Sammelthread: "Ist mein Projekt machbar?"

  • Gnom spricht da ja noch einen wichtigen Punkt an: egal, ob du nun Analoge oder Digitale Sensoren hast, wie willst du bei zwei (stark) unterschiedlichen Messungen die richtige und die falsche unterscheiden?

  • wie willst du bei zwei (stark) unterschiedlichen Messungen die richtige und die falsche unterscheiden?

    nimmt man deswegen nicht auch 3 Kontrollgeräte zur Wahrheitsfindung?

    lasst die PIs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr

  • Jetzt sag mir nicht, die Pis sollen elektrische Sägen im Produktionsprozess steuern?


    Könntest du, bevor es wieder in eine Salamischeibchen-Aktion ausartet mal wirklich ausführlich und genau sagen, worum es eigentlich geht?


    Was ich bisher verstanden habe:

    - Die Programmierung soll mit Codesys erfolgen. Das ist eine Entwicklungsumgebung für Speicherprogrammierbare Steuerungen, die auch auf dem Pi läuft. Die GPIOs des Pi werden dann vermutlich wie die Ein-/Ausgänge einer SPS gesteuert.

    - Signalleuchten bei Störungen ist auch halbwegs verständlich


    Alles andere ist mir noch weitgehend unklar:

    - Welche Werte werden an den Eingängen erfasst?

    - Was sollen die Ausgänge genau schalten?

    - Welche Alternativen sollst oder willst du untersuchen und warum? Geht es dabei um alternative Verbindungen oder um alternative Programmiersprachen? Deine Aussagen sind widersprüchlich. Du sagst Ethernet ist entschieden und Codesys ist vorgegeben. Insofern: Von welchen Alternativen redest du eigentlich?

    - Ihr verwendet doch bereits Codesys und folglich SPS-Steuerungen? Wie kommunizieren denn bisher die Maschinen/Komponenten untereinander? Die meisten modernen Steuerungen arbeiten mit Feldbussystemen über TCP/IP (Ethernet Kabel). Codesys wird dem Programmierer wohl entsprechende Funktionalitäten bereitstellen.

    - Was heißt Steuerung der Maschine? (Gehrungssäge? Da muss ja auch ein Werkstück rein. Ist das vollautomatisiert? Wie soll das ablaufen. Was genau soll gesteuert werden?)

    - Was heißt Überwachung? Was genau soll überwacht werden?

    - Was genau heißt sicherheit

    - und was genau soll redundant sein und warum?

    Oh, man kann hier unliebsame Nutzer blockieren. Wie praktisch!

  • Also die komplette Steuerung der Maschine wird nicht von den Pis übernommen, es soll lediglich geprüft bzw. getestet werden ob eine Sicherheitssteuerung durch die Pis ersetzt werden könnte die gewisse Prozesse überwachen/steuern soll (z.B. Not-aus, Zutrittssicherung, Schutzhaube, etc.), der Produktionsprozess wird weiter über eine separate PLC gesteuert die auch über Codesys programmiert ist, tut mir leid das ich mich da zu ungenau ausgedrückt habe.

    Eine SLC aus den Pis zu entwickeln die dann in den Maschinen verbaut und an den Kunden ausgeliefert werden ist momentan nicht in Aussicht da um dies umzusetzen viele Richtlinien und Normen beachtet werden müssen und das ganze zum Schluss zertifiziert werden muss. Mein Projekt soll nur Testen ob solch eine "Sicherheitssteuerung" von den Pis übernommen werden könnte. Die Redundanz soll bedeuten das 2 oder mehrere Steuerungen im Einsatz sind die sich miteinander abgleichen, das wurde gefordert da hier die "Sicherheit" laut meinem Betreuer mit jeder weiteren Steuerung Expotenzial steigt.

    Die Vorgaben die mir mitgeteilt wurden sind in erster Linie die Verwendung von 2 Pis die mit Codesys Control Programmiert werden und sich gegenseitig überprüfen/kontrollieren um z.B. im falle eines Ausfalls einer Pi einen Fehler zu melden.

    Welche werte endgültig damit erfasst werden wurde mir noch nicht mitgeteilt, für meinen Test ob dies umsetzbar ist reicht es wenn Binäre Signale verglichen werden und ob diese bei einer Differenz der Signale von den Pis festgestellt werden können.

    Um die Verbindung zwischen den Pis herzustellen schien mir über Netzwerkkabel am einfachsten aber mein Betreuer möchte das ich mir um weitere Möglichkeiten zum verbinden der Pis Gedanken mache und diese dokumentiere und beurteile was die Umsetzung angeht. Da ich leider keine Erfahrung und Fachwissen was Programmieren mit Python, Java, C+,C++ und und und habe wollte ich hier nachfragen was für Möglichkeiten es noch gibt die eventuell relativ einfach in der Umsetzung sind. Ich bin gelernter Mechatroniker und habe in der Ausbildung schon viel mit SPS Programmierung zutun gehabt und jetzt bei meiner Maschinenbau Techniker Ausbildung auch aber leider nie mit den anderen Programmiersprachen.

    Ich hoffe das die Unklarheiten zu meinem Projekt jetzt besser verständlich sind und nochmal sorry für die ungenaue Projektbeschreibung.

  • Hallo!


    Also, dein Betreuer hat offenbar sehr gute Nerven...
    Not-Aus-Knöpfe müssen nach allem was ich weiß direkt die Antriebsströme abschalten. Eine Wirkung über zwischengeschaltete Steuerungen ist gewöhnlich nicht zulässig. Da sollte der Pi schon mal nicht eingesetzt werden.

    Schutzabdeckungen und Zutrittssicherungen hängen doch normalerweise direkt an der Maschine. Wenn schon eine SPS drin ist, macht die das doch gleich mit. Wieso soll da ein Pi eingesetzt werden? Geht es nur um zusätzliche Sicherung zu den bestehenden Mechanismen der SPS?

    Für den praktischen Einsatz ist der Pi in diesem Bereich wohl kaum geeignet. Ich möchte nicht wissen, wie viele Prüfungen und Zertifikate eine SPS haben muss, bis sie sicherheitskritische Elemente steuern darf... Es geht wohl eher darum, dass du ein Verständnis für die prinzipielle Funktionsweise solcher Sicherheitssteuerungen entwickelst.


    Zur Verbindung könntest du noch WLAN verwenden (wobei regelmäßige Ausfälle damit quasi garantiert sind) oder vielleicht ein serielles Bussystem (RS485 würde sich als schnell und zuverlässig anbieten).


    Was die Redundanz angeht, müsste ein Sicherheitssystem immer vom schlimmsten Fall ausgehen. Also, nehmen wir an, die Maschine hat einen Eingang über den sie gesagt bekommt, dass sie loslaufen darf (ohne Signal an dem Eingang macht sie nichts bzw. stoppt sofort).

    Eine Schutzabdeckung muss ein aktives Signal geben, wenn die sie geschlossen ist (sonst würde bei einem Kabelbruch das falsche Signal kommen).

    Der Schalter der Abdeckung könnte aber auch klemmen, so dass nach dem Öffnen das Signal weiter anliegt. ich weiß nicht, wie solche Schalter intern aufgebaut sind, aber die sollten zwei unabhängige Kontakte in Serie haben. Vielleicht liegt das außerhalb deiner Aufgabe, aber ich würde ggf. auch die Schalter redundant auslegen, wobei jeder Pi beide Schalter auswertet.

    Der Pi muss ebenfalls ein aktives Signal erzeugen, wenn er der Ansicht ist, dass die Abdeckung zu ist. dabei muss sichergestellt sein, dass das Signal nicht eingeschaltet bleibt, wenn sich der Pi aufhängt.

    Die Pis sollen sich gegenseitig kontrollieren. Müssen sich also mitteilen, was sie gerade gemacht haben und wie sie den Zustand der Abdeckung erfasst haben. Nur wenn beide übereinstimmen, senden beide das gleiche Schaltsignal an den Ausgang.

    Die beiden identischen Schaltsignale müssten dann über eine UND-Logik an den Maschineneingang gehen.

    Mehr Sicherheit würde ein gepulstes Signal geben, das über ein retriggerbares Monoflop mit Verzögerung oder eine vergleichbare Schaltung die Maschine nur am laufen hält, wenn es in regelmäßigen Abständen kommt. Hängen beide Pis, bleiben die Signale aus und die Maschine schaltet nach der Verzögerung ab.

    Erkennt ein Pi, dass der andere hängt, müsste er die UND-Logik abschalten, die Maschine alleine am Laufen halten und eine Warnung ausgeben.

    Das wäre so das, was ich mir mit meinem Hintergrund auf die Schnelle dazu zusammenreimen kann. Dass man sowas ernsthaft mit Pis umsetzt , kann ich mir nicht vorstellen.


    Wenn du etwas googelst, findest du allerhand interessante Sachen, wie z.B. das oder das. Hier wird schon im Foto deutlich, wo das Problem ist - ein Pi ist kein Sicherheitssystem (eine SPS auch nicht unbedingt).


    Python kannst du wahrscheinlich in Grundzügen relativ schnell erlernen. Für die Feinheiten, die ein sicherheitsrelevantes System abdecken sollte, wirst du aber ne Weile brauchen. Vielleicht gibts noch Sprachen, die für sowas speziell gerüstet sind, da bin ich aber überfragt.


    Je nach Komplexität der Signale wäre es vielleicht einfacher, die Steuerung aus Elektronikbauteilen aufzubauen, statt zu programmieren. Im Grunde gehts doch nur um einfache Vergleiche. Mit Logikbausteinen und ein paar Transistoren und Relais hätte man bei einfachen Konfigurationen wahrscheinlich eine zuverlässigere Lösung.



    Wie heißt denn der Hersteller? Ich würde doch gerne vermeiden, zukünftig vielleicht zufällig eine Maschine von der Firma zu kaufen, die ihre Sicherheitsentwicklungen einem Technikerabsolventen aufdrücken und ihn dabei offenbar so im Regen stehen lassen, das er sich die Infos im Internet zusammensuchen muss... :lol:

    Oh, man kann hier unliebsame Nutzer blockieren. Wie praktisch!

  • das hilft mir auf jeden fall mal weiter danke!!!:danke_ATDE:

    wie gesagt die normen und Richtlinien kann ich mit den Pis eigentlich gar nicht einhalten halten das ist MIR bewusst... aber mein Betreuer ist so vernarrt in seine Idee das ich ihm dokumentiert belegen muss das es nicht für den vorgestellten gebrauch umsetzbar ist. damit ich bei meiner Präsentation was zeigen und erklären kann werde ich trotzdem versuchen seine Idee so umzusetzen das die Kommunikation der Pis und die Steuerung und Überprüfung von ein paar LEDs möglich ist und Fehler simulierbar.


    Die Dokumente zur Erstellung eines Sicheren Systems hab ich schon durch und zwar in der noch ausführlicheren Version:X Das hat recht schnell bestätigt das die Pi sich nicht als Sicherheitssteuerung eignet... nicht ohne Grund bieten Hersteller wie Phoenix, Sick oder Eckelmann spezielle SLCs für einen nicht gerade kleinen geldbetrag an...


    Ich wird mich mal mit Phyton auseinander setzen vielleicht kommt ja sogar was zustande:lol:


    Danke nochmal und falls ich noch fragen hab melde ich mich einfach wieder:danke_ATDE:

  • Hallo!


    Für den praktischen Einsatz ist der Pi in diesem Bereich wohl kaum geeignet.

    Hallo Jimmy,

    Wenn nicht mehr als SIL2 (Safety intergation level) gefordert ist, ist es schon möglich mit 2 unabhängigen Steuerungssystemen die keine Sicherheitscertifizierung haben, eine sicherheitsrelavante Funktion zu realisieren. Es geht da immer um zufällige Fehlfunktionen der Überwachung und systematische Fehlfunktionen. Um "zufällige Fehler" auszuschliessen nimmt man 2 oder mehr Systeme. Um "systematische Fehler (z.B. BUGS im Betriebssystem)" auszuschliessen müssen es verschiedene Systeme sein (z.B ein Raspi und ein Atmega). Es ist allerdings zu achten daß für den performance Level nach der IEC13849 der gesamte Sicherheitskreis (Sensoren-Steuerung-Aktoren) berücksichtig werden muss.


    Liebe Grüsse

    :danke_ATDE:

  • Umsetzbar ist das sicher - so dass ein paar LEDs blinken und die Pis auf einen Fehler korrekt reagieren. Nur für den harten Praxiseinsatz wird man die nötigen Prüfbescheinigungen wohl eher nicht bekommen. Natürlich kann man mit Redundanzen so ein System sicherer machen. Für welche Anwendungen es dann aber sicher genug ist, kann man kaum abschätzen. Insofern sollten deine Erläuterungen auf die möglichen Mängel des Systems hinweisen.


    Letztlich ist es eine nette Spielerei, von der ein ernsthafter Maschinenentwickler aber die Finger lassen sollte. :cool:

    Oh, man kann hier unliebsame Nutzer blockieren. Wie praktisch!

  • Wenn SIL2 für eine Schutzabdeckung genügt... also der PFD-Wert (probability of failure on demand) zwischen 1/100 und 1/1000 liegt... dann vielen Dank! Wenn ich zweimal täglich eine Schutzabdeckung öffne, funktioniert die Abschaltung der Maschine im ungünstigen Fall alle 2 Monate einmal nicht. Da hätte ich dann doch bedenken.

    Andererseits sind, wie ich gelesen habe, die Anforderungen von SIL4 so hoch, dass sie nicht mal bei Autos Anwendung finden.

    Das Ganze ist möglicherweise auch ziemlich interpretationswürdig. PFD bezieht sich vielleicht auch nur auf Funktionen, die viel seltener ausgelöst werden - ein Not-Aus zum Beispiel, den ich vielleicht zweimal im Jahr betätige. Dann wären meine Finger statistisch erst frühestens nach 50 Jahren ab... Ohnehin ist vieles in diesem Bereich sehr schwer greifbar. :conf:

    Oh, man kann hier unliebsame Nutzer blockieren. Wie praktisch!

  • Wenn SIL2 für eine Schutzabdeckung genügt... :conf:

    Das hängt immer von der Risikoanalyse ab. Wie gross die Wahrscheinlichkeit ist, wenn die Schutzabdeckungsverriegelung versagt, dass man sich veletzt und wie schwer die Verletzung ausfallen kann. Und wie die Anforderung an den Schutzmechanismus ist "High Demand oder Low Demand". Da gibts vordefinierte Formalismen und sogar Software. Du hast Recht SIL4 ist eine Utopie, und sogar SIL3 ist vor allem auf der Sensorseite schon ein Problem. Es ist schon klar, daß solche Systeme mit Raspi's o.Ä. zu realisieren eher zu Ausbildungs- und Verständniszwecken taugen, und in der Praxis eine F-Steuerung oder z.B. ein PNOZ-Multi sinnvoller und vor allem wirtschaftlicher ist.

    Aber für Ausbildungszwecke macht es schon Sinn sich mit "gewöhnlichem Equippment" ein so sicheres System wie möglich zu überlegen.

    LG

    :danke_ATDE:

  • Hallo zusammen,

    ich würde gerne ein Projekt umsetzen, bei dem ich einen Raspberry Pi Zero W dazu nutze, um ASCII Daten von einem Messkraftverstärker per Bluetooth an Geräte (Android/IOS/Windows) zu übertragen (1-1 Verbindung).
    Das Ganze sollte eine günstige Lösung (~100€ ohne Messkraftverstärker) ohne Sonderkomponenten werden.

    Aktuell werden die Daten per USB Kabel im ASCII Format an einen Raspberry PI 3B oder ein Windows-Laptop übertragen.
    Zukünftig würde ich gerne mit dem Ionic-Framework eine App zur Verfügung stellen, welche die ASCII Werte über Bluetooth entgegen nimmt und ausgibt.
    Es sollen 4 Werte/Sekunde übertragen werden (ca. 35 Zeichen/Wert)

    Ich habe mir vorgestellt, dass ich an dem Messkraftversträrker ein Rasperry Pi Zero W mit Gehäuse und Powerbank einsetzen könnte (siehe Anhang).


    Da der Raspberry Pi Zero W nur die ASCII Daten per Bluetooth weiter senden soll, die er von dem Messverstärker über USB (PySerial) erhält, würde ich diesen gerne im Konsolenmodus betreiben.

    Frage:
    Wie verhält es sich bei diesem Setup mit dem Herunterfahren von dem Raspberry Pi Zero W? Ich würde wohl gerne einfach das USB-Kabel ziehen.
    Frage 2: Wie ist die Sendeleistung des Bluetooth-Moduls des Raspberry Pi Zero W? Es müsste über eine Distanz von max. 5 Metern durch dünnes Blech hindurch funktionieren (worst case)
    Frage 3: Hat schon jemand Erfahrungen gesammelt mit der Kombination von Ionic-Framework und Bluetooth von Raspberry Pi? Anscheinend könnte es zu Problemen auf IOS Geräten kommen.

    Wäre schön, wenn jemand dieses Projekt auf die Realisierbarkeit hin bewerten könnte.

    MfG Sekob

  • Wozu der Umweg über einen Raspberry? Serielle ASCII Werte kannst Du doch einfach mit eine HC-06 über Bluetooth verschicken?

    ...wenn Software nicht so hard-ware ;-) ...

    Freue mich über jeden like :thumbup:

  • Wozu der Umweg über einen Raspberry? Serielle ASCII Werte kannst Du doch einfach mit eine HC-06 über Bluetooth verschicken?

    Das hatte ich mir auch überlegt. Allerdings habe ich dann das Problem, dass ich den Messkraftverstärker nicht mit Strom versorgen kann?! -> Der Messkraftverstärker hat nur einen USB-C Anschluss.


    Wenn ich einen aktiven USB-Hub dazwischen schalten würde, würden die Daten von dem Messkraftverstärker dann ihren Weg zu dem Dongle finden?


    Edit: Ich habe mich in der Richtung mal etwas weiter umgesehen. Es scheint ja auch iBeacons zu geben. Wäre so etwas auch geeignet? Wenn ja - hat jemand eine Empfehlung?

    Edited once, last by Sekob ().

  • Ein duennes Bleck schirmt das Bluetooth signal wirkungsvoll ab. Wenn Du also ein Metallgehäuse nimmst, dann kommt das SIgnal wohl nicht mehr raus. Schon gar nicht 5m. Wenn Du Löcher im Gehäuse hast, die kleiner als die Wellenlänge des (bluetooth) Signals sind, dann kommt das SIgnal maximal so weit raus, wie das Loch gross ist.

  • Ein duennes Bleck schirmt das Bluetooth signal wirkungsvoll ab. Wenn Du also ein Metallgehäuse nimmst, dann kommt das SIgnal wohl nicht mehr raus. Schon gar nicht 5m. Wenn Du Löcher im Gehäuse hast, die kleiner als die Wellenlänge des (bluetooth) Signals sind, dann kommt das SIgnal maximal so weit raus, wie das Loch gross ist.

    Das Gehäuse des Raspberry Pi Zero W wäre aus Plastik. Allerdings würde sich dieses in einem Maschinenraum befinden, die entsprechend mit einer Metallverkleidung und einem Sichtfenster ausgestattet sind.
    Bei den meisten Maschinen dürfte der Abstand vom Sender zum Empfänger ca. 1 - 1.5 Meter betragen.

  • Nimm einen ESP32 (Entwicklerboard), der hat Bluetooth + WLAN und eine USB-Einspeisung (+ LiPo-Stützakku) und nimmt wenig Strom auf.

    Aus der Akkubank kannst du dann auch noch den Messumformer speisen, Problem könnte sein, dass dann die Gesamtstromaufnahme so gering ist, dass die Powerbank "denkt", dass sie keine Last hat und nach wenigen Minuten abschaltet...


    Ein RasPi für sowas zu benutzen (auch wenn es ein Zero W ist) ist so wie mit dem Laster Brötchen holen fahren... völlig oversized...

  • Hallo zusammen,


    mir geistert schon länger eine Idee im Kopf rum, die ich langsam mal gerne umsetzen würde. Allerdings bin ich alleine etwas verloren und würde hier gerne um Hilfe bitten. Eine Steckdose verlegen oder Kabel verlöten ist zwar kein Problem, doch bei dem Projekt hilft mir das nicht sonderlich weit. Außerdem habe ich keine Ahnung von 3D Druckern und würde einige Teile benötigen, da man 3D Drucke Online in Auftrag geben kann ist das soweit kein Problem, aber ich muss erst mal schauen wie ich die Vorlagen machen kann und wodrauf ich da alles achten muss. Kommen wir zu meinem Projekt, ich möchte mir mithilfe eines Raspberry Pi 3 einen Emulator bauen, der in einem PS1 Gehäuse steckt (siehe Bild). Bisher ist aber alles noch Theorie, gekauft habe ich vorerst noch nichts. In das Laufwerk soll ein Bildschirm, 3,5-5“ je nachdem was passt. Die Controller Anschlüsse sollten im Idealfall noch funktionieren, falls ich die USB Anschlüsse hinter den Memory Card Blenden verstecken kann, 2 USB Anschlüsse Pro Slot. Auf dem Bild habe ich die USB Anschlüsse vorerst bei den Controller Anschlüssen eingezeichnet, da ich da mit Sicherheit weiß, dass sie da hin passen. Ich habe mich für Cinch anstelle von 3,5 entschieden, da dieser sonst ein wenig verloren wirken würde, einen anderen Grund gibt es nicht. Die LED, sowie der An/Aus und Reset Knopf sollten natürlich auch funktionieren, den Stromanschluss würde ich auch behalten und am liebsten erst innen den Strom auf die Geräte anpassen.

    Der für mich schwierige Teil ist, das ganze soll auch Mobil funktionieren (daher der Bildschirm), es soll also auch noch eine PowerBank oder Batterie rein, die das ganze für 2-10 Stunden mit Strom versorgt, je nachdem was man so raus holen kann mit dem geringen Platz. 2 kleine Lautsprecher rechts und links an den Lüftungsschlitzen sollen auch noch hin, damit man auch was hören kann. Es ist also wichtig, dass der Monitor und die Lautsprecher aus sind, wenn man ein HDMI Kabel anschließt bzw. nur die Lautsprecher, wenn man externe Lautsprecher anschließt. Zudem kommen noch 2 Mayflash "MAGIC-NS" Adapter rein, damit man zumindest 2 Controller auch per Bluetooth anschließen kann. Daher die Frage, bevor ich damit ein Thema erstelle, klingt das soweit machbar oder sollte ich meine Erwartungen runter schrauben?

    Files

    • PS1.png

      (6.64 MB, downloaded 44 times, last: )
  • Ahem, was willst Du eigentlich emulieren? Ein TV, ein Radio, einen Wecker, eine Küchenwaage, ein Vollkornbrot oder eine Spielkonsole?

    Man soll nicht alles glauben was man denkt!
    (Zitat aus 'Die Anstalt')