Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Steuerung. Wie soll ich's lösen?


von Flex K. (flex_k)


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Hallo Zusammen,

ich hab eine automatische Abfüllanlage (für Pressluft) die mit einer 
Logo SPS betrieben wird.

Nun soll noch eine 2te Anlage dazukommen und sozusagen ein Verbund 
entstehen. (Weitere Anlagen sind geplant)

Die bestehende SPS erhält von einem Prepaid-Kartenleser das OK zum 
befüllen und wenn der Füllvorgang beendet ist wird das Restguthaben auf 
die Prepaidkarte geschrieben und diese ausgeworfen.

Im Verbund sollen nun folgende Funktionen/Geräte zusammenspielen:

- Kartenleser/schreiber (RFID)
- Display mit schrittweiser Anleitung zur Bedienung
- Eingänge (Start/Stop etc) abfragen
- Ausgänge (Relais) ansteuern

weiter sollte im Verbund in Zukunft auf einem Webserver abgelegt werden 
wer wann wo wieviel gefüllt hat.


Nun (endlich) meine Frage:

wie würdet Ihr am einfachsten eine solche Steuerung lösen? Mini-PC mit 
USB Schnittstellenkarten? Oder AVR/ARM-Mikrokontrollerboard? Oder???


vielen Dank für Eure Antwort(en)

Gruss
Flex

von Elektronics (Gast)


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Ich würde einen PC nehmen.

Warum?
-Man kann eine GUI machen. Eventuell sogar mit Touchscreen.
-Man könnte einfach eine codebasierte Abrechnung machen, so dass man 
sich den Kartenleser sparen kann.
-Einfache Onliuneanbindung

von Joachim .. (joachim_01)


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Yo, gibt viele Möglichkeiten. Eine S7+HMI ? Nicht gany billig, aber die 
SPS-Sprache ist relativ einfach und führt schnell zum Ziel. Wie's mit 
der Visualisierung aussieht... keine Ahnung. Es gibt von vielen 
Industrieanbietern kleine PC, B&R hat welche mit eingebauter Visu.

Die Frage ist halt auch immer das drumherum: Wie wichtig ist die 
Prozess-Sicherheit, Ersatzteilbeschaffung in fünf Jahren, Schnittstellen 
für zukünftige Erweiterung, Kosten. Mußt ne kleine, wie hieß das doch 
gleich, lineare Analyse(?) machen.

von Flex K. (flex_k)


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eignet sich sowas hier als Bedienpanel:
http://cgi.ebay.de/ARM-Cortex-M3-STM32F103VET6-Board-2-4TFT-touch-screen-/160594355320?pt=BI_Electrical_Equipment_Tools&hash=item25642b6478
(hab ich so auf die Schnelle gefunden. Für sinnvollere Vorschläge bin 
ich dankbar)

Ich denke ich bleibe bei meiner ursprünglichen Idee, dass das Ganze von 
einem Mini-PC mit Linux 'gesteuert' wird.
Unter Linux könnte ich auch relativ einfach eine Webadministration 
machen.

Das der Füllvorgang eigentlich immer gleich abläuft könnte ein einfaches 
Programm das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten regeln:

- Warten auf RFID Karte
- Berechtigung überprüfen
- Anweisung auf Display ausgeben
- Eingabe abwarten
- Füllvorgang starten
etc...

wobei dann halt jeweils das ensprechende Modul via USB angesprochen 
wird.

von MaWin (Gast)


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> weiter sollte im Verbund in Zukunft auf einem Webserver
> abgelegt werden wer wann wo wieviel gefüllt hat.

Also für den WebServer brauchst du sicher einen PC oder
was vergleichbares.

Aber der steht wohl woanders und KANN die Abfüllanlage gar
nicht steuern.

Die Frage ist also, was hast du zum Lesen der RFID. Das
ist das aufwändigste was übrig ist, aber vermutlich hast
du da was fertiges. Mit Berechtigungen ist noch einfach,
mit Ausgang WER das war ist schon seltener, mit rückschreiben
der Restbetrags ist GANZ selten, also was liegt dir vor ?

Die restliche Technik, die Steuerung und das Ausgeben
von Meldungen, ist dagegen Kinderkram, selbst die Übermittlung
an den WebServer kann man einfach machen, z.B. per SMS oder
per serieller Leitung, so daß man keine besondere Rechenleistung
braucht.

Allerdings ist es eine Frage, wie die Berechtigungen verwaltet
werden. Irgendwie wohl auf dem WebServer. Die normalen RFID-
System speichern natürlich Berechtigungen selbst und das
wäre dann nicht so ins System integriert. Man bräcuhte eine
Übermittlung, womit wir wieder bei der Ursprungsfrage sind:

Weöches rückschreibfähige RFId-System hast du dir denn
ausgesucht, oder ist das alles nur Tagträumerei eines
Abgehobenen ?

von Automatisierer (Gast)


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schau mal bei http://www.beckhoff.de/
Ich habe schon öffters Automatisierungsaufgaben+GUI mit den Embedded-PC 
gelöst. Meiner Meinung nach sehr gutes System.

von Joachim .. (joachim_01)


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Yep, Beckhoff ist auch nicht schlecht.
Aber ich glaube, der Threadstarter will was ganz anderes, will ne 
Exotenlösung, Hardware die in einem Jahr als Ersatzteil schon nicht mehr 
zu bekommen ist und mit Linux drauf, am Besten nur von Ihm zu warten.

Unprofessionell, wenn ihr mich fragt. Aber jeder wie er will, ich red' 
da keinem rein.

von Flex K. (flex_k)


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klar gibt das eine 'Exotenlösung'.
Wenn's das Teil schon gäb' müsst ich's ja nicht machen und ausserdem 
kann ich für mich selber so exotisch sein wie ich will... ;-)

Die RFID-Geschichte wird (hoffentlich) mit einem ISO14443 
Leser/Schreiber gemacht.
Darum komm' ich wohl auch nicht um den Mini-PC rum wegen dem Ansprechen 
des Lesers.

von Carsten S. (dg3ycs)


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Joachim ... schrieb:
> Yep, Beckhoff ist auch nicht schlecht.
> Aber ich glaube, der Threadstarter will was ganz anderes, will ne
> Exotenlösung, Hardware die in einem Jahr als Ersatzteil schon nicht mehr
> zu bekommen ist und mit Linux drauf, am Besten nur von Ihm zu warten.
>
> Unprofessionell, wenn ihr mich fragt. Aber jeder wie er will, ich red'
> da keinem rein.

Naja, ob eine Exotenlösung "unprofessionell" ist oder nicht kommt immer 
ganz auf die Umstände, also den Anforderungskatalog an.
Ein System basierend auf fertigen Komponennen mit Industriebaugruppen 
ist wohl am schnellsten realisierbar und erfüllt bo ordentlichen Aufbau 
auch ziemlich sicher so gut wie alle Anforderungen hinsichtlich 
Stabilität, Sicherheit usw.
Nachteilig ist meist das jede einzelne Komponennte  mehr kann als man 
braucht, aber genau diese Komponennte das kleinste infragekommende 
Modell ist weil eine Benötigte Funktion erst ab dieser größe vorhanden 
ist und so oft ein Steuersystem das sehr viel mächtiger ist als nötig in 
der Maschine steckt und bezahlt wird.
Für komplexe Industrieanlagen welche in der genauen Kundenspezifischen 
Ausführung in nur sehr kleinen Stückzahlen hergestellt werden der einzig 
Sinnvolle weg, denn es ist so sehr schnell ein Funktionsfähiges erstellt 
und die Einsparung an "Entwicklungszeit" macht die Merhausgaben mehr als 
wett. Insbesondere auch weil sich durch eigenproduktion eh nicht viel 
Sparen läst da die Stückzahlen sehr klein sind. Später lassen sich 
genügend kompatible Ersatzteile auftreiben.

Für größere Stückzahlen der Anwendungen kann eine Eigenentwicklung aber 
durchaus die optimalere Lösung sein. Ist es de fakto meist auch.
Die Stückkosten pro Einheit sind bei selbstproduzierten (bzw. im 
Auftrag) Baugruppen dann meist geringer als wenn komplette 
Funktonsblöcke zugekauft werden. Zudem hat es den netten Nebeneffekt das 
man den Kunden bindet...
Ersatzteile kann ich als Firma so lange bekommen wie ich es möchte, 
stelle die ja selbst her. Der Kunde bekommt die solange wie ich die 
herstelle.

Soweit die Sichtweise für Fremdvergebene aufträge.

Bei einer Eigenentwicklung für Eigene Zwecke ist es immer die Frage 
welche Resource gerade "lockerer" Sitzt. Wenn ich die entwicklung durch 
eigene Mitarbeiter für eigene Zwecke mache, komtm es darauf an.
Habe ich volle Auftragsbücher und mein Personal ist gut ausgelsaste und 
ich muss dafür einen Ing. von einem Projekt abziehen und dem das 
Entwickeln lassen, ist ein Rückgriff auf teurere Fertigkomponennten 
wesentlich Sinnvoller, da im Ergebniss günstiger.

HAbe ich aber gerade Sommerflaute und bekomme mein Personal gerade 
sowieso nicht Ausgelastet kann ich durchaus einige Mitarbeiter damit 
beschäftigen und hoffen das durch die günstigeren Systemkosten zumindest 
ein Teil der Lohnkosten (die ich eh zahlen muss) kompensiert werden.

Aber BTT:

Zum RFID "Schreiben"

RFID Lesegeräte welche auch Rückschreiben können sind mir bisher eher 
selten begegnet. ICh wüsste in der "freien Wildbahn" nicht einmal ob 
überhaupt schon einmal.
Die Bezahlsysteme die ich kenne basieren eher auf dem Prinzip das die 
Karten eine Identität darstellen und mit dieser Identität ein Konto auf 
einem zentralen Server verbunden ist.

Wird Guthaben auf die Karte geladen wird keinesfalls ein Datensatz auf 
der Karte gespeichert... (was passiert auch wenn die Übertragung im 
Schreibmoment gestört wird und der Datensatz dabei "ungültig" wird??? 
Schlechte Verbindung ist bei RFID ja durchaus eine auch im Normalbetrieb 
häufiger auftretende Komplikation.)
Das Guthaben wird statt dessen in der Datenbank auf dem zentralen Server 
unter der auf der RFID-Karte gespeicherten Identität abgelegt.

Vorteile sind da durchaus einige:
* Das System ist relativ Manipulationssicher. Die einzige 
Manipulationsmöglichkeit von Aussen besteht darin das man Karten eines 
anderen Kopiert, was zwar möglich, aber wegen der Probleme in der 
Beschaffung von geeigneten Rohlingen und Schreibfähigen RFID Geräten 
schon etwas aufwendiger ist. Das würde wohl niemand für ein paar 
"druckluft-Flaschen" machen. Zudem muss man erst einmal eine RFID Karte 
von jemand anderen Auslesen und kann auch nur solange damit arbeiten wie 
dor guthaben drauf ist. (Verknüpft man nun damit auch noch eine Pin...)

*Es können fertige RFID Karten eingesetzt werden die einfach nur eine 
Nummer beinhalten. Sehr günstig zu kaufen. Die KArten werden einmal 
administriert und können dann erst benutzt werden. Das Spart bei den 
Rohlingen einiges an Kosten.

* Wird eine Karte gestohlen kann die vom Kunden gepserrt werden und das 
Guthaben kann auf eine andere KArte umgebucht werden. Es fallen nur 
Kosten in Höhe eines Rohlings an.

* Eine Änderung des berechtigungssystem so das später statt RFID Karten 
auch reine Codeeingabe funktioniert ist ohne weiteres möglich und 
jederzeit kann man zwischen den Betriebsmodi umschalten.

* Es kann jeder Standart RFID LEser verwendet werden.

Der NAchteil ist aber auch Eindeutig: Es muss jederzeit eine 
Datenverbindung zum zentralen Server vorhanden sein. Da aber anscheinend 
eh ein Server für die Berechtigung geplant ist fällt dieser Nachteil 
nicht an da die Datenverbindung ja eh besteht...

Gruß
Carsten

von Joachim .. (joachim_01)


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Mein lieber Scholli, Carsten, da haste ja n ganz schönen Roman 
geschrieben... sei froh das du das nicht mit der Morsetaste geben 
mußtest, ey!

Joachim, DF4IAN

von Flex K. (flex_k)


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Hi Carsten,

GENAU!

Die Entscheidung dass das Guthaben auf der Karte gespeichert hat 
vorallem den Grund das auch gefüllt werden kann wenn keine Verbindung 
zum Server besteht. (Also kein Internet). (Wenn das Ganze so zum Laufen 
kommt wie geplant, dann wird das der Fall sein...)


Anyway...

Das Grundgerüst stand eigentlich schonmal und konnte (mit 
Einschränkungen) auch schon eingesetzt werden.
Allerdings hat der Programmierer der Software (Java) keine Lust/Zeit 
mehr um weiter zu machen und auch keine Lust mir die bisherigen 
Programmier-Fetzten zu überlassen...
Also bleibt mir nur ein 'Neustart' und meine eingerosteten C-Kenntnisse 
wieder einzuölen.

Die Mechanik/Pneumatik-Geschichte ist ja eigentlich auch schon fertig.
Bei der Elektronik werd' ich nochmal über die Bücher gehen (müssen). 
Vorallem beim Eingabemodul.

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