Seit einigen Jahren gibt es gute und günstige Plattformen für Embedded-Entwicklung wie dem Raspberry Pi, der als 35#-Computer mittlerweile eine große Anhängerschaft hat, aber auch Arduino oder Beaglebone haben viele Fans. Mit geringen Hard-Warekosten, offenen Entwicklungsumgebungen und frei erhältlichen Spezifikationen finden diese Produkte auch weite Verwendung zum Prototyping oder der Konzeptentwicklung. Dann steht allerdings die Migration auf eine industrietaugliche Hard- und Software-Basis an. Das kostet Zeit, Entwicklern müssen sich um viele Implementationsdetails kümmern, die nicht in ihrem eigentlichen Fachbereich liegen. Für diese und viele andere interne und externe Projekte hat Harting eine modulare Plattform aus Hard- und Software entwickelt, die für schnelle Entwicklung und für die industrielle Anwendung in mittleren Stückzahlen ausgelegt ist. Besonderes Augenmerk wurde auf drei Aspekte gelegt:
- Industrietaugliche Hardware, die mit wenigen Handgriffen an neue und existierende Maschinen und Fahrzeuge eingebaut werden kann;
- konfigurierbare Hardware, um kundenspezifische Fähigkeiten einfach und ohne Veränderung des Formfaktors und der Schutzklasse hinzufügen zu können;
- stabile und robuste offene Software-Umgebung, die es Entwicklern aus Industrie und IT erlaubt, Projekte schnell zu realisieren.
Modulare, industrietaugliche Hardware
Im Unterschied zur eingangs erwähnten Embedded-Lösungen ist die IIC Mica (Integrated Industry Computer Modular Industry Computing Architecture) von Harting robust und industrietauglich in einem kompakten Aluminiumgehäuse inklusive Steckverbinder verbaut. Dadurch muss das Gerät nicht in den Schaltschrank, sondern kann direkt an Maschinen oder Fahrzeugen montiert werden. Das Innenleben besteht aus drei Platinen, von der eine frei bestückt werden kann. Zum Beispiel lassen sich RFID, WLAN, BLE, SSD-Speicher oder Feldbusanschlüsse integrieren, ohne Formfaktor und Schutzart zu verändern. Durch die USB-basierte Hardware-Architektur kann das Prototyping über weit verfügbare USB-Peripherie erfolgen und dann schnell ein eigenes Hardware-Modul entwickelt und integriert werden.
Virtual Industry Computing
Softwareseitig kommt eine leichtgewichtige Virtualisierung mit Linux-Container zum Einsatz. Apps laufen in virtuellen, Linux-basierten Containern, die alle notwendigen Bibliotheken und Treiber für die jeweilige Anwendung enthalten – es kommt also nicht zu Paketabhängigkeit oder Inkompatibilität. Zum Launch gibt es zahlreiche kostenlose Container für verschiedene Entwicklungsumgebungen wie Java, Python oder C/C++. Darüber hinaus gibt es Container von Industrieanwendungen wie OPC-UA oder Datenbanken. Die Software-Basis von MICA kümmert sich um Containerverwaltung, Netzwerkeinstellungen, Authentifizierung, Installation, Upgrades und vieles mehr, sodass sich Entwickler auf die Algorithmen konzentrieren können. MICA wird bereits für eine Vielzahl von Projekten bei Partnern und Kunden aber auch bei Harting selbst verwendet.
Lösung zur Langzeit-Datenerfassung
In einem Fall aus Österreich stellt ein mittelständischer Maschinenbauer zwischen 200 und 300 Anlagen pro Jahr her, deren Steuerungselektronik aber nur in der Lage ist, knapp drei Tage an Fertigungsdaten zu speichern. Speziell bei Einsatz im Ausland reicht im Fehlerfall diese Zeit nicht aus, um ausreichend Daten für das Servicepersonal vorzuhalten. Als Lösung kommt hier MICA mit integrierter SSD zum Einsatz und dient als Datenspeicher. Im Fehlerfall kann der Kunde den Zugriff auf diesen Speicher freigeben, und der Hersteller mehrere Monate oder Jahre von Daten zum Troubleshooting verwenden. Auch können die Daten während normaler Servicebesuche ausgelesen, und zur Produktverbesserung verwendet werden. Bei einer anderen Anwendung sollen unterschiedliche Steckverbinder in einem oder mehrere Kartons verpackt und versandt werden. Bidlang musste der Mitarbeiter eine Waage, eine SPS zur Steuerung der Verpackungsmaschine, das ERP und einen Etikettendrucker bedienen, sowie Arbeitsanweisungen manuell nachschlagen. In der neuen Lösung fasst MICA alle diese Informationen am Verpackungsplatz zusammen und führt die Zwischenschritte automatisch aus. So werden die Waagedaten über OPC UA an SAP MII weitergebeben, die Arbeitsanweisung über JSON aus dem ERP geladen, in Step 7 übersetzt und in die SPS geladen. Der Mitarbeiter wird entlastet und der Verpackungsprozess deutlich beschleunigt.
