Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Raspberry anstelle von SPS


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von Alexander M. (a_lexander)


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Hallo Zusammen!

Nun die Frage im Betreff ist vielleicht ein bisschen plump gestellt, 
trotzdem trifft sie eigentlich ganz gut mein Anliegen...

Es geht um ein Projekt in der Industrie, dass mit einem Raspberry Pi 
eigentlich ganz gut entwickelt werden könnte, beispielsweise müsste 
unter anderem eine Kennung per serieller Schnittstelle eingelesen 
werden. Dieses serielle Signal lässt sich ja (glaube ich) nicht so ohne 
weiteres mit einer SPS (bei mir ein RevPi) einlesen... mit einem 
Rasperry Pi ist das ja kein Problem.

Zu meiner Frage: (bestimmt so schon ein paar Mal so ähnlich gefragt, ich 
hab die passende Lösung leider nicht gefunden)

1. Verwendet ihr einen Raspberry Pi in der Industrie, wenn ja, ist das 
auch "rechtlich" zulässig? (Bei mir kein sicherheitsgefährdendes 
Projekt)
2. Wenn ihr eben ein serielles Signal einlesen wollt, speziell bei mir 
eine Kennung des Chips durch RFID, mit welcher Industriesteuerung / 
Erweiterung macht ihr das dann?

Danke für die Antworten ;)

von Max (Gast)


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ein serielles Signal kann jeder poplige µC

von Alexander M. (a_lexander)


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Okay danke, aber das reicht mir noch nicht.. beispielsweise wird auf 
folgender Internetseite klar gesagt: UART ist nicht industrietauglich, 
aber wie soll denn dann bitte eine Kommunikation stattfinden?!

https://www.computer-automation.de/steuerungsebene/industrie-pc/artikel/135926/

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Alexander M. schrieb:
> aber wie soll denn dann bitte eine Kommunikation stattfinden?!

Zum Beispiel per RS422 oder RS485. Diese Schnittstellen bauen auf UART 
auf und übertragen die Daten wesentlich robuster.

Die CAN Schnittstelle funktioniert elektrisch sehr ähnlich, allerdings 
hat sie ein anderes Übertragungsprotokoll (Bitfolge) als UART.

In dem Buch 
http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/Einstieg%20in%20die%20Elektronik%20mit%20Mikrocontrollern%20-%20Band%202.pdf 
Kapitel 3.2 werden die gröbsten Grundlagen dazu vermittelt.

: Bearbeitet durch User
von Thomas B. (thomas2)


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Alexander M. schrieb:
> beispielsweise wird auf folgender Internetseite klar gesagt:
> UART ist nicht industrietauglich,

Gemeint ist hier, dass das UART-Signal mit 3,3-V-Logikpegel nicht 
industrietauglich ist. Das z. B. auf RS-232 oder RS-485 gewandelte 
UART-Signal natürlich schon.

Alexander M. schrieb:
> ist das auch "rechtlich" zulässig?

Im Gegensatz zur einer SPS ist der RPi kein fertiges Gerät. Um daraus 
eine Industriesteuerung zu bauen, sind mindestens noch Netzteil, 
Schnittstellenwandler und Gehäuse notwendig. Wenn du ein solches Gerät 
baust, bist du der Hersteller, und bist die Konformitätserklärung und 
die Einhaltung der einschlägigen Vorschriften selbst verantwortlich.

von Das ist nicht so einfach (Gast)


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Ausserdem musst du dich noch selbst um die Zuverlässigkeit der Software 
kümmern. Bei einer SPS erwartet man, dass sie einfach so ohne jede 
Auffälligkeit 20 Jahre läuft.

Theoretisch bekommst du das mit einem Raspi auch hin. Nicht aber mit dem 
normalen Raspian. Zusätzlich zu den EMV Problemen musst du aus 1000 
Quellen die Tipps für ein zuverlässiges Linux zusammen suchen.

von Alex G. (dragongamer)


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Das ist nicht so einfach schrieb:
> Ausserdem musst du dich noch selbst um die Zuverlässigkeit der Software
> kümmern. Bei einer SPS erwartet man, dass sie einfach so ohne jede
> Auffälligkeit 20 Jahre läuft.
Naja, schwer zus agen wie praxisnah das ist.

Was aber wichtig ist, ist dass im Fehlerfall, das Gerät ratz fatz 
getauscht werden kann.
Wenn ein Ingineur erst einen Lötkolben in die Hand nehmen muss, geht 
ganz Schnell ein Vielfaches der Kosteneinsparung durch den Raspi statt 
SPS, flöten.

von Brumbär (Gast)


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Industrietauglich bedeutet erst einmal:
- Robust gegen Staub und Dreck.
- Robust gegen Störungen auf der Stromversorgung.
- Robust gegen Störungen auf der Datenseite.
- Schnelle und sichere Ersatzbeschaffung.
- Bei Hard- und Softwarefehlern jemanden haben, den man zur 
Verantwortung ziehen kann.
- Von möglichst vielen Personen bedienbar sein.

Ich nutze auch gerne mal einen Raspberry oder irgendwelche 
"Bastelsysteme", da sie unschlagbar günstig sind. Jedoch nur dort, wo 
ein Defekt keine (großen) Auswirkungen hat.

von Das ist nicht so einfach (Gast)


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> das Gerät ratz fatz getauscht werden kann.

Ja, da stösst man auf unerwartete Probleme. Der Kunde will ein 
Ersatzgerät in seinem Lager bereit halten, aber beim Raspi bekommen wir 
keine Aussage, ob die unbenutzten Elkos nach 10 Jahren noch 
funktionieren. Bei den SD-Karten telefoniert man ewig herum - einfach 
eine SPS kaufen wäre billiger.

von Alex G. (dragongamer)


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Die aktuellen haben keine Elkos mehr drauf.

von Das ist nicht so einfach (Gast)


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Hay - das sollten wir umgekehrt machen!

Wir sollten nicht von den damaligen Problemen berichten. Besser wäre, 
wir fragen Alexander M., ob die Raspi-Fraktion die Probleme inzwischen 
gelöst hat.

von Industrial != Raspberry PI (Gast)


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Alex G. schrieb:
> Naja, schwer zus agen wie praxisnah das ist.

Ohje ;-)

Ich komme aus der Automatisierungstechnik, und habe schon Anlagen 
gesehen, die 30 oder 40 Jahre in Betrieb waren. Wenn das 
Investitionsvolumen im sechsstelligen Bereich liegt, wirft man nicht aus 
"Modegründen" weg. Da werden auch heute noch Jahrzehntealte DOS-Systeme 
gepflegt.

Aus dem gleichen Grund verbeut keiner China-Billig-Bastelschrott wie den 
Raspberry-PI in eine Industriemaschiene ein. Wenn die Mechanik 5000000€ 
kostet, spart niemand 1000€ an der Elektronik ein auf Kosten der 
Zuverlässigkeit.

Mal ganz davon abgesehen, dass der Raspberry-PI nicht echtzeitfähig ist, 
im Gegensatz zu einer SPS. Sowas ließe sich, wenn überhaupt, nur mit 
bare-metal Programmierung oder einem speiziellen RTOS erreichen.
Mit Linux? Nie im Leben. Nicht in der Kategorie, wie es für solche Dinge 
nötig ist. Auch nicht mit dem Echtzeit-Kernel.

Dann ist der Raspberry PI eine echte Mimose, was EMV angeht. Ein 
1kV-Surge auf die Stiftleiste? Außer Schall und Rauch bleibt nicht viel. 
Eine SPS hält das aus, oder zumindest ist bekannt, was sie aushält.
Dann kann er an den Eingängen keine 24V, was aber die übliche 
IO-Spannung in der Industrie ist.
Kann ein Raspberry-PI direkt Magenetventile schalten? Hat er alle 
gängigen Feldbusinterfaces? IO-Module mit Relais? Das alles für 
Hutschiene und für Industrie "24V" (18-30V)?
Nicht? Aha ;-)

Dazu die Langzeitverfügbarkeit. Mein ehemaliger Arbeitgeber (Branche: 
Industrieautomatisierung) hat beispielsweise für 20 Jahre abgekündigte 
Geräte Elektronik vorgehalten und repariert. Weil es Kunden gibt, die 
das benötigen.

Und darum ist eine SPS so teuer und ein Raspberry PI so billig. Ich habe 
nichts gegen den Raspberry-PI. Es ist ein nettes Board. Aber mit 
Industriesteuerungen hat er nichts am Hut.

von Matthias (Gast)


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Industrial != Raspberry PI schrieb:
> Ich habe nichts gegen den Raspberry-PI. Es ist ein nettes Board. Aber
> mit Industriesteuerungen hat er nichts am Hut.

Es ging aber um den RevPI und nicht um einen normalen Raspi.

von Lothar (Gast)


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Industrial != Raspberry PI schrieb:
> Und darum ist eine SPS so teuer und ein Raspberry PI so billig. Ich habe
> nichts gegen den Raspberry-PI. Es ist ein nettes Board. Aber mit
> Industriesteuerungen hat er nichts am Hut.

Da ist man hier anderer Meinung. Kostet dann aber schon fast so viel wie 
eine "richtige" SPS:

https://revolution.kunbus.de/

von brt (Gast)


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Matthias schrieb:

> Es ging aber um den RevPI und nicht um einen normalen Raspi.

So wie ich den Eingangspost verstanden habe kann der TO mit dem RevPI 
eine serielle Schnittstelle nicht bedienen und fragt nun nach 
Erfahrungen mit einem RaspberryPI als SPS (nicht RevPI, damit hat er ja 
schon seine Erfahrung gemacht).

Davon wurde ihm wie ich finde zu recht abgeraten. Die Ausführungen von 
'Industrial != Raspberry PI' sind doch eindeutig und stichhaltig. Damit 
wäre die Frage 1 vom TO quasi beantwortet, fehlt nur noch die Antwort 
auf Frage 2...


Grüße, Brt

von Lothar (Gast)


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brt schrieb:
> kann der TO mit dem RevPI eine serielle Schnittstelle nicht bedienen

Es gibt wie für andere SPS auch dafür eine serielle Klemme:

https://revolution.kunbus.de/wp-content/uploads/manuell/serielles-gateway-expansion.png

Billiger wäre ein Controllino mit Industrie RS232 das ist aber immer 
noch nicht fertig:

https://www.controllino.biz/controllino-myplc/

Es gibt auch die älteren Controllino wo die UART direkt rausgeführt 
sind. Das ist dann aber keine industrietaugliche Verbindung:

https://www.controllino.biz/controllino-maxi/controllino-maxi-maxipure/

von So Du Raspi (Gast)


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Ehrlich, nichts für ungut aber spätestens wenn ich hier:

https://revolution.kunbus.de/tutorials/quick-start-guide/

bei den ersten Schritten lese, man möge folgendes tun:


> Verbinde dazu den RevPi mit dem Internet und melde dich an der Console oder
> über ssh an. Gib folgende Befehle ein:

> sudo apt-get update
> sudo apt-get upgrade -y

dann ist bei mir Feierabend!

"soduaptget" hat bereits zweimal mein NAS ins jenseits befördert!

Sicher, mein Fehler - ich hätte kryptische Fehlermeldungen korrekt 
interpretieren und die richtigen Maßnahmen ergreifen müssen. Eventuell 
in log-dateien schauen und noch schnell den Kernel neu kompilieren... 
Aber ich bin dazu einfach zu blöd.
Zum Glück teile ich dieses Schicksal mit Millionen anderer 
Computernutzer, die die grandiose Überlegenheit des einzig wahren 
Betriebssystems noch nicht erkannt haben...
Achso, SPS war das Thema: Könnte es sein, daß soduaptget in 15 oder 20 
Jahren irgendwie total ins leere läuft und einfach nicht mehr 
funktioniert?

von Matthias (Gast)


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Da hast Du wohl recht.
Ich habe es zu wenig genau gelesen. Ich dachte es geht um RS485...

von Matthias (Gast)


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So Du Raspi schrieb:
> Ehrlich, nichts für ungut aber spätestens wenn ich hier:

Ja und wenn ich mir Siemens-SPSen anschaue, geht es mir wie Dir mit dem 
Raspis. Das (Gesamttool) treibt mich in den Wahnsinn... :-)

PS: Mein letzter Beitrag bezieht sich auf brt's Post.

von Lothar (Gast)


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So Du Raspi schrieb:
> Könnte es sein, daß soduaptget in 15 oder 20 Jahren irgendwie total
> ins leere läuft und einfach nicht mehr funktioniert?

Der RevPI läuft alternativ auch mit RISC OS pico:

https://www.riscosopen.org/content/downloads/raspberry-pi

Übrigens viele "grosse" SPS sind nur eine Soft-SPS die auf Win 10 IoT 
Enterprise läuft.

von Gerd E. (robberknight)


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"die Industrie" ist meiner Meinung nach ein etwas zu weites und 
heterogenes Feld um da ohne weitere Infos vom TO sagen zu können was da 
gebraucht wird.

Für viele Aufgaben sind da SPS tatsächlich die bessere Lösung. Aber es 
gibt auch Aufgabenstellungen, bei denen die Funktionen einer SPS nicht 
benötigt werden, es dafür aber eher auf andere Dinge ankommt, wie z.B. 
die Anbindung von Labeldruckern oder Barcodescannern oder die 
Kommunikation mit einem Datenbank-Backend oder ähnlichem. Da könnte ein 
Linux-Board in der richtigen Konfiguration durchaus sinnvoll sein.

Daher an den TO:

Was außer dem seriellen Signal einlesen soll da gemacht werden?

Müssen bestimmte Antwortzeiten garantiert werden (Echtzeitsystem) oder 
kommt es darauf nicht an?

In was für Programmiersprachen bzw. mit was für Konzepten soll das Ding 
programmiert werden?

von Wollvieh W. (wollvieh)


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Wenn das im Mittelstand ist, wo der Chef mitbastelt, kann man drüber 
nachdenken. Da habe ich auch schonmal einen PC im Ex-Bereich verbaut, 
allerdings im zugelassen zwangsbelüfteten Schaltschrank. (Die 
Alu-Tastatur hatte allerdings kein Prüfzeichen...) Bei Daimler würde ich 
keinen Raspi ans Fließband schrauben, nichtmal mit Schnurrbart und 
Perücke und als englische Ltd.

Verboten ist es heutzutage mit Sicherheit, nach einem ganzen Stall von 
Vorschriften, inklusive nachgelagerter Haftungsrisiken. Wahrscheinlich 
darfst Du Dich nichtmal auf die Staplergabel stellen und nach oben 
fahren lassen, um das Netzwerkkabel auf die Kraftstrompritsche zu legen, 
geschweige denn da oben die nötigen Löcher durch das Brandschutzschott 
bohren.

Gerade RFID gibts doch wie Fußpilz, auch in der Industrie, da sollte 
neben den superprofessionellen Lösungen (als Beispiel fällt mir gerade 
Rexroth ID 200 ein, schnuckelige kleine Antennen, die womöglich sogar 
eine Standardsprache sprechen) auch was leidlich Erschwingliches in 
mittlerer Qualität zu finden sein, das man nur noch hinschraubt.

von Thomas S. (selli69)


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Wir haben den Raspi jetzt schon zigfach in unkritischen Umgebungen als 
SPS eingesetzt. Dies meist im Zusammenspiel mit dem piXtend Board, 
welches eine ordentliche Basis mit der Norm entsprechenden I/Os bereit 
stellt und den raspi auch gleich auf die Hutschiene bringt. Eine USV 
(UPS-Pico) für das sichere herunterfahren bei Spannungsausfall verbauen 
wir auch immer mit. Die Software projektieren wir mit codesys, welche 
keine Wünsche offen lässt.

Die Raspis kommen bei uns vor dem Einsatz erst mal unter Vollast für 
einige Tage in den Klimaschrank um die immer wieder mal gelieferten 
Zitronen auszusondern.

Pi als SPS geht durchaus, der Einsatzzweck muss halt passen. Wenn man 
keine harte Echtzeit und kein 100% deterministisches Verhalten benötigt, 
dann kann man, gerade wenn der Preis eine größere Rolle spielt und man 
wirklich weiß was man macht den Pi gut verwenden.

von PittyJ (Gast)


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Mir ist zuhause mehr als einmal die SD-Karte kaputt gegangen. Der Raspi 
ist sehr empfindlich gegen falsches Herunterfahren, und die Qualität von 
SD-Karten selber ist auch nicht sehr hoch.
Weiterhin ging der Raspi in die Knie, wenn 2 USB-Sticks gesteckt waren. 
Die Stromversorgung und Regelung ist nicht sehr stabil.

In der Industrie würde ich das nicht benutzen wollen. Ein Industriegerät 
muss es verkraften, wenn der Strom ausgeschaltet wird, ohne dass der 
Rechner heruntergefahren wird. Auch muss die Störempfindlichkeit niedrig 
sein. Wenn die Versorgungsspannung etwas schwankt, dann sollte der 
Rechner das unbeschadet überleben. Auch wenn nebenan ein E-Motor mit 
großen Induktivitäten arbeitet, sollte das einen Rechner nicht stören.

Ich würde etwas stabiles nehmen. Die Mehrkosten haben sich bereits dann 
eingespielt, wenn ein Monteur kommen muss, weil das Billig-Dings nicht 
überlebt hat.

von Georg X. (schorsch666)


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Hi,

die Industrietauglichkeit vom RaspberryPi ist immer so eine Sache. Es 
gibt einige Hersteller die den Pi in ein Gehäuse mit Netzteil usw. 
packen und als Steuerung verkaufen.

Als SPS würde ich einfach CODESYS auf den Pi oder ev. einen Beaglebone 
Black packen. Da kannst du dann alles Schnittstellen bedienen die du 
benötigst.

Gruß

von Bernd (Gast)


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Lothar schrieb:

> Da ist man hier anderer Meinung. Kostet dann aber schon fast so viel wie
> eine "richtige" SPS:

Fast ist gut. Wenn ich mit die Preis der aktuellen Logo ansehe, dann 
muss ich sagen, dass das Preisniveau gleich ist. Hinzu kommt, dass die 
auch nur mit Wasser kochen.

Eine 'normaler' Pi geht vollkommen in Ordnung, und für Haus & Hof nimmt 
man keine SPS sondern Phyton oder eine Sprache, die einem genehm ist.

von werists (Gast)


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Thomas B. schrieb:
> Im Gegensatz zur einer SPS ist der RPi kein fertiges Gerät. Um daraus
> eine Industriesteuerung zu bauen, sind mindestens noch Netzteil,
> Schnittstellenwandler und Gehäuse notwendig.

Gibt es z.Bsp hier fertig zu kaufen:

https://clearsystems.de/raspberry-pi-in-der-industrie-hutschiene/

von wendelsberg (Gast)


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Brumbär schrieb:
> Industrietauglich bedeutet erst einmal:

...
Robust gegen Verpolung
Robust gegen Versorgungsverlust
Robust gegen Kurzschluss auf der Ausgangsseite

Industrial != Raspberry PI schrieb:
> Wenn die Mechanik 5000000€
> kostet, spart niemand 1000€ an der Elektronik ein auf Kosten der
> Zuverlässigkeit.

Wenn ein BWLer im Projekt mitmischt, steigt das Risiko extrem.

wendelsberg

von wendelsberg (Gast)


Angehängte Dateien:

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werists schrieb:
> Gibt es z.Bsp hier fertig zu kaufen:
>
> https://clearsystems.de/raspberry-pi-in-der-industrie-hutschiene/

Aua:
"Ein Beispiel der für die Verwendung des Raspberry Pi in der Industrie 
auf der Hutschiene: Datenerfassung an Maschienen"

Wer auf seiner Visitenkarte derartige Fehler hat...

wendelsberg

von Alexander M. (a_lexander)


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Vielen Dank an alle für eure Hilfe, leider war ich gestern und bis eben 
verhindert zurück zu schreiben, deshalb jetzt erst..

Funktionen sind es eigentlich nicht all zu viel:
Einlesen von ein paar analogen / digitalen Sensoren, Ansteuerung von 2 
Motoren --> AIO DIO Module
Auslesen / Übertragen eines seriellen Signals --> Erweiterungsmodul 
Kunbus GW Seriell 24V (das habe ich wohl übersehen und ist wohl die 
Lösung zum ursprünglichen "UART-Problem", danke Lothar ;) )

Das heißt: minimale Steuerung, 4 Module --> teuer...

Weiter die Idee von Lothar mit dem Controllino MAXI finde ich dabei auch 
sehr interessant, ich würde da mit einem RevPi wohl maßlos an nicht 
verwendeten Funktionen (Eingänge / Ausgänge) übertreiben..
https://www.controllino.biz/controllino-maxi/maxi-and-maxi-pure/

Ich werde mir diesen Controller nun genauer anschauen und bei 
eventuellen Fragen nochmal auf das Forum zurück kommen ;)...

Vielen Dank und Grüße

von Lothar (Gast)


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Alexander M. schrieb:
> Einlesen von ein paar analogen / digitalen Sensoren, Ansteuerung von 2
> Motoren --> AIO DIO Module

Falls AOut erforderlich und nicht nur PWM ist es dieser Controllino 
MAXI:

https://www.controllino.biz/controllino-maxi/maxi-automation/

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