Secure OTA firmware update capability for frequency converters

Next-Gen heißt, neue Märkte zu erschließen

Das Produkt unseres Kunden war bereits seit zwei Jahrzehnten erfolgreich und wurde in der Lebensmittelproduktion, in der HLK-Technik sowie für Kräne und Aufzüge eingesetzt. Darüber hinaus nahm das hohe Marktpotenzial des Produkts für Schwerindustrien wie die Bergbauindstrie, Metallindustrie, metallverarbeitende Industrie und die Schiffbauindustrie stetig zu.

Die Eroberung dieser neuen Märkte erforderte jedoch eine leistungsfähigere und flexiblere Next-Gen-Version der Produktlinie des Kunden. Das Produkt bot seinen Benutzern Flexibilität und Konfigurierbarkeit, aber um die Leistung zu verbessern, musste die neue Frequenzumrichterplattform offener gestaltet und sicher verbunden sein.

Der Kunde hatte zwei Hauptziele: (1) die Laufwerkskonfiguration und das Schreiben von Anwendungen für Techniker zu vereinfachen und (2) die Möglichkeit zu schaffen, Laufwerke auch über Fernzugriff sicher zu aktualisieren.

OTA-Fernaktualisierung von Firmware

Proekspert wurde mit beiden Aufgaben betraut: mit der Entwicklung einer sicheren Infrastruktur für die Fernaktualisierung der Firmware und mit der Entwicklung einer Software für die Auswahl von Antriebs-Optionskarten.

Entwicklung einer sicheren Infrastruktur für Firmware-Aktualisierungen

Um eine sichere OTA-Firmware-Aktualisierungsfunktionalität zu entwickeln, mussten wir auf ein mehrschichtiges Sicherheitssystem wie Firewall, OT-Netzwerk und Sicherheitsüberprüfungen auf Laufwerksebene zurückgreifen. Und all dies musste mit der Überprüfung der Firmware-, Anwendungs- und Benutzerauthentizität kombiniert werden.

Da die neue Plattform hochgradig modular aufgebaut sein musste und Dutzende verschiedener Hardwaremodule einbezog, musste die Firmware-Aktualisierungsfunktionalität auch in der Lage sein, all diese Module in mehreren Laufwerkskonfigurationen zu unterstützen. Außerdem musste die Softwareaktualisierung aufgrund der Softwarearchitektur der Plattform ohne Script auskommen und regelbasiert sein.

Entwicklung von Antriebs-Optionskarten

Die spannendste Herausforderung für unsere Ingenieure war die datengesteuerte Architektur, die zum ersten Mal für die Entwicklung der elektrischen Motorantriebsplattform verwendet wurde, sowie die faszinierenden Besonderheiten, die bei der Entwicklung eines neuen Hardwareprodukts auftreten, z. B. die Grenzen und Einschränkungen, die den Softwareingenieuren durch die FPGA-Technologie gesetzt sind.

Die Entwicklung einer Low-Level-Signalverarbeitungsfunktionalität für Optionskarten war erforderlich, um verschiedene Erst- und Drittparteisensoren zu integrieren, die zur Messung von Umgebungsparametern wie Temperatur, Vibration und Spannung großer Elektromotoren verwendet werden. Auch die Raster- und Antriebsparameter werden ständig gemessen. Neben der kontinuierlichen Diagnose des Systemzustands analysieren einige der Optionskarten die Rückmeldung vom Motor und identifizieren automatisch den Rückmeldungstyp. Dies ist notwendig, um den Antrieb auf die erforderlichen technischen Parameter von Elektromotoren verschiedener Hersteller abzustimmen.

Eng eingebundene Ingenieurteams arbeiten am Basismodell

Während der gesamten Entwicklung war das Proekspert-Team eng in die Entwicklungsteams des Kunden eingebunden. Wir waren an der Entwicklung des Basisprodukts beteiligt und wurden mit außergewöhnlich komplexen Integrationen und technischen Herausforderungen betraut. Darüber waren wir aktiv in das Test-Token-System einbezogen, wobei das Proekspert-Team und das Team des Kunden abwechselnd zeitkritische Fehler aufspürten und behoben, die typischerweise während des Entwicklungsprozesses auftreten.

Dank der modularen Antriebssteuerungsarchitektur kann sich unser Kunde ganz auf das Wachstum konzentrieren

Unser Kunde verfügt nun über eine neue, kompaktere, sicherere und leistungsfähigere Antriebsplattform, die die Planung, Montage und Installation einfacher macht. Der Antrieb hat eine bessere Leistung, bietet mehr Konnektivität und ist energieeffizienter.

Maschinenbauer erhalten jetzt die Flexibilität, die sie benötigen. Sie können alle Antriebsanwendungen so optimal wie möglich ausführen und den Antrieb so konfigurieren, dass dieser genau das tut, was sie wollen. Darüber hinaus können sie die Funktionalität skalieren. Und last but not least können Sie von jedem Gerät aus flexibel auf die Antriebe zugreifen.

Die Antriebsplattform lässt sich leicht für eine Vielzahl unterschiedlicher Motoren und Systeme konfigurieren. Dies verlängert die Lebensdauer des Systems und macht die neue Antriebsplattform auf Jahrzehnte hinaus zukunftssicher.

Auswirkungen auf das Geschäft des Kunden

Die Produktplattform unseres Kunden ist marktreif, mit allen Spezifikationen für eine breite Palette von Antrieben der nächsten Generation.

• Das Produkt ist in der Lage, neue Segmente in Branchen zu bedienen, die schwere Elektromotoren einsetzen.
• Die Produktbenutzer erhalten eine erweiterte Funktionalität, die ihren Bedürfnissen entspricht.
• Dank seiner zukunftssicheren Konfigurierbarkeit verfügt das Produkt über eine lange Lebensdauer.