SPS-Alternative: Arduino, ESP8266, Raspberry Pi?

[Sebastian E. (sebert)]

Ich stehe vor dem Problem, dass ich eine Automatisierung für eine Anlage 
im Bereich Maschinenbau machen muss. Grob gesagt wird es darum gehen:
- Drehwinkel mit einem Hall-Sensor auslesen (Analog-Signal 0-5V) und ein 
Getriebe entsprechend steuern, um die Soll-Position anzufahren 
(Drehstrom 150 Watt Leistung)
- Förderband ein- und Ausschalten (Drehstrom, 1kW)
- Heißlüfter zeitgesteuert (also nach X Minuten) ein- und ausschalten (3 
x 4,5 kW) und deren Temperaturen regeln (Analog-Eingang 0-10 Volt)
- Kleine Wasserpumpe in Abhängigkeit vom gemessenen Wasserstand ein- und 
ausschalten
- Auf einem Touch-LCD relativ viele Informationen (Zeit, Temperatur, 
Statusmeldungen) anzeigen und auch Untermenüs mit mehreren Ebenen 
anzeigen lassen
- Eingabewerte dauerhaft speichern / Nutzerparameter wie z.B. 
Temperatur, Dauer etc. speichern
- Logs dauerhaft speichern
- Zugriff über Fernwartung (z.B. GSM, WLAN)

Typischerweise würde man das im professionellen Industriebereich 
vermutlich mit einer SPS machen (Siemens, Wago etc). Die Komponenten 
sind aber recht teuer und ich muss ohnehin erst lernen, wie die 
Programmierung überhaupt von Statten gehen soll. Also könnte ich auch 
einen Arduino, einen ESP8266 (z.B. NodeMCU) oder einen Raspberry Pi 
verwenden. Ich muss ohnehin ganz von vorne beginnen.

Was würdet ihr mir hinsichtlich Zuverlässigkeit der Komponenten 
empfehlen? Kann ich komplexe Darstellungen auf einem Touch-LCD überhaupt 
mit einem Microcontroller wie dem Arduino oder ESP8266 machen oder muss 
ich da auf jeden Fall einen Rasperry Pi verwenden und etwas mit Python 
oder Ähnlichem programmieren? Was ist hier insgesamt die beste Lösung?

Ich weiß, meine Beschreibung ist vielleicht etwas unpräzise zu diesem 
Zeitpunkt und die Frage recht allgemein. Ich hoffe trotzdem darauf, dass 
es vielleicht eine recht konkrete Antwort gibt.

[Arno (Gast)]

Wirst du dafür Garantie übernehmen müssen? CE-Erklärung abgeben? Bezahlt 
jemand deine Arbeitszeit? Wird das ein Einzelstück oder eine Großserie? 
Was sind deine Qualifikationen, kannst du besser programmieren oder 
besser Schaltungen entwickeln (bis zur mechanischen Anbindung ans 
Gehäuse, einschließlich Einhaltung aller Sicherheitsvorschriften?)

Für ein kommerzielles Einzelstück mit CE-Erklärung/Maschinenrichtlinie 
würde ich eine SPS nehmen - die ist genau dafür gemacht. Muss ja nicht 
Siemens sein. Die Entwicklung der Ein- und Ausgänge, 
Spannungsversorgung, Gehäuse mit vernünftiger Montagemöglichkeit etc. 
kostet viel Zeit, die das viele Geld, das die SPS-Komponenten kosten, 
locker aufwiegt.

Verfügbarkeit von Ersatzteilen, Verfügbarkeit von anderen Programmierern 
spricht da ebenfalls sehr dafür. Wenn die Kiste in zehn Jahren den 
Ausgang nicht mehr schaltet, dann kannst du oder dein Nachfolger bei 
einer SPS sehr wahrscheinlich einfach ein Ausgangsmodul tauschen, bei 
einer Eigenentwicklung muss es dann die entsprechenden Teile überhaupt 
noch am Markt geben - speziell beim Raspberry Pi würde ich davon nicht 
ausgehen, beim ESP8266 bin ich gespannt, aber nicht sicher.

Etwas anders sähe das bei speziellen Anforderungen aus, z.B. bei 
Batteriebetrieb (viel weniger Sicherheitsvorschriften, nicht gerade der 
Anwendungsfall für SPS) oder besonders schnellen Reaktionszeiten oder 
Messdatenraten oder Stromspar-Anforderungen oder Schaltung von extrem 
hohen Leistungen - aber nicht das, was du beschreibst.

Für eine kommerzielle Großserie lohnt es sich wirklich, die Preise der 
Einzelteile zu vergleichen und ggf. eine Sonderlösung vernünftig 
dokumentiert auszuentwickeln.

Für ein Hobbyprojekt kannst du sowieso nehmen, was dir gerade im Sinn 
steht. Und auch eine Bachelor/Masterarbeit man so betrachten...

MfG, Arno