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Erste Schritte mit RevPi Core 3 für SPS-Anwendungen

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Hardware-Einrichtung, Konfiguration und eine Einführung in logi.CAD 3.

Da in dem Tal, in dem ich lebe, seit inzwischen mehr als 2 Jahren Hochwasserbekämpfungsmaßnahmen durchgeführt werden, sieht man häufig provisorische Ampeln bei uns auf den Straßen. Ich habe mit einem Kollegen darüber gesprochen, dass wir gewerbsmäßig Ampeln vermieten sollten – wir wären jetzt steinreich! Dann haben wir darüber nachgedacht, ob es überhaupt schwierig wäre, eine Ampel zu bauen, schließlich handelt es sich dabei heutzutage nur um von einem Mikroprozessor gesteuerte LED-Leuchten.

Einmal arbeitete er an einem Projekt mit dem Revolution Pi Core (181-1142) und es sah genauso wie das aus, was ich mir vorgestellt hatte. Deshalb wollte ich (einfach aus Neugier) ausprobieren, wie einfach es wäre, eine Lösung auf Grundlage der Plattform zu entwickeln. Das lässt sich auf verschiedene Arten programmieren, aber da es sich um eine industrielle Anwendung handelt, die sehr zuverlässig sein muss, entschied ich mich für einen SPS-Ansatz.

Der Revolution Pi als klassische SPS

RevPi_as_PLC2_b0a73f5369b65deed3d6fcbae4469c7ef0ecaba0.jpgEine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) ist ein speziell auf die Steuerung von Fertigungsprozessen ausgelegter Computer. SPS wurden zunächst in der Automobilindustrie entwickelt und ersetzten die komplizierten, festverdrahteten Relais, Zeitgeber und Sequenzer, über die der Herstellungsprozess zuvor gesteuert wurde, die aber nur schwer zu aktualisieren waren, wenn beispielsweise die Produktion auf ein neues Fahrzeugmodell umgestellt wurde. Als dieses System erstmals durch Computer ersetzt wurde, waren dazu Programmierer mit Spezialkenntnissen und eine saubere Arbeitsumgebung mit geregelter Temperatur nötig – das war alles andere als ideal. Deshalb wurden SPS als robustes System entwickelt, das sich mit einem Standardsatz von Anweisungen leichter programmieren lässt.

Wenn wir nun einen kleinen Sprung in die heutige Zeit machen, sehen wir, dass die RevPi-Plattform auf denselben Prinzipien beruht. Sie besteht aus einem Raspberry Pi und einem robusten Gehäuse für Industrieanwendungen, kann daher auf das breit angelegte Ökosystem rund um den Raspberry Pi und den Software-Support zurückgreifen, aber auch als mit dem Standard IEC 61131 kompatible SPS programmiert werden. Darüber hinaus ermöglicht sie eine DIN-Schienenmontage und ist als modulares System mit geschützten Ein- und Ausgängen angelegt.

Wenn Sie mehr über die Plattform erfahren möchten, finden Sie hier eine Einführung meines Kollegen Andrew Back zum Revolution Pi.

Hardware einrichten

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Ich habe das Modul Revolution Pi core 3, ein DIO-Modul (181-1143) und einige Anschlussklemmen auf einem kurzen Abschnitt der DIN-Schiene (742-4138) montiert, die an einem Stück lasergeschnittenen MDF befestigt war. Anschließend habe ich an die 3 ersten Ausgänge des Revolution Pi DIO drei 24-V-LED-Leuchten (763-7915) angeschlossen. Die Stromversorgung erfolgte über ein 24-V-Tischnetzteil.

Die Erstkonfiguration von RevPi und DIO erfolgt über die Anwendung PiCtory, die in einem Webbrowser ausgeführt wird. Dieser Vorgang wird im zuvor verlinkten Blogbeitrag beschrieben.

Support-Möglichkeiten

Wie bei den meisten SPS werden die Programme für den Revolution Pi auf einem PC geschrieben und dann über das Netzwerk auf das Modul heruntergeladen. Ich verwende logi.CAD 3, um die Steueranwendungen für den Revolution Pi zu erstellen, wie in der Kurzanleitung auf der Kunbus-Website, die einen Link zum Herunterladen der Software enthält, empfohlen.

Auf der Website logi.cals (die Entwickler von logi.CAD 3) gibt es auch ein Tutorial, das etwas andere Informationen bietet. In der Praxis empfand ich es als hilfreich, beide zu Rate zu ziehen. Außerdem sah ich mir das Tutorial auf YouTube an, das auf Deutsch ist. 

Logi.CAD 3 installieren und verwenden

Zunächst ging ich zurück zur Einrichtungsseite des Revolution Pi in meinem Webbrowser, wählte die Registerkarte „Services“ aus und aktivierte Logi.RTS. Dieser Schritt, den ich nur im Video-Tutorial gefunden habe, aktiviert die Laufzeit für die SPS-Programmierumgebung.

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Anschließend installierte ich Logi.CAD 3 – ich musste es einfach nur entpacken, allerdings ging das mit dem Windows-eigenen Packprogramm nicht, da manche Dateinamen zu lang waren. Wieder einmal war 7Zip die Rettung.

Als Nächstes habe ich das Programm durch einen Doppelklick auf die Datei logiCAD3.exe gestartet. (Ich habe auf meinem Desktop eine Verknüpfung zu dieser Datei erstellt, um mir den Vorgang in Zukunft zu erleichtern.) Ich wurde gefragt, wo die „Arbeitsplatz“-Dateien gespeichert werden sollten, und habe einfach die Standardoption gewählt. Dann wurde ich von einer Windows-Sicherheitswarnung begrüßt, da die Windows-Firewall einige Funktionen des Programms blockierte. Ich habe auf „Zugriff zulassen“ geklickt und gewartet, bis das Programm startete.

Bis hierhin war ich dem Video-Tutorial gefolgt und alles lief gut, bis ich versuchte, die Schaltfläche „Erstellen und Laden“ anzuklicken, um das heruntergeladene Projekt „RevolutionPiTutorial17“ an den RevPi Core 3 zu senden.

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Anschließend installierte ich Logi.CAD 3 – ich musste es einfach nur entpacken, allerdings ging das mit dem Windows-eigenen Packprogramm nicht, da manche Dateinamen zu lang waren. Wieder einmal war 7Zip die Rettung.

Als Nächstes habe ich das Programm durch einen Doppelklick auf die Datei logiCAD3.exe gestartet. (Ich habe auf meinem Desktop eine Verknüpfung zu dieser Datei erstellt, um mir den Vorgang in Zukunft zu erleichtern.) Ich wurde gefragt, wo die „Arbeitsplatz“-Dateien gespeichert werden sollten, und habe einfach die Standardoption gewählt. Dann wurde ich von einer Windows-Sicherheitswarnung begrüßt, da die Windows-Firewall einige Funktionen des Programms blockierte. Ich habe auf „Zugriff zulassen“ geklickt und gewartet, bis das Programm startete.

Bis hierhin war ich dem Video-Tutorial gefolgt und alles lief gut, bis ich versuchte, die Schaltfläche „Erstellen und Laden“ anzuklicken, um das heruntergeladene Projekt „RevolutionPiTutorial17“ an den RevPi Core 3 zu senden.

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Dort fand ich „logi.CAD 3 Project for Revolution P“, öffnete es, nannte es, als ich nach einem „Projektnamen“ gefragt wurde, „Sample“ und speicherte es am Standardspeicherort.

logiCadSample2_933c450231cbf2d798544e2e3c2a696d1250aada.png

Nach dem Öffnen konnte ich mithilfe der Anleitung die IP-Adresse des RevPi in die Global-/Beispieldatei eingeben.

Dann ging es wieder zurück zu PiCtory. Ich prüfte die bereits fertige Konfiguration, änderte die Namen der 3 Ausgänge, die ich verwenden wollte, speicherte dann die Konfiguration, indem ich auf „Datei/Speichern“ klickte, und aktivierte sie anschließend durch einen Klick auf „Treiber zurücksetzen“ im Menü „Extras.

PiCtory_config_export_9f38bfddd634405c58638ab1d8ce77b42fde7fcf.png

Anschließend musste ich die Konfigurationsdaten exportieren, um sie in logi.CAD 3 zu verwenden. Hierzu öffnet man „Datei/Export“ und wählt „Nur anzeigen“ im Popup-Fenster „Strukturierter Text IEC 61131-3“. Die globalen Variablen werden dann erstellt und in einem Fenster geöffnet.

PiCtory_config_export2_794c0a959b8a79d30de81ca0787a5e2f76252033.png

Kopieren Sie den Inhalt des Fensters, gehen Sie zurück zu logi.CAD3, öffnen Sie die Datei „sample.global“ im globalen Ordner, löschen Sie ihren Inhalt und fügen Sie den Text aus der Zwischenablage ein.

Dann ersetzte ich den Code in der Datei „RevolutionPiProgram.iesct“ durch den Code aus der Anleitung:

PROGRAM RevolutionPiCounterProgram
	VAR
		value : BOOL;
	END_VAR
	VAR_EXTERNAL
		RevPiLED : BYTE;
		Output_Pin_1 : BOOL;
	END_VAR
	
	IF value THEN
		RevPiLED := 0;
		Output_Pin_1 := False;
		value := False;
	ELSE
		RevPiLED := 1;
		Output_Pin_1 := True;
		value := TRUE;
	END_IF;
END_PROGRAM

Wechseln Sie dann zur Instanzenansicht, indem Sie oben in der linken Spalte auf die entsprechende Registerkarte klicken und „RevolutionPi/RevolutionPiResource“ auswählen. Klicken Sie auf das grüne Zahnradsymbol, um eine Verbindung zum Revolution Pi herzustellen, und klicken Sie dann auf die Schaltfläche „Erstellen und hochladen“. An dieser Stelle konnte ich sehen, dass die LED auf dem RevPi Core3 und die mit Pin 1 des Revolution PI DIO verbundene LED zu blinken begannen.

Wie geht es weiter?

Jetzt muss ich nur noch herausfinden, wie ich die Leuchten in derselben Reihenfolge ein- und ausschalten kann wie bei einer gewöhnlichen Ampel. Das erfordert eine Beschäftigung mit den Grundlagen der SPS-Programmiersprache/-umgebung und wird in einem späteren Beitrag behandelt.

I currently look after production at AB Open. I have a background in the arts, environmental conservation and IT support. In my spare time I do a bit of DJing and I like making things.
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