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Computing-Plattform für den Schaltschrank?

08. Oktober 2020, 09:29 Uhr   |  Meinrad Happacher

Computing-Plattform für den Schaltschrank?
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Im Zeitalter der Digitalisierung und des IIoTs werden geschlossene Systeme durch offene, frei programmierbare Edge-Computing-Plattformen ersetzt. Zunehmend attraktiv sind hierfür Lösungen auf Basis des Raspberry-Pi-Ökosystems.

Die Gebäudeautomatisierung ist seit langem fester Planungsbestandteil in jedem Neubau, in Wohngebäuden ebenso wie Fabriken und allen weiteren gewerblich genutzten Zweckbauten wie Bürogebäude oder Einkaufszentren. Dabei reichen die Aufgaben der Gebäudeautomatisierung von der effizienten Energienutzung bei Klima-, Heizungs-, Lüftungs- oder Beleuchtungstechnik bis hin zu Sicherheitslösungen durch automatisierte Schließtechnik oder Visualisierungen mittels Überwachungskameras.
Die Realisierung solcher automatisierter Gebäudesteuerungen nahm ihren Ausgang in Zweckbauten, wobei in der Automatisierungsebene vornehmlich so genannte Direct Digital Controls (DDCs) und SPS-Bausteine zum Einsatz kamen. Diese erfassen die Informationen der Sensoren aus der Feldebene, verarbeiten die Daten entsprechend ihrer Regelalgorithmen im hinterlegten Steuerungsprogramm und leiten die Ergebnisse als Steuerbefehle an die Aktoren der Feldebene zurück.

Der Raspberry-Pi-3-B+-basierte Hutschienen-PC Smart Manager 4.0 für den Schaltschrank erlaubt es, selbst komplexe Aufgaben in der Steuerungstechnik und Gebäudeautomatisierung mit Open-Source- basierter Hardware und Software umzusetzen.
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Der Raspberry-Pi-3-B+-basierte Hutschienen-PC Smart Manager 4.0 für den Schaltschrank erlaubt es, selbst komplexe Aufgaben in der Steuerungstechnik und Gebäudeautomatisierung mit Open-Source-basierter Hardware und Software umzusetzen.

Dies hat auch innerhalb unterschiedlicher Gewerke zu einer Vielfalt proprietärer Automatisierungslösungen geführt, zumal daneben die verwendeten Übertragungssysteme auf Feldebene oft verschiedene Medien und Protokolle nutzen. Wer Interoperabilität zwischen den verschiedenen Gebäude-automatisierungstechnologien herstellen möchte, benötigt eine Plattform, die nicht nur umfassende Hardware-Schnittstellen in Richtung Feldebene bereitstellt, sondern zudem die Option zur softwareseitigen Integration der verschiedenen Systeme bietet, um damit beispielsweise ebenfalls bedarfsgerechte, softwarebasierte SPS-Anwendungen umsetzen zu können. Aktuelle Trends – wie Digitalisierung, IIoT und Smart Metering – machen es erforderlich, selbst einzelne Gewerke über einen eigenen Edge-Computer anzubinden. Er ermöglicht es, IP-Technologie mit zentralen Dashboards sowie Management- und Maintenance-Clouds nahtlos anzubinden. Die Integration passender Edge-Logik vor Ort wird dadurch ebenfalls möglich. Diese muss zunehmend frei programmierbar sein, um dem wachsenden Bedarf nach beispielsweise Smartphone-basierter Steuerung einer jeden Gebäudefunktion gerecht werden zu können oder auch Inferenzlogik auszuführen, die für Predictive Maintenance-Zwecke erforderlich ist, da man nicht jeden Messwert in die Cloud schieben will oder auch kann.

Mehr Freiheit in der Gebäudeautomation

OEMs und Systemintegratoren suchen daher nach einer Lösung für Gebäudeautomatisierungen, die flexibel und kostenoptimiert in den Schaltschrank integrierbar ist. Eine solche Lösung können Plattformen auf Basis des neuen, leistungsoptimierten Raspberry Pi 3 B+ sein. Sie sind mit einer quelloffenen Linux-Distribution ausgestattet und lassen sich an spezielle Bedürfnisse anpassen. Somit ergeben sich auch bei der Installation weiterer Software wie Entwicklungsumgebungen oder Automatisierungsanwendungen, die auf solchen Edge-Zentralen für die Gebäudeautomation und Steuertechnik zum Einsatz kommen sollen, nahezu keine Einschränkungen. 
Worin liegen aber die spezifischen Vorteile eines Ansatzes mit Raspberry Pi?

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1. Computing-Plattform für den Schaltschrank?
2. Vom Lehrobjekt zur Industrieplattform
3. Schnittstellenvielfalt und flexibler Einbau

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