DER KONSTRUKTEUR 6/2016

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
So wird die Maschine
einfach smart
Gekapselte Open-Source-Intelligenz in der Konstruktion
Lars Hohmuth
Industrie 4.0 ist eines der großen
Themen für die deutsche Industrie,
erfordert aber oft komplizierte
Konstruktionsänderungen oder
Neukonstruktionen. Eine
modulare Plattform aus offener
Hard- und Software macht es
möglich, Fähigkeiten wie Predictive
Maintenance, Maschinenüberwachung
oder SPS-Orchestrierung
schnell und kostengünstig
in neue oder bestehende Produkte
einzudesignen.
Viele Konstrukteure nutzen mittlerweile
Open Source Computer wie Raspberry
Pi, Arduino, oder Beaglebone die ursprünglich
für Ausbildungszwecke gedacht waren,
zur Konzeptentwicklung ein. Steht allerdings
im Anschluss das Überführen auf solide,
industrietaugliche Hardware und Software
an, kostet das viel Zeit und Geld: Denn zum
einen sind diese Lösungen hardwareseitig
nicht für die Industrie gemacht; zum anderen
müssen sich Konstrukteure um viele
Implementationsfeinheiten kümmern, die
nicht in ihrem Fachbereich liegen.
Die Open-Source-Rechnerplattform
Harting Mica ist, anders als Hobbyisten-
Produkte, sowohl für die professionelle Entwicklung
als auch den Einsatz direkt an der
Maschine gedacht. Dazu bietet Mica eine
all-in-one-Umgebung für schnelle Entwicklung
und industrielle Anwendung mit drei
großen Vorteilen:
n ein Computer, der mit wenigen Handgriffen
in neue und existierende Maschinen und
Fahrzeuge eingebaut werden kann und
allen industriellen Widrigkeiten trotzt;
n konfigurierbare Hardware, um kundenspezifische
Fähigkeiten einfach und ohne
Veränderung des Formfaktors und der
Schutzklasse hinzufügen zu können;
n eine Open Source Softwareumgebung, die
es Entwicklern und Konstrukteuren ermöglicht,
Projekte in kürzester Zeit zu
realisieren.
„Bei der Entwicklung der Mica sind wir viele
neue Wege gegangen, die sich aber alle an
Hartings jahrzehntelanger Erfahrung im
Industrie- und Bahnbereich orientieren“, sagt
Lars Hohmuth, HARTING IT Software
Development GmbH & Co KG, Espelkamp
Lars Hohmuth, Product Manager Industrial
Computing. „Zum einen erwarten unsere
Kunden, dass eine Mica über Jahre zuverlässig
ihren Dienst tun, was mit herkömmlichen Einplatinen-Computern
wie Raspberry Pi oder
Beaglebone nicht möglich ist. Zum anderen
muss eine Mica für einen Entwickler wie ein
Harting-Steckverbinder funktionieren: einstecken
und loslegen. Deshalb automatisiert
Mica Aufgaben wie Containerverwaltung,
Netzwerkzugriffe, Authentifizierung, Upgrades
und vieles mehr, sodass sich Entwickler
auf ihre Algorithmen konzentrieren können.“
Flexibilität und Konzentration
auf das Wesentliche
Das Innenleben des robusten, wasserdichten,
IP67 und EN50155 zertifizierten Aluminiumgehäuses
besteht aus drei Platinen; eine
davon kann frei bestückt werden. Zum Beispiel
werden so RFID, WLAN, BLE, SSD-
Speicher oder Feldbusanschlüsse integriert,
ohne den Formfaktor oder die Schutzart zu
verändern. Durch die integrierte 12/24 V
oder PoE-Stromversorgung kann die Mica
in Fertigungsanlagen und Fahrzeugen ohne
zusätzliche Netzteile eingebaut werden,
was die Konstruktion stark vereinfacht.
Auf der Mica laufen Software-Apps in
eigenen virtuellen, Linux-basierten Containern,
die alle notwendigen Bibliotheken
und Treiber für die jeweilige Anwendung
enthalten. Dadurch gehören Paketabhängigkeiten
und Inkompatibilitäten der Vergangenheit
an. Harting bietet schon zum
Launch zahlreiche Container wie Java,
Python, C/C++, OPC-UA, Datenbanken an.
Des Weiteren kann eine Vielzahl von Linux-
Anwendungen einfach auf die Mica portiert
werden oder sind out-of-the-box lauffähig,
wie zum Beispiel IEC 61131-3 Programmierumgebungen
wie logi.CAD 3.
Neue Fähigkeiten,
neue Geschäftsmodelle
Mica ermöglicht es, Maschinen und Fertigungsanlagen
mit neuen Fähigkeiten auszustatten,
ohne in die Steuerung einzugreifen
oder einen geschützten Installationsort finden
zu müssen. Laufende Projekte beinhalten
zum Beispiel Langzeitdatenerfassung,
Optimierung von Prozessen, Nachrüsten bei
Predictive Maintenance in existierenden
Maschinenparks, Auto-ID und mehr.
Im Bereich der Datenerfassung durch
Maschinenbauer löst Mica sowohl das
Nachrüstungsproblem als auch das Problem,
dass viele Kunden sich weigern,
Maschinendaten aus der Produktion an den
Hersteller weiterzugeben. So stellt ein mittelständischer
Maschinenbauer 200 bis 300
Anlagen pro Jahr her, deren Steuerungselektronik
aber nur in der Lage ist, knapp
drei Tage lang Fertigungsdaten zu speichern.
Besonders im Auslandseinsatz reicht
das nicht aus, um im Fehlerfall ausreichend
Daten für das Servicepersonal vorzuhalten.
Als Lösung kann hier eine Mica mit integrierter
SSD eingebaut werden, die als Datenspeicher
dient. So bleiben die Daten Eigentum
des Nutzers. Im Fehlerfall kann der Kunde den
Zugriff auf diesen Speicher freigeben; der Hersteller
wiederum kann die Daten mehrerer
Monate oder Jahre zum Troubleshooting verwenden.
In Zukunft kann der Hersteller dann
nach und nach weiter Dienstleistungen auf
Basis der erfassten Daten – wie lokale Dashboards
oder Fernwartung – anbieten.
www.harting-mica.com
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