Die Plattform integriert Rechenleistung, Grafik und Display in einer einzigen 10,1-Zoll-Einheit und kann direkt in Anwendungen wie Industrieautomation, Medizintechnik, Sicherheits- und Überwachungssystemen, Energiemanagement, Smart Devices und Digital Signage eingesetzt werden. Die modulare Architektur ist darauf ausgelegt, sich an veränderte Leistungsanforderungen anzupassen, ohne eine vollständige Neuentwicklung der HMI-Hardware erforderlich zu machen.

Prozessorarchitektur und Echtzeitfähigkeiten
Auf Hardwareebene basiert die HMI auf Intel Atom x7000RE Prozessoren, die für Embedded- und Industrieanwendungen konzipiert sind. Die verfügbaren Konfigurationen bieten bis zu acht CPU-Kerne mit Taktraten von bis zu 3,6 GHz bei einer thermischen Verlustleistung von 12 W und verbinden damit Rechenleistung mit Energieeffizienz. Die integrierte Intel-UHD-Grafik unterstützt lokale Visualisierungsaufgaben ohne den Einsatz externer GPUs.

Das System unterstützt bis zu 16 GB LPDDR5-Arbeitsspeicher mit In-Band Error Correction (IBECC), was insbesondere für sicherheits- und missionskritische Umgebungen relevant ist, in denen die Speicherintegrität die Systemstabilität beeinflusst. Für Anwendungen mit deterministischen Anforderungen, etwa in der Robotik oder der Bewegungssteuerung, integriert die Plattform Time-Sensitive Networking (TSN) und Time-Coordinated Computing (TCC), um synchronisierte Kommunikation und vorhersagbare Ablaufsteuerung in verteilten Systemen zu ermöglichen.

Modulares Rechnen mit SMARC-System-on-Modules
Die HMI ist um SMARC-basierte System-on-Modules aufgebaut, sodass Anwender aus vier Prozessorvarianten innerhalb derselben mechanischen und elektrischen Plattform wählen können. Diese Modularität erleichtert die Skalierung der Leistung sowie das Management der Komponentenverfügbarkeit über lange Produktlebenszyklen hinweg – ein entscheidender Faktor in Industrie- und Medizinmärkten, in denen Geräte häufig viele Jahre im Einsatz bleiben.

Durch die Entkopplung des Rechenmoduls von Trägerplatine und Displayeinheit unterstützt das Design Upgrades oder Konfigurationsänderungen, ohne das gesamte HMI-System austauschen zu müssen. Dies trägt zur Reduzierung von Entwicklungs- und Lieferkettenrisiken bei.




Software-Stack und Gerätelebenszyklus-Management
Auf Softwareseite läuft die Modular-Vision-Serie mit Clea OS, einem auf dem Yocto Project basierenden Linux-Betriebssystem, das speziell für industrielle Embedded-Geräte entwickelt wurde. Clea OS integriert Funktionen für Remote-Gerätemanagement, Datenverarbeitung sowie gängige industrielle IoT-Kommunikationsprotokolle.

Als Teil des umfassenderen Clea-Frameworks ist das Betriebssystem darauf ausgelegt, Edge-Geräte mit Cloud-Diensten und Drittanbieterplattformen zu verbinden und gleichzeitig Anforderungen an Cybersicherheit und regulatorische Compliance zu unterstützen. Dies ermöglicht eine zentrale Überwachung des Gerätezustands, Remote-Konfigurationen und Software-Updates über installierte Geräteflotten hinweg und reduziert den Bedarf an kostenintensiven Vor-Ort-Einsätzen.

Edge-KI und Anwendungsbereitstellung
Zur Unterstützung von Entwicklung und Deployment ist die HMI mit dem SECO Application Hub kompatibel, einem kuratierten Marktplatz für Anwendungen, die für Edge-Geräte optimiert sind. Diese Umgebung bietet Zugriff auf vorintegrierte KI- und Machine-Learning-Anwendungen, die lokal auf der HMI-Hardware ausgeführt werden können und Anwendungsfälle wie Bildanalyse, Anomalieerkennung oder vorausschauende Wartung ohne permanente Cloud-Anbindung unterstützen.

Relevanz für industrielle IoT-Projekte
Durch die Kombination aus schlüsselfertigem HMI-Design, modularen Rechenoptionen, Echtzeit-Netzwerkfunktionen und integriertem Gerätemanagement adressiert die Modular Vision 10.1 ASL mehrere wiederkehrende Herausforderungen in industriellen IoT- und Edge-Computing-Projekten. Die Plattform ist darauf ausgelegt, eine schnellere Implementierung, vorhersehbares Systemverhalten und langfristige Wartbarkeit in Anwendungen zu unterstützen, in denen Zuverlässigkeit, Sicherheit und Skalierbarkeit zentrale technische Anforderungen darstellen.

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