Anzeige

Raspberry Pi – industrietauglich gestaltet
Teil 1: Revolution Pi – nichts ist unmöglich

Der Minirechner Raspberry Pi ist aus dem Bestreben heraus entstanden, Kindern und Jugendlichen einen Einstieg in die Computertechnik zu ermöglichen.

Basismodul Raspberry

Das Basismodul des Raspberry Pi (Bild: Kunbus)

Mehr als 10 Millionen des in verschiedenen Varianten angebotenen Rechners sind inzwischen in der Ausbildung, bei Bastlern und als Mediacenter im Einsatz. Aber auch Entwickler in der Industrie haben die Vorzüge dieses Angebotes entdeckt.

Mit dem Revolution Pi [1] hat die Kunbus GmbH ein außerordentlich ambitioniertes Projekt gestartet. Der Revolution Pi ist als Industrie-PC konzipiert und basiert auf einem modularen Konzept. Das ist bei der Hardware ganz offensichtlich und wird auch bei einem Blick auf die Software sichtbar. Das bereits beim Raspberry Pi praktizierte Open-Source-Konzept wird durch Offenlegung von Schaltplänen und Quellcode konsequent fortgesetzt.

Neben freier Software können aber auch Lösungen etablierter Hersteller eingesetzt werden. Das gilt insbesondere für den Einsatz des Gerätes als industrietaugliche Kleinsteuerung. Darüber hinaus bietet der Revolution Pi vielfältige Einsatzmöglichkeiten bei der Umsetzung grundsätzlich neuer Lösungsansätze in der Steuerungstechnik. Diese Entwicklung soll durch Möglichkeiten zum Austausch von Informationen zwischen den Anwendern gezielt gefördert werden.

Gerätetechnik

Das zum Revolution Pi angebotene Gerätesortiment umfasst neben dem Basismodul, I/O-Module und Module zur Feldbusanbindung. Alle Komponenten werden als Reiheneinbaugeräte gefertigt und sind zum Betrieb im Schaltschrank bei Umgebungstemperaturen von –40 bis +55 °C geeignet.

Basismodul

Das Basismodul Rev-Pi Core ist die zentrale programmierbare Komponente des Systems und bietet einen mit dem Raspberry Pi B+ in etwa vergleichbaren Umfang an Schnittstellen (Bild 1).

Im Gerät ist allerdings nicht ein solcher, sondern ein Raspberry-Pi-Compute-Modul verbaut (Tabelle 1). Das hat sicher vor allem konstruktive Gründe. Der Ethernet-Anschluss erlaubt die Einbindung in ein LAN und über ein USB-Dongle ist die Einbindung in ein WLAN möglich. Das Basismodul ist mit einer Echtzeituhr (RTC) ausgerüstet. Zum Anschluss der Ein-/Ausgabe- und der Feldbusmodule steht eine spezielle, Pi-Bridge genannte, interne Schnittstelle zur Verfügung.

Ein-/Ausgabe-Module

Das I/O-Standardmodul Rev-Pi DIO verfügt über 14 Ein- und 14 Ausgänge und wird über die Pi-Bridge mit dem Basismodul verbunden (Tabelle 2). Die Eingänge arbeiten mit Schaltschwellen, wobei der Eingangsstrom auf 2,4 mA limitiert ist. Die Ausgänge verfügen über eine Strombelastbarkeit von bis zu 500 mA als High-Side-Switch und 
100 mA als Push-Pull-Ausgang. Das Standardmodul kann zudem mit PWM-Ausgängen und Zählereingängen ausgestattet werden. Darüber hinaus gibt es zwei Spezialmodule, die jeweils über 16 Ein- bzw. Ausgänge verfügen. In eine Anlage lassen sich bis zu 10 I/O-Module integrieren.

Feldbus-Gateways

Der Revolution Pi verfügt über vielfältige Möglichkeiten zur Einbindung in industrielle Netzwerke (Bild 2). Pro System lassen sich maximal zwei Gateways einbinden, wobei diese jeweils an den Enden der Pi-Bridge angeordnet werden müssen. Neben den im Kasten aufgeführten industriellen Feldbusanbindungen ist auch eine DMX-Anbindung verfügbar.

Software

Der Revolution Pi wird mit dem um einen RT-Patch ergänzten Betriebssystem Raspian ausgeliefert. Raspian basiert auf einer speziellen Variante des Linux-Betriebssystems. Zur Programmierung von Anwendungen steht die frei verfügbare Programmiersprache Python zur Verfügung. Darüber hinaus können sicher auch andere für den Raspberry Pi geeignete freie Programmiertools genutzt werden.

Konfigurationstool Pictory

Zur Firmware des Revolution Pi gehört die Konfigurationssoftware Pictory (Bild 3). Dieses Tool dient vor allem dazu, die Erstellung von Anwendungen zu erleichtern. Pictory unterstützt die Zusammenstellung des gewünschten Systems am Bildschirm. Dabei helfen vordefinierte Regeln bei der richtigen Platzierung der Module und dem Erkennen unzulässiger Kombinationen. Von weit größerer Bedeutung für die Programmierung ist aber die Vergabe symbolischer Namen für Ein- und Ausgangssignale. In Kombination mit einem zentralen Prozessabbild im Speicher, als Bindeglied aller Komponenten, ergeben sich daraus erhebliche Vorteile bei der Erstellung von Anwendungen. Die fertige Konfigurationsdatei wird auf dem Rev-Pi Core gespeichert.

Logi-CAD3 und Spidercontrol

Der Revolution Pi kann auch in ganz „klassischer“ Weise als Kleinsteuerung genutzt werden. Mit dem Laufzeitsystem Logi-RTS des Herstellers Logicals wird der Revolution Pi zur Soft-SPS. Mit Logi-CAD3 steht ein Programmiertool zur Verfügung, dass die Erstellung von Steuerungsapplikationen auf der Basis der in der IEC 61131-1 vereinbarten Programmiersprachen erlaubt. Zur Erstellung von Visualisierungen und Bedienoberflächen wird das Programm Spidercontrol der Firma Ininet angeboten. Der hierbei verwendete Webserver erlaubt den Austausch von Prozessdaten mit jedem beliebigen Browser. Über diesen Weg kann auch ein Fernzugriff über das Internet realisiert werden.

Cloud-Angebote

Um Nutzern den Einstieg in typische Anwendungen des Cloud-Computings zu erleichtern, wird seitens des Herstellers auf die vom Esslinger Unternehmen Ondics entwickelte Software Siwiat hingewiesen. Dieses Angebot eignet sich insbesondere für die zyklische Erfassung von Sensordaten und erlaubt die Einrichtung eines universellen Daten-Gateways. Ebenfalls als Cloud-Lösung konzipiert ist die zur Echtzeitüberwachung geeignete Software Linemetrics des gleichnamigen österreichischen Unternehmens.

Zweck und Zielgruppe

Auf den ersten Blick ist der Revolution Pi ein weiteres, durchaus interessantes und respektables Angebot im Bereich der Klein- und Kompaktsteuerungen. Aus der Sicht des Installateurs ist das sicher richtig, aber es ist nur die halbe Wahrheit. Denn der Revolution Pi bietet eine Reihe von Möglichkeiten, die den typischen Funktionsumfang klassischer Kleinsteuerungen übersteigen. Diese resultieren vor allem aus der Tatsache, dass mit dem Gerät ein vollwertiger Industrie-PC mit einem vergleichsweise weit verbreiteten Betriebssystem zu Verfügung steht. Hard- und Software dieses Gerätes bieten vielfältige Möglichkeiten zur Umsetzung von völlig neuen Lösungsansätzen, etwa dort, wo es um die Speicherung und Auswertung größerer Datenmengen oder um die Verknüpfung von Informationen aus unterschiedlichen Datenquellen und Diensten geht. Von besonderem Interesse dürfte der Revolution Pi für jüngere Fachkollegen sein, die im Rahmen ihrer Ausbildung bereits erste Erfahrungen im Umgang mit dem Raspberry Pi gesammelt haben.

Autor: H. Möbus

Literatur:

[1] Informationen zum Industrie-PC Revolution Pi auf www.kunbus.de.

 

Der Artikel ist in unserem Facharchiv nachzulesen.

Revolution Pi – Basismodul
Bild 1: Revolution Pi – Basismodul (Bild: Fa. Kunbus)
Feldbusmodule
Bild 2: Feldbusmodule (Bild: Fa. Kunbus)
Konfiguration mit Pictory
Bild 3: Konfiguration mit Pictory (Bild: Fa. Kunbus)
Revolution Pi - wichtige Daten (Auswahl)
Tafel 1: Revolution Pi - wichtige Daten (Auswahl)
Ein-/Ausgabe-Module
Tafel 2: Ein-/Ausgabe-Module
 

Kommentare

botMessage_toctoc_comments_926
Anzeige

Nachrichten zum Thema

Der Einsatz eines Steuertransformators ist nicht in jedem Fall zwingend erforderlich. Welche Bedingungen sind nötig, um darauf verzichten zu können?

Weiter lesen

Begriffe wie „Industrie 4.0“ oder „Internet der Dinge“ charakterisieren den – durch den breiten Einsatz von Informationstechnologien bedingten – Wandel in allen Lebensbereichen nur recht unscharf. Doch dieser Wandel ist in vollem Gange und wird nicht...

Weiter lesen

Bedienfreundliche Heizungssteuerung berücksichtigt Sicherheitsaspekte Luna – Hausautomation mit gelungenem Design

Das Angebot an funkbasierten Lösungen zur Hausautomation ist in den vergangenen Jahren enorm gewachsen und gegenwärtig kaum noch überschaubar. Es macht selbst schon einige Mühe bei den verwendeten Funktechnologien den Überblick zu behalten. Der...

Weiter lesen

Gira mobilisiert das Fachhandwerk zum Thema eNet SMART HOME mit der bundesweiten Upgrade-Aktion. „MACH MICH SMART!“ richtet sich dabei sowohl an Elektromeister als auch an Endgebraucher.

Weiter lesen

Auf den ersten Blick erscheinen Kohlebürsten vielleicht als triviale Verschleißteile. Tatsächlich zählen sie jedoch zu den wichtigsten Komponenten eines Motors.

Weiter lesen
Anzeige