Heute möchte ich mich mal einem etwas anderen Thema widmen: dem allseits bekannten Phänomen mit dem Männerspielzeug. Ich selber bin nicht nur auf der beruflichen Ebene fasziniert von allen möglichen technischen Neuerungen. Auch privat finde ich die meisten technischen Spielzeuge immer sehr interessant. Sei es nun eine Carrerabahn, RC Cars, Drohnen, Gimbals etc. Für so etwas kann ich mich jederzeit begeistern. Und so manches befindet sich auch in meinem Fundus. Man bekommt im Bekanntenkreis dann schon mal eine Nachfrage, ob es ernst gemeint sei, daß man(n) sich eine große Kugelbahn zum Geburtstag wünscht. Aber ich stehe zu meinem Motto „Männer sind große Jungs, nur die Spielzeuge sind teurer“.
Als die Carrerabahn aktuell war, habe ich seinerzeit einen Rollensprüfstand für Carrerabahnautos gebaut. Hier wurden die Drehzahl und der Motorstrom der Autos ermittelt, um bei überregionalen Rennen die Autos zu überprüfen. Der Rollenprüfstand bestand unter anderem aus einer Wonderware InTouch Applikation, die dann alle Werte aufgezeichnet und in einer Datenbank abgespeichert hat. Die Drehzahl wurde über die Hardware einer Computermaus ermittelt und seriell an die Visualisierung übertragen. Carrerabahnrennen haben wir damals bis zu einem echten 24-Stunden-Rennen betrieben.
Aber zurück in die Gegenwart: Als die Entscheidung fiel, dass das neue Büro der Factory Software GmbH in Düsseldorf einen großen Showroom bekommen sollte, stellte ich mir die Frage: welche „technischen Spielereien“ könnte man in solch einem Showroom zeigen. Das Problem, was sich bei allen Demos immer stellt: es gibt keine wirkliche Anlage. Also müssen alle Werte simuliert werden. Und das war mein Ansatzpunkt. Welches Männerspielzeug kann man denn hernehmen, um „wirkliche“ Daten aufzuzeichnen, um sie dann beispielsweise in die AVEVA Cloud zu laden?
Und hier kommt dann wieder die Kugelbahn ins Spiel. Wenn man ein paar Lichtschranken an die Kugelbahn baut, könnte man Laufzeiten und auch Anzahl de Kugeln pro Zeiteinheit an die Cloud übermitteln. Vielleicht könnte man auch einen Vibrationssensor anbringen für vorausschauende Wartung. Soweit so gut. Wie kann man nun die Lichtschranken bzw. den Vibrationssensor in die Cloud übertragen? Standardlichtschranken gibt es schon mit zugehöriger Elektronik anschlussfertig für unter 2 Euro.
Als Steuerung fiel die Wahl auf Rasberry Pi. Hier hätte man nun die Lichtschranken direkt an den GPIO (General Purpose Input Output) des RasberryPis anschließen und dann mit einem kleinen Programm auslesen und übertragen können. Dies wäre aber mehr der Ansatz gewesen, bei dem sich IT-Menschen bzw. Programmierer wiedergefunden hätten. Aber ich wollte einen Ansatz für Automatisierungstechniker bzw. SPS und Visualisierungs-Programmierer entwickeln. Da wir uns ja weitestgehend in der Automatisierungswelt bewegen, sollte der Rasberry Pi sich auch wie eine Steuerung verhalten bzw. auch als solche programmiert bzw. auch die Kommunikation sollte so sein wie mit einer SPS. Für den Raspberry Pi gibt es auch Eweiterungskarten, die den Raspberry in eine SPS verwandeln. Aus dem GPIO werden dann - wie von einer SPS bekannt - digitale Ein- und Ausgänge, teilweise sogar schon mit unterlagertem Relais, um direkt größere Lasten schalten zu können.
Also kurzerhand solch eine Erweiterung bestellt und direkt ausprobiert.
Damit war das Thema Hardware abgeschlossen. Die Erweiterung für den Rasberry Pi wird nur gesteckt. Die Lichtschranken angeschlossen an die digitalen Eingänge. Die kleinen Motoren der Kugelbahn über die Ausgänge mit entsprechenden Relais ein und abschaltbar. Klappte alles hervorragend mit dem kleinen Testprogramm, das zum Lieferumfang der Hardware gehörte. Aber welche Software soll am Ende zum Einsatz kommen? Das eigentliche Ziel war ja „richtige Daten“ in die Cloud zu senden. Also benötigen wir irgendwo eine Stück AVEVA Software, dass Daten in die Cloud bringen kann wie untenstehendes Bild zeigt:
Ansatz: Alle AVEVA HMI Versionen haben den sogenannten Built in Publisher, um die Daten direkt in die Cloud zu bringen. AVEVA Edge kann auch auf einem Raspberry Pi laufen. Das können wir ja direkt ausprobieren. AVEVA Edge auf dem Rasberry Pi installiert und die Funktion war gegeben. Leider stellte sich bei genauerer Betrachtung heraus: die Lösung ist zu langsam. Soll heißen, AVEVA Edge fragt die Lichtschranken zyklisch ab und die Zykluszeit war zu groß. Es verwundert nicht, bei AVEVA Edge handelt es sich um ein HMI SCADA System und nicht um eine SoftSPS. Apropos SoftSPS, da wären wir auch schon bei dem zweiten Ansatz.- Ansatz: SoftSPS
Nächste Idee: von der Firma Codesys gibt es eine SOFTSPS, die man auf den Raspberry Pi installieren kann und die auch oben beschriebene Hardwareerweiterung unterstützt. Also direkt heruntergeladen und installiert. Was soll ich sagen, diese Lösung läuft hervorragend, keine Timingprobleme, und Codesys Control für Raspberry Pi bringt sogar noch einen OPC UA Server mit.
Der Aufbau sieht nun folgendermaßen aus. Die Sensorik ist am Rasberry Pi angeschlossen. Dieser kommuniziert ganz normal über TCP/IP mit einem normalen PC. Auf diesem ist AVEVA Edge installiert. AVEVA Edge nimmt die Werte über die OPC UA Schnittstelle entgegen und leitet die Daten direkt weiter in die AVEVA Cloud.
Neugierig geworden? Interessiert an anderen Lösungen rund um Ihre Produktion? Dann sprechen Sie mich an oder vereinbaren mit dem Vertriebskolleginnen einen Termin, vielleicht auch in unserem neuen Showroom in Düsseldorf.
