Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Mikrocontroller oder Feldbuskoppler zur Motorsteuerung und Visualisierung


von Kristian B. (krambambuli)


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Hallo zusammen!

Ich bin auf der Suche nach Tipps, Erfahrungen und Ideen zur Umsetzung 
eines Projektes und auch zur allgemeinen Diskussion zu einem, meiner 
Meinung nach, sehr interessantem Thema.

Folgendes möchte ich realisieren:


- Ansteuerung von 10 DC-Motoren über PWM (I_nenn = 0,8A) mit Links- und 
Rechtslauf
- Auswertung der Kräfte über Dehnmessstreifen, also 10x Speisespannung 
für DMS (5V) und 10x Signalauswertung (mindestens 10Bit)
- Auswertung der absoluten Position über 10 induktive Wegaufnehmer. 
Bekomme aufbereitetes Signal, daher reicht Auswertung von 10 analogen 
Signalen (mindestens 10Bit).
- Anzeige/Steuerung/Protokollierung des Projektes über graphische 
Oberfläche in Windows (in VB.NET mit SQL Anbindung).


Bisher setze ich das Projekt mittels eines Feldbuskopplers um. D.h., ich 
habe einen Weidmueller u-remote Feldbuskoppler mit Ethernet Anschluss 
(UR20-FBC) und entsprechende Module (Äquivalent zu WAGO I/O oder 
Beckhoff BK). Ich steuere die Motoren und werte die Sensoren über den 
Koppler aus und erfasse alle Daten an einem PC über die TCP-Verbindung 
(Modbus TCP). Dort läuft ein VB.NET Programm, welches den Koppler 
steuert. Der Koppler sitzt in einem kleinen Schaltschrank und kostet mit 
den Modulen weit über 2000€. So weit, so gut.

Meine Überlegung: Ist es sinnvoller und vielleicht sogar deutlich 
besser, die Umsetzung mittels Mikrocontroller zu realisieren? Auf den 
ersten Blick erscheint mir das als deutlich günstigere und 
platzsparendere Variante. Bisher habe ich überwiegend mit SPS'en und 
Kopplern gearbeitet. Der Einstieg in die Mikrocontrollerwelt erscheint 
mir aktuell sehr umfassend, da es eine Vielzahl von Anbietern gibt und 
scheinbar beliebig viele Lösungen für solche Projekte vorhanden sind 
(?). Sehe ich das richtig, oder bin ich da auf dem Holzweg?


Viele Grüße
Kristian

von Christopher J. (christopher_j23)


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Kristian M. schrieb:
> Auf den ersten Blick erscheint mir das als deutlich günstigere und
> platzsparendere Variante.

Platzsparender geht mit Sicherheit aber günstiger ist es primär erstmal 
nur wenn man lediglich die Hardwarekosten betrachtet. Bei Weidmüller und 
Co bezahlst du eben auch den Hirnschmalz mit, den die in ihre 
Entwicklung gesteckt haben. Dafür bekommst du Geräte in 
Industriequalität.

Kristian M. schrieb:
> Meine Überlegung: Ist es sinnvoller und vielleicht sogar deutlich
> besser, die Umsetzung mittels Mikrocontroller zu realisieren?

Ob es besser ist kommt doch auf deine Anforderungen drauf an. Angenommen 
du möchtest die DMS mit 12bit bei 1kHz auswerten aber der Weidmüller 
gibt dir maximal 10bit bei 100Hz, dann wäre eine Eigenbaulösung evtl. 
besser was Abtastrate und Auflösung angeht. Was Stör- und 
Ausfallsicherheit angeht wird es dagegen sehr schwer mit der 
Selbstbaulösung auch nur annähernd so gut wie die fertige SPS zu sein, 
geschweige denn besser. Das gleiche gilt für die Wartbarkeit des 
Systems.

Wenn du mit der Gerätschaft nur ein paar Jalousien in deinem Hobbykeller 
steuern willst, dann kannst du das natürlich mit einer Eigenbaulösung 
machen. Die Komponenten dafür bekommst du beim Chinamann für ca. 20€. 
Wenn es industrietauglich sein soll wird das so aber nichts. Alleine die 
Entwicklung der Hardware verschlingt ganz schnell sechsstellige Beträge, 
wenn das professionell gemacht wird. Die Frage ob es günstiger wird ist 
damit eben auch eine Frage der Stückzahl.

von Leroy M. (mayl)


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2000€ sind 20-25 Stunden Arbeitszeit.
Mein Chef würde mir den Kopf abreißen, bei solch einem Vorschlag.

Privat hingegen kostet die Zeit nichts, dann ist es eine Überlegung 
wert...

von Bernd K. (prof7bit)


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Kristian M. schrieb:
> Meine Überlegung: Ist es sinnvoller und vielleicht sogar deutlich
> besser, die Umsetzung mittels Mikrocontroller zu realisieren? Auf den
> ersten Blick erscheint mir das als deutlich günstigere und
> platzsparendere Variante. Bisher habe ich überwiegend mit SPS'en und
> Kopplern gearbeitet.

Es kommt darauf an wieviele tausend Exemplare ihr davon bauen wollt oder 
ob das ein einmaliges Einzelstück sein soll. Und davon ob der der die 
Dinger kauft in der Lage sein soll an euch vorbei die Hälfte der 
Komponenten aus Standardbauteilen von irgendwoher zusammenzukaufen oder 
ob jeder einzelne Brocken davon nur bei euch zu bekommen sein soll (also 
absichtlich inkompatibel).

: Bearbeitet durch User
von Kristian B. (krambambuli)


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Leroy M. schrieb:
> 2000€ sind 20-25 Stunden Arbeitszeit.
> Mein Chef würde mir den Kopf abreißen, bei solch einem Vorschlag.
>
> Privat hingegen kostet die Zeit nichts, dann ist es eine Überlegung
> wert...

Verstehe ich dich richtig: Es ist besser mehrere Tausend Euro auszugeben 
und eine fertige Lösung zu haben als Wochenlang Hard- und Software für 
den Mikrocontroller zu entwerfen? Oder wie meinst du das?

Bernd K. schrieb:
> Es kommt darauf an wieviele tausend Exemplare ihr davon bauen wollt oder
> ob das ein einmaliges Einzelstück sein soll. Und davon ob der der die
> Dinger kauft in der Lage sein soll an euch vorbei die Hälfte der
> Komponenten aus Standardbauteilen von irgendwoher zusammenzukaufen oder
> ob jeder einzelne Brocken davon nur bei euch zu bekommen sein soll (also
> absichtlich inkompatibel).

Also es handelt sich um ein einmaliges Projekt in dem ich einen 
Prüfstand bauen möchte. Mein Hauptsorge ich aktuell die Baugröße. Ich 
möchte den Schaltschrank so klein wie möglich halten. Der 
Feldbuskoppler, die Motorsicherungen und das Netzteil verbrauchen aber 
aktuell schon sehr viel Platz...

von Christopher J. (christopher_j23)


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Kristian M. schrieb:
> Verstehe ich dich richtig: Es ist besser mehrere Tausend Euro auszugeben
> und eine fertige Lösung zu haben als Wochenlang Hard- und Software für
> den Mikrocontroller zu entwerfen?

Ja, wenn deine Zeit bezahlt wird, dann ist Zeit auch Geld.


Kristian M. schrieb:
> Also es handelt sich um ein einmaliges Projekt in dem ich einen
> Prüfstand bauen möchte. Mein Hauptsorge ich aktuell die Baugröße.

Verstehe ich das richtig, dass du schon eine funktionierende SPS-Lösung 
hast, also die Hardware schon bezahlt und im Schrank verbaut ist und du 
jetzt nur noch wegen der Baugröße eine Eigenbaulösung in Betracht 
ziehst? Was soll denn mit dem Prüfstand passieren, dass es da auf die 
paar Liter Volumen vom Schaltschrank ankommt? Soll der zur ISS 
geschossen werden?

von Kristian B. (krambambuli)


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Christopher J. schrieb:
> Verstehe ich das richtig, dass du schon eine funktionierende SPS-Lösung
> hast, also die Hardware schon bezahlt und im Schrank verbaut ist und du
> jetzt nur noch wegen der Baugröße eine Eigenbaulösung in Betracht
> ziehst? Was soll denn mit dem Prüfstand passieren, dass es da auf die
> paar Liter Volumen vom Schaltschrank ankommt? Soll der zur ISS
> geschossen werden?

Mehr oder weniger. Wie gesagt, ich habe ein paar alte Komponenten 
bereits zur Verfügung, aber noch nicht alle. Es geht darum, die Anlage 
mobil zu halten. Also so klein und leicht wie möglich zu bleiben. Die 
Zuleitung ist beispielsweise ein Schuko-Stecker und die Motoren werde 
ich über Klemmverbinder anschließen. Die Kosten sind natürlich auch 
wichtig. Zeit jedoch auch, also muss irgendein Kompromiss gefunden 
werden.

Ich würde gerne einmal einen Kostenvergleich von der Lösung mit SPS bzw. 
Feldbuskoppler und einer vollständigen Lösung mit µC machen. Jedoch ist 
das für mich als Einsteiger auf diesem Gebiet aktuell schwer 
durchzuführen, da es gefühlt einfach zu viele unterschiedliche 
Komponenten für die Mikrocontroller gibt :/

von Bernd K. (prof7bit)


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Kristian M. schrieb:
> und einer vollständigen Lösung mit µC machen.

Es macht einen erheblichen Unterschied ob Du jemanden hast der sich sein 
ganzes Leben lang (aus eigenem Antrieb) mit genau solchen Sachen 
beschäftigt hat oder ob Du selbst (gezwungenermaßen) bei Null einsteigen 
und alles selbst erst erarbeiten und dabei notgedrungen alle Fehler 
selbst begehen müsstest. Das wird einen Unterschied machen der in 
Monaten (eher Jahren) gemessen wird bis am Ende ein vergleichbares 
Ergebnis zustande käme - wenn überhaupt.

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