Industrie 4.0 und Open Source

Das Basismodul RevPi Core kann durch unterschiedlichste Erweiterungsmodule wie I/O-Module oder Feldbus-Gateways ergänzt werden.

© Kunbus

Im Zuge der vierten industriellen Revolution eröffnen sich für Open-Source-Lösungen neue Möglichkeiten. Verschiedene Industrien und Steuerungsebenen verschmelzen datentechnisch, Aktoren und Sensoren sprechen miteinander und alles wird nach und nach verbunden und ausgewertet – und genau hier greift der Open-Source-Gedanke besonders effektiv. Denn Open-Source-Produkte haben gegenüber proprietären Lösungen den Vorteil von offenen Standards und offenen Schnittstellen. Es gilt: Alles muss mit allem interoperabel sein. Ein offener Quellcode lässt sich leicht an eigene Anforderungen anpassen und man gerät nicht in eine teure Abhängigkeit von einem einzigen Hersteller. Zudem eröffnet technische Offenheit neuartige Denk- und Vermarktungsansätze für Daten (Big Data, Cloud), Produkte und Dienste – zum Beispiel Pay-per-Use-Abrechnung.

Doch wie sieht ein Open-Source-Produkt aus, das den Anforderungen der Industrie genügt? Die Antwort liefert der Revolution Pi von Kunbus, der sich den industriellen Herausforderungen stellt. Der Revolution Pi ist ein Open-Source-IPC auf Basis des Raspberry Pi. Aus­gestattet ist der ‚Revolution Pi Core‘ mit dem ‚Raspberry Pi Compute Modul‘. Das ‚Compute Module‘ enthält den Prozessor sowie einen 4-GByte-Flash-Speicher. Über den Sockel wird das Modul mit 5 V, 3,3 V und 1,8 V Spannung versorgt. Außerdem laufen alle IO-Anschlusssignale über den Sockel.

Als Betriebssystem erhält der Revolution Pi standardmäßig Raspbian (eine Debian-Variante) in der Version Wheezy mit RT-Patch des Kernels 4.1.13. Als Kommunikationsanschlüsse besitzt er 2 × USB 2.0 A (je 500 mA belastbar), 1 × Micro-USB, HDMI und einen Ethernet-RJ45-10/100-Mbit/s-Anschluss.

Dem Revolution Pi wurde Industrietauglichkeit verpasst: Kunbus hat in das Hutschienengehäuse des Revolution Pi robuste 24-V-Industrie-Hardware verbaut, die die Norm EN61131-2 erfüllt. Im Zusammenspiel mit den analogen und digitalen I/O-Erweiterungsmodulen lässt sich der Revolution Pi zu einer vollwertigen, industrietauglichen Kleinsteuerung ausbauen, wie folgende Eigenschaften verdeutlichen:

• Stromversorgung: minimal 10,7 V, maximal 28,8 V, maximal 10 Watt;
• Zulässige Umgebungstemperatur: –40 bis +55 °C;
• ESD-Schutz: 4 kV / 8 kV gemäß EN 61131-2 und IEC 61000-6-2;
• Surge-/Burst-Prüfungen: gemäß EN 61131-2 und IEC 61000-6-2 eingekoppelt auf Versorgungsspannung, Ethernet und I/O-Leitungen;
• EMI-Prüfungen: gemäß EN 61131-2 und IEC 61000-6-2.

Neben den analogen und digitale I/Os besteht die Möglichkeit, Gateways anzuschließen, die den Revolution Pi mit nahezu allen Industriebussen verbindet (beispielsweise Ethernet IP, Profinet, Profibus, Feldbusse, Modbus, seriell oder DMX). Die Pi-Bridge ist dabei der Daten-Highway, der die einzelnen Module der Revolution-Pi-Plattform miteinander verbindet. Damit lässt sich der Revolution-Pi-IPC je nach Anforderung mit passenden I/O-Modulen oder Gateways erweitern. Über einen Systemsteckverbinder werden jeweils zwei benachbarte Module auf der Oberseite des Gehäuses miteinander verbunden.

Die implementierte Industrietauglichkeit von Revolution Pi in Verbindung mit Open Source eröffnet dem Anwender ungeahnte Möglichkeiten, wie es sie so in der Steuerungswelt ­bisher nicht gab. So ermöglichen die Revolution-Pi-Rechner beispielsweise die Kombination von bewährter Steuerungstechnik mit aktuellen IoT- und Industrie-4.0-Technologien wie etwa die Cloud-Kommunikation über Ethernet oder WLAN. Zudem erfüllt der ­Revolution Pi durch den integrierten Cryptochip alle notwendigen Sicherheitsanforderungen für eine offene Systemkommunikation.

In Video-Tutorials gibt Kunbus Hilfe bei verschiedenen Fragestellungen.

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Zentrales Element des Revolution Pi ist der Open-Source-Gedanke – und das in mehreren Bereichen:

Hardware – Kunbus legt alle Schaltpläne offen, auch für die interne Bus-Pi-Bridge. Es stehen Makersets zur Verfügung, um eigene Applikationen ­anbinden zu können. So stellt man sicher, dass jeder Anwender eigene Hardware anbinden kann.

Software – Der Revolution Pi besitzt standardmäßig als Betriebssystem Rasp­bian/Debian Wheezy mit RTPatch (Linux). Er lässt sich mit C+ oder Phyton programmieren; alles, was auf einem Raspberry Pi läuft, läuft auch auf dem Revolution Pi. Demnach stehen tausende, teilweise kostenlose Open-Source-Applikationen zur Verfügung. Das Automationsunternehmen Kunbus selbst legt die Quellcodes seiner Software und Treiber offen.

Community – Auf der Kunbus-Homepage hat das Unternehmen eine Community integriert, in der die Entwickler der Firma zeitnah Fragen beantworten und mit den Anwendern diskutieren. Hier können sich Anwender zudem aktiv über neue Ideen austauschen und Bug-Fixing betreiben. Eine teure Support-Hotline entfällt dadurch und alles wird mit jedem geteilt.

Kooperationen – Aktuell laufen Gespräche mit über 60 Firmen, die ihre Software auf dem Revolution Pi inte­grieren wollen. Dabei sind viele Open-Source-Softwareprodukte, aber auch renommierte Industrie-Soft-SPS-Hersteller. Ziel ist es, offen für jeden zu sein, der den Revolution Pi einsetzen möchte. Der Revolution Pi ist somit ­‚offener Träger‘ der Vielfalt an Appli­kationen.

Das Unternehmen Kunbus beteiligt sich zudem mit ­seinen Produkten an Hackthons und ­arbeitet mit Universitäten zusammen, um deren Innovationskraft für die ­Weiterentwicklung zu nutzen. Obendrein wird Entwicklern von Applikationen und Programmen die Möglichkeit gegeben, diese über die Plattform zu ­vermarkten.

Autor:
Andreas Müller ist Marketing und Sales Director bei Kunbus.