Teil 2: Conmeleon und Rail-Pi

Der Raspberry Pi erleichtert nicht nur die Entwicklung neuer Angebote, sondern ermuntert Hard- und Softwarespezialisten sich der Entwicklung eigener industrietauglicher Steuerungslösungen zuzuwenden. Als Gründe dafür lassen sich zunächst das überzeugende technische Konzept und der günstige Preis benennen. Viel wichtiger für den Erfolg ist aber offenbar das Open-Source-Konzept, welches bei der Umsetzung eigener Projekte gleichfalls praktiziert wird. Diese Vorgehensweise bietet einerseits völlig neue Möglichkeiten bezüglich der Einbindung von Anwendern in die Weiterentwicklung der Angebote. Andererseits bietet es dem Anwender vielfältige Möglichkeiten zur Umsetzung eigener spezialisierter Angebote. Neben freier Software kann man auch hier auf die kostenpflichtigen Angebote etablierter Hersteller zugreifen. In der Freiheit zur Kombination unterschiedlicher Vorgehensweisen ist sicher ein entscheidender Vorteil dieser – auf dem Raspberry Pi basierenden – Angebote zu suchen. Bei den nachfolgend vorgestellten Projekten sind nicht nur die Schaltpläne u. v. a. m. frei verfügbar. Die Anwender haben zudem die Möglichkeit, Probleme zu diskutieren und eigene Lösungen vorzustellen.

Conmeleon

Unter der Bezeichnung Conmeleon wird seit rund zwei Jahren eine auf dem Raspberry Pi basierende Steuerungslösung als Open-Source-Projekt entwickelt [1]. Dies wird maßgeblich von einigen Fachleuten aus dem Umfeld der Firma QMD4 [2] getragen.

Hardware

Die Gerätetechnik ist in einem stabilen 3-Druck Kunststoffgehäuse untergebracht, das bei Bedarf auf der Hutschiene befestigt werden kann (Bild 1). Im Gehäuse ist Platz für die eigentliche Ein-Ausgabe-Platine und einen Raspberry Pi. Es wird der Minirechner Raspberry Pi 3 verwendet. Beide Platinen werden über einen 40-Pin-Steckverbinder miteinander verbunden. Die Conmeleon-Platine verfügt über ein integriertes Netzteil, welches auch die Speisung des Raspberry Pi übernimmt. Das Netzteil ist für Schaltschränke mit Gleichspannungen von 12 V bis 24 V verfügbar. Die IO-Platine stellt folgende Ein-/Ausgänge bereit:

• 4 analoge Eingänge O–1O V, 12 Bit Auflösung,
• 4 digitale Eingänge, optisch entkoppelt,
• 4 digitale Ausgänge, 25O V AC/2 A, max. 6O W.

Darüber hinaus verfügt die Platine über eine interne Mikrobus-Schnittstelle. Hierüber sollen – zu einem späteren Zeitpunkt – Erweiterungsboards angeschlossen werden können. Die Ein-/Ausgänge der Conmeleon-IO-Platine und die Schnittstellen des Raspberry Pi (Ethernet und USB) sind aus dem Gehäuse herausgeführt.

Software

Generell stehen alle für den Raspberry Pi möglichen Programmierwerkzeuge zur Verfügung. Für den praktischen Einsatz innerhalb von Automatisierungsprojekten ist QMD4 wegen der Unterstützung zweier spezifischer Programmierumgebungen von besonderem Interesse.

Der Hersteller bietet mit dem webbasierten Tool Q4-Logixeine vom Betriebssystem unabhängige (und für Heimanwender kostenlose) Programmiermöglichkeit. Damit können grafisch SPS-Programme erstellt werden (Funktions-Block-Diagramme gemäß IEC 61131-3). Für Visualisierungen steht mit Q4-Viz ebenfalls eine Lösung zur Verfügung. Ein SD-Karten-Image mit vorinstalliertem Laufzeitsystem Q4-PLC kann per Download bezogen werden.

Eine weitere Möglichkeit bietet das zum Eclipse-Projekt gehörende freie Programmiertool 4DIAC-IDE mit dem dazugehörigen Laufzeitsystem Forte. Das Kürzel DIAC steht für Distributed Industrial Automation and Control. 4DIAC bietet ebenfalls eine grafische Programmiermöglichkeit und ist am Standard für verteilte Automatisierungssysteme IEC 61499 orientiert. Eine Beispielanwendung zur Heimautomation unter Nutzung eines Open-HAB-Servers und des MQTT-Protokolls wird in [3] vorgestellt.