Conmeleon C1 PLC
Das hier betrachtete System ist die Conmeleon C1 PLC Komplettlösung (siehe Abbildung 1 www.conmeleon.org. Es besteht aus einem Raspberry Pi 3, einem industrietauglichen I/O-Board Conmeleon C1, sowie einem dazu passenden für die Hutschienenmontage geeigneten Gehäuse. Als Stromversorgung werden industrieübliche 24V vorausgesetzt. Das I/O-Board bietet vier optisch entkoppelte Digitaleingänge, vier Relais-Ausgänge mit 250V/2A und vier Analogeingänge (0..10V) mit einer Auflösung von 12Bit. Das Thema CE-Konformität wird bei Conmeleon C1 zukünftig durch ein Metallgehäuse sichergestellt. Interessantes Detail am Rande: Sowohl das I/O-Board als auch das Gehäuse sind ‚Open Source‘, d.h., dass auch wenn die Komponenten von Conmeleon bezogen werden können, doch alle nötigen Informationen, um selbst eine Fertigung durchzuführen (oder durchführen zu lassen) kostenfrei zur Verfügung gestellt werden. Die Conmeleon C1 PLC wird mit einer SD-Karte mit vorinstalliertem Betriebssystem Linux und der SPS-Software q4PLC von qmd4 geliefert. Die Programmiersoftware q4Logix fügt sich nahtlos in das Bild des IoT-Devices ein und wird direkt im Webbrowser ausgeführt. Sie benötigt einen HTML5-Browser (z.B. Internet Explorer, Chrome, Firefox, Safari), ist unabhängig vom verwendeten Betriebssystem (Windows, MacOS X, Linux) und läuft auch auf mobilen Geräten z.B. unter iOS und Android. Neben der Projektverwaltung bietet q4Logix einen vollgrafischen IEC61131-3 konformen Funktionsplaneditor (siehe Abbildung 2), der genauso im Webbrowser läuft wie auch die zugehörige Visualisierungssoftware q4Viz zum Erstellen von Bedienoberflächen (Abbildung 3). Im Fall der Visualisierung laufen sowohl der Editor, als auch die Runtime im Web-Browser. Eine Installation der Software ist nicht nötig. Der Conmeleon-Anwender greift mit seinem Webbrowser auf das Gerät selbst zu und die nötige Software wird automatisch geladen. Projekt- und Programmdateien (also auch der Quellcode der SPS-Programme) werden direkt auf dem Gerät gespeichert. Die Anwendung selbst wird automatisch vom qmd4-Webserver geladen. Dort werden q4Logix und q4Viz in der jeweils aktuellen Version bereitstellt. Einziger Nachteil ist, dass hier ein Internetzugang für das Programmiergerät benötigt wird. Dennoch erweckt diese transparente Vorgehensweise den Anschein, als wäre die gesamte Programmiersoftware auf dem Conmeleon-System installiert. Als Installationsoption ist auch dies möglich, bedingt jedoch, dass die Softwareversion verwendet wird, die auf dem Gerät installiert ist. Dafür ist dann ein Betrieb auch vollständig ohne Internetverbindung möglich. Die eingeschränkte feste I/O-Konfiguration der Conmeleon C1 PLC eignet sich nicht für jede Anwendung, aber für viele einfache dezentrale Aufgaben im intelligenten IoT ist es bereits ausreichend. Die PLC kann jederzeit um Ethernet-basierte Feldbusse, wie z.B. Ethercat erweitert werden, was für das Raspberry-Pi-basierte Automatisierungssystem die Brücke zur herkömmlichen Automatisierungswelt schlägt. Softwareseitige Unterstützung durch entsprechende Feldbusstacks im Betriebssystem und in der SPS-Software sind verfügbar. Abbildung 4 zeigt die Bedienoberfläche eines Heizungssystems für ein Mehrfamilienhaus, das auf eine Erweiterung der I/O-Möglichkeiten der C1 PLC durch Ethercat setzt.
Fazit
Mit geeigneten Hardware- und Softwarekomponenten eignet sich der Raspberry Pi zur Automatisierung sowohl im IoT-Umfeld als auch in der herkömmlichen Automatisierungswelt. Durch Hersteller oder Projekte wie Conmeleon ist es einfach – ohne selbst ‚basteln‘ zu müssen – auch ein funktionierendes Gesamtsystem bestehend aus Hardware (mit Gehäuse) und Software zu erhalten, und das Ergebnis ist auch keine Bastellösung für Enthusiasten sondern ein ernsthaft einsetzbares Automatisierungsgerät.
