Erste News zu meinem aktuellen Projekt

Nach bisher langer und teilweise mühseliger Entwicklungszeit nun der erste Zwischenbericht zu meinem aktuellen Projekt bei der Firma Prüllage Systeme GmbH. MELARECON wird das Endprodukt offiziell im kommenden Jahr heißen und steht für „medir las reglas de control“. Dies ist spanisch und bedeutet übersetzt „messen steuern regeln“. Bei dem Projekt handelt es sich also um die Entwicklung eines Regelgeräts, mit welchem Sensorzustände gemessen, Ausgänge gesteuert und geregelt werden können.

Fakten zur Hardware

  • CPU: NVIDIA® Tegra™ 3
    • ARM Cortex™-A9
    • 4 x 1,4 GHz
    • 2GB RAM
    • 8GB Flash
  • Betriebssystem: Windows Embedded Compact 2013 (WinCE8)
  • Spannungsversorgung: 230V AC
  • Spannungen OnBoard: 24V DC (60W), 12V DC, 5V DC
  • Peripherie:
    • 32 digitale Eingänge (5-24V DC universal)
    • 48 digitale Ausgänge (24V DC, 0,5 A)
    • bis zu 32 analoge Eingänge (0..10V, 0..20mA, PT1000, Widerstandsbrücken)
    • 16 analoge Ausgänge (0..10V)
  • Schnittstellen:
    • CAN-Bus Master zur Anbindung weiterer CANOpen®-Nodes
    • CAN-Bus Node zur Einbindung des Geräts in vorhandene CANOpen®-Netzwerke
    • RS485, RS232
    • 2 x USB
    • RJ45 Netzwerkanschluss
    • Micro-SD
    • LVDS und HDMI
  • Direkte Bedienung des Geräts:
    • Anschluss eines 10,1 Zoll Touch-Display mittels LVDS und USB
    • Mittels Remote-Software vom PC aus

Hardware, Systemverkabelung und Ansteckmodule

Das Projekt besteht aus einem Mainboard und verschiedenen Anschlussmodulen. Diese Module können mittels 20 poligen Flachkabel mit dem Mainboard verbunden werden. Unsere bereits entwickelten Handbedienmodule und Relaiskarten können ebenfalls weiterhin verwendet werden (Siehe hierzu meinen Beitrag https://www.for-the-makers.de/systemverkabelung-der-beginn-der-standardisierung/). Mit nur zwei Flachkabeln ist es hierdurch möglich jeweils 16 digitale Ausgänge von außen eines Schaltschranks zu bedienen, ohne diesen öffnen zu müssen.

Handbedienung für den Einbau in die Schaltschranktür
Handbedienung für den Einbau in die Schaltschranktür

Des weiteren wurden folgende Module entwickelt und können modular an das Mainboard angesteckt werden:

  • MELARECON D-IN-16
    • 16 digitale Eingänge (5-24V DC universale Spannung)
    • Maximal zwei Karten ansteckbar
  • MELARECON R-OUT-16
    • 16 Relais-Ausgänge (Ausführung als Schließer)
    • Maximal drei Karten ansteckbar
  • MELARECON A-IN-16
    • 16 analoge Eingänge (0..10V oder 0..20mA)
    • Davon sind die ersten 12 Eingänge auch als PT1000-Messung verwendbar
    • Maximal zwei Karten ansteckbar
  • MELARECON W-IN-1
    • Mit diesem Modul können Wägezellen eingelesen werden
    • Maximal zwei Karten ansteckbar
  • MELARECON A-OUT-16
    • 16 analoge Ausgänge (0..10V)
    • Maximal eine Karte ansteckbar

Durch die Modularität kann je nach Anwendung entsprechende Peripherie an das Mainboard angesteckt werden. Dies spart Kosten für den Endkunden. Sollte doch einmal mehr Peripherie benötigt werden, so kann trotzdem jederzeit erweitert werden. Es ist ein Gehäuse in Planung, welches alle Komponenten inkl. Display beinhaltet. Des Weiteren ist für alle Platinen auch eine Schaltschrankeinbau-Lösung geplant.

Ansteckmodul als Schaltschrankeinbau Lösung
Ansteckmodul MELARECON D-OUT-16 als Schaltschrankeinbau Lösung

Grundgedanken zur entstehenden Software

Für die Entwicklung der Software gab es ein paar wesentliche Gesichtspunkte, welche ich hier zunächst nennen möchte.

  1. Das Endprodukt soll customizable sein
    • Es soll möglich sein, das Farbdesign ohne Umprogrammierung jederzeit anpassen zu können
    • Die Sprache soll jederzeit verändert werden können
    • Alle Übersetzungstexte sollen zur Laufzeit veränderbar sein
    • Weiterhin sollen neue Sprachen importiert werden können
    • Auch Logos und Bilder sollen verändert werden können
  2. Die Peripherie soll auch Software seitig jederzeit erweitert werden können
    • Dies gilt für die Ansteckmodule
    • Dies gilt auch für Bus-Erweiterungen z.B. über CAN-Bus
  3. Die Zuweisung von Ein- und Ausgängen soll dynamisch erfolgen
  4. Veränderungen an Sollwerten sollen gespeichert werden
    • Mittels Benutzerverwaltung und zugehörigen Berechtigungen sollen Benutzer teilweise nur eingeschränkte Bedienungen durchführen können
    • Gleichzeitig soll, durch die Speicherung, ein Nachweis über Sollwertveränderungen protokolliert werden
    • Fehleingaben sollen besser nachvollziehbar sein und rückgängig gemacht werden können
  5. Es sollen offene Kommunikationsformen verwendet werden
    • Zur Anbindung weiterer oder auch spezieller Peripherie oder zur Integration in fremde Netzwerke wird das CANOpen®-Protokoll verwendet
    • Zur Anbindung an eine Cloud wird das MQTT-Protokoll verwendet
  6. Software- oder Betriebssystem-Updates sollen einfach erfolgen können
    • Updates können am Gerät per USB-Stick übertragen werden
    • Ein Update soll nicht dazu führen, dass Sollwerte neu eingestellt werden müssen
    • Ein Software-Update soll auch zentral aus der Cloud heraus funktionieren können
  7. Es soll ein Meldesystem vorhanden sein
    • Meldungen sollen priorisiert werden können
    • Meldungen sollen gruppiert ausgegeben und abschaltbar sein können
  8. Trend- und Verbrauchsdatenzähleraufzeichnung
    • Messwerte und Zählerdaten sollen kontinuierlich am Gerät aufgezeichnet werden können
    • Aufgezeichnete Daten sollen in die Cloud transportiert werden können
    • Die Daten sollen am Gerät visualisiert werden können
  9. Datenschutzeinstellungen in Endkundenhand
    • Der Benutzer des Gerätes soll jederzeit darüber entscheiden können, ob
      • eine Verbindung mit der Cloud eingegangen werden soll
      • Daten an die Cloud gesendet werden sollen
      • ein Remote-Zugriff auf das Gerät erfolgen darf und wenn ja, ob Remote auch Sollwertveränderungen erfolgen dürfen
  10. Es soll eine standardisierte Menüführung entstehen
    • Bei jedem MELARECON-Projekt, welches zukünftig entsteht, sollen einige Basis-Funktionen immer gleich sein
    • Die je Projekt neu entstanden Einstelldialoge, sollen sich in das Basis-Menü integrieren lassen können
    • Das Startbild enthält ein frei konfigurierbares Menü und alle Menüansichten sind wiederum frei gestaltbar

Ausblick

In weiterführenden Beiträgen werde ich näher auf die Software eingehen. Vor allem wollte ich unbedingt noch etwas zu CANOpen® schreiben. Die Performance des CAN-Busses und die Einfachheit des CANOpen®-Protokolls haben mich während der Entwicklung sehr beeindruckt.

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