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Raspberry Pi mit CODESYS

Kann ein Raspberry Pi eine CPU ersetzen?

In der Regel werden in automatisierten Anlagen CPUs von namhaften Herstellern, wie dem Globalplayer Siemens, verbaut. Diese sind aber dementsprechend teuer. Die Preise liegen oftmals über 1.000 €. Das Programmieren mit CODESYS als Alternative zum TIA Portal ist wenig verbreitet, hat aber enormes Potenzial. Der Großteil der Firmen arbeitet mit Siemens, da es ihnen bekannt ist und funktioniert. So ist oftmals keine Motivation vorhanden, sich mit anderen Systemen auseinanderzusetzen.

Das Programmieren mit CODESYS ist beispielsweise mit einem Raspberry Pi möglich. Dies ist ein kostengünstiger Mini-PC mit Linux-Betriebssystem für 40 €. Wir gehen daher der Fragestellung nach, ob ein Raspberry Pi eine CPU ersetzen kann. Um das beurteilen zu können, gehen wir auf folgende Fragen ein:

  • Wie „Industrie 4.0„-tauglich ist der Raspberry Pi?
  • Wie gut kann man ihn auf verschiedenen Feldbussystemen vernetzen?
  • Wie gut kann der Ablauf visualisiert werden?
  • Wie verhält er sich mit etablierten Systemen, wie z.B. Siemens?
  • Wie arbeitet es sich mit der Programmierumgebung CODESYS?
  • Wie ist die Umstellung von Siemens (TIA Portal) auf CODESYS?

Ziel der Arbeit ist die Programmierung einer Sortieranlage für Bauteile mit angeschlossenem Hochregal mit Hilfe eines Raspberry Pi als Master. Die vorhandenen Siemens-Geräte sollen über PROFINET eingebunden werden. Die Bauteile werden in verschiedenen Farben je nach Anwahl sortiert, in einem Hochregal mit 4x4 Plätzen einsortiert und können auch wieder ausgeschleust werden. Die Teile werden an jeder Stelle in der Anlage erfasst und Daten gespeichert. Die Visualisierung soll über ein Tablet, PC oder Handy erfolgen, als Web-Visualisierung. Über eine Cloud soll von überall aus auf die Bedienoberfläche zugegriffen werden können, zur Produktionssteuerung und Überwachung. Ein OPC UA Server oder eine MQTT-Cloud soll eingerichtet werden.

Projektstart ist im September 2020 und Projektabschluss im April 2021. Am Anfang der Umsetzungsphase werden wir uns mit der CODESYS-Umgebung beschäftigen und die PROFINET-Hardware mit dem Raspberry Pi vernetzen. Anschließend geht es in die Programmierphase. Die Inbetriebnahme an der Anlage soll bis zu den Weihnachtsferien abgeschlossen sein. Die Erweiterungen mit der Datenverfolgung und die cloudbasierenden Anwendungen werden im neuen Jahr in Angriff genommen.

Detaillierter Zeitplan:

  • Einarbeitung in CODESYS und die Hardwareinbetriebnahme: 15 Stunden
  • Programmierarbeiten mit Erstellung der Visualisierung: 100 Stunden
  • Inbetriebnahme an der Anlage: 10 Stunden
  • Einbindung des OPC UA Server oder der MQTT-Cloud: 40 Stunden
  • Dokumentation des Projektes: 40 Stunden

Exposé [140 KB]