LASS 專案 -室內環控系統 IASS（Indoor Aware Sensing System）

專案聯繫人

緣起

• 凌陽創新SunplusIT 開源內部自行開發的硬體監測系統，願意開源給大家幫助

Event - IASS 線上討論 - 第一次

時間：2016/4/6 20:30-21:30

地點：臉書線上討論，報名者會加入討論串

Agenda:

• 0-30 min 目前系統與文件 Q&A
  • (為增加線上效率，請先閱讀本文，會議中不說明)
  • 
    
• 30-55 min 其他 Q&A
  • (為增加線上效率，有建議，請事先自行寫入共筆 )
  • 
    
• 55-60 min 結語與散會
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原分享

• 環控系統V2 – 規劃（一）
• 環控系統V2 – 機房用（二）
• 環控系統V2 – 辦公室用（三）
• 環控系統V2 – 樹莓派主機（四）
• 環控系統V2 – 感測器校正（五）

Code

• LASS Github IASS
• 
  

轉進 LASS 社群

• A) 名稱：室內環控系統 IASS（Indoor Aware Sensing System）
• B) 特色：IASS特色
• C) 文件:
• 1)準備材料及組裝：選擇您需要的感測裝置
•         a. 辦公室專用感測裝置DIY
•         b.機房專用感測裝置DIY 
•         c.居家安全專用感測裝置DIY         
• 2)申請及設定Thinkgspeak帳號 
• 3)程式燒錄及報表設定 
• 
  

為何而戰

基本上工業 4.0 有個重要的基礎就是感測，感測必須要很方便，很容易客製化，也要很便宜。因為很容易客製化，就能搭配很多的控制器來做自動控制，不被特定的品牌所限制，這樣能給工業 4.0 提供良好的基礎。

當然感測器和後端系統都要開源，讓大家可以很容易客製化與加值。

讓大家很容易給自己的工廠升級

讓其他人很容易能在工廠內使用

後續進行想法與步驟

• 公開 Q&A 讓大家熟悉，討論
• 召集有興趣的夥伴，大家一起繼續改進

• 上架，讓大家方便買，方便做
• 就現狀，先準備上架 iCShop
• 已上架

• 架構討論與初步確定
  • SCADA 的選定與討論
  • SCADA 和主要介面的討論
  • 主要主板平台的選定
    • Arduino平台
    • RPi 平台
    • 子平台
      • Ameba平台
      • BananaPi平台

• SCADA 平台的帶起
  • 在選定的主板平台上，安裝選定的開源 SCADA
  • 使用 Modbus 介面帶起一個現有設備

• SCADA 整合現有 IASS 硬體
  • Arduino端要長出 Modbus Slave
  • PVBrowser modbus driver帶起Arduino設備
• 語音控制proxy on BPi (預留居家照護)
  • OK Google API
  • iOS SiriProxy on RPi

待辦工作

• 將CH大 目前Arduino設備端的code整近支援modbus TCP.

• https://github.com/andresarmento/modbus-arduino

• PVBrowser modbus command能接入資料在Rpi與Bpi
• Gateway語音控制
• Arduino/RPI 控制servo, Gateway Modbus遠程控制Servo

想使用的人可先從原生系統開始

目前進度資料/Code/程式碼/image下載區

原生系統: (CH Tseng提供)

https://github.com/LinkItONEDevGroup/LASS/tree/master/IASS

將原生系統RPI Gateway改良為BananaPi M3: (賴建宏提供)

banana pi SD image Size:3G 

https://www.dropbox.com/s/vujupzgdcaiinfw/m3iass.tar.bz2?dl=0

End Device Arduino由阿米巴取代(?), 並新增modbus slave.

Spec study.

https://docs.google.com/document/d/1o16pomjC6780qWk4OcFzMPg2GxsOYKvQyuaUtS--2uw/mobilebasic

Github modbus範例

https://github.com/andresarmento/modbus-arduino

參考資料

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自動控制分佈領域

• 家用/大樓系統自動控制
  • Crestron
  • Control4
  • Lutron
• 工廠/生產線自動控制
  • Siemens
  • Rockwell Automation
  • Mitsubishi
  • OMRON
• 大型系統型方案整合
  • GE
  • Emerson industrial automation
• 工具機與機械手臂
  • Yokogawa
  • Kuka

自動控制類的產品架構

• SCADA/HMI : 角色像Gateway, 做protocol的轉換或是收集發送的中心, 也可看成資料庫收集中心, 收集各個系統的狀態, 在今年SPS展中自動控制產業(SIEMENS)有逐漸偏向雲端SCADA的狀態
• https://www.siemens.com/customer-magazine/en/home/industry/digitalization-in-machine-building/mindsphere-siemens-cloud-for-industry.html

• PLC(Hardware/Software) : 作為底端的控制元, 但也有分為master mode或是slave mode

• Remote IO: 更底端的控制元, 被master PLC所控制
•  P.S 目的為分散風險與減輕上層系統(Gateway) loading

SoftwarePLC + 工業電腦的系統架構

The Control Solution of NEXCOM IoT Automation

by Eric Lo - NEXCOM’s PM 

*

http://www.slideshare.net/EricLo11/sales-kits-for-nexcom-automation-control-solutions20160404fberic-lo 

PC base SoftwarePLC需要 => RTOS 即時作業系統

目前兩大SoftwarePLC廠商 (RTOS)

(作法為吃掉CPU資源為主, 如4核CPU, 裝好後在您的主機內只會顯示2核)

• CoDeSys
• IntervalZero

Open Sourcce的Hardware在自動控制領域的可行性研究

• Ardurino => PLC/RemoteI/O
• Rasbperry Pi =>SCADA/HMI/SoftwarePLC

Open Source的開源自動控制項目

家用自動控制HMI

• OpenHAB

• 家用自動控制儀表板, 開源, 支援手機iOS/Android
• http://www.openhab.org/

• KURA Eclipse Gateway

• http://www.eclipse.org/kura/

PLC 部份LD

• PLC LD圖像語言

• https://github.com/wditch/plcLib
• http://cq.cx/ladder.pl
• 
  

• LadderMaker

• http://www.waltech.com/open-source-designs/

• OpenPLC Project

• http://www.openplcproject.com/

SCADA部份

• Rapid SCADA

• http://rapidscada.org/

• OpenSCADA

• http://openscada.org/

HMI部份

• pvbrower

• https://github.com/pvbrowser/pvb

自動控制的通訊protocol

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_automation_protocols

主要常見兩種通訊格式(資料感測型)

• ModbusRTU (over RS232/RS485)
• ModbusTCP
• OPC-UA

運動控制PWM 

• Fieldbus
• ProfitNET
• EtherCAT

目前開源硬體自動控制方案

• Controllino 

• http://controllino.cc/ => under construction? 
• https://www.kickstarter.com/projects/24519005/controllino-plc-arduino-compatible
• http://www.controllino.biz/
• 
  

• isPLC / 威力自動化

• http://blog.xuite.net/plcduino/blog

• RES by RPI PLC

• https://www.rexcontrols.com/rex-control-system-raspberry-pi

標準PLC Ladder圖設計參考

 LASS with Flood Monitoring: 設備:

SCADA 的選擇

問題與建議

   A) IASS目錄下我分為device及sensor兩種目錄，device是感測裝置成品，直接燒錄就能使用，算是針對不同室內環境的客製成品區。sensor則是針對各種型式感測器，使用者可直接copy/paste code自行組配需要的感測裝置。該區sensor code寫法希望方便copy使用。這是我目前作法，大家若有其它方式可再提出討論。

   B) 未來會再提供主機端的儀表板程式。device的code中有提供選擇要上傳ThinkSpeak或指定的data server，以方便一些不想將感測資料外傳internet的企業。對於製作儀表板程式或client端有興趣的同好也可以提供。

   C) 請問如何在Rpi上 daemon 化控制servo。目前的瞭解是servo需要不斷送出pwn訊號來維持角度，想好奇如何daemon化，並且可以接收外部的訊息來控制改變servo的角度。

•    就寫 daemon 程式，最差的就是直接指定在背景執行就可以。google linux daemon
•  請問daemon 化之後，如何接收外部指令比較好，daemon化之後stdin就斷掉了，不知道怎麼控制
• 一般用 file IO, 送訊號給這個 PID, 開網路跟其他 socket 溝通之類的方式來跟外界 Talk
• Daemon並沒有規定一定只能做甚麼，基本上只要是背景端可以跑、可以協同其他背景、前景程式做出對應反應即可
• http://linux.vbird.org/linux_basic/0560daemons.php
• 
  

   D)請問為何我們通常使用MQTT，還有許多其他的Message queue or Job server 系統可以做，例如說ZeroMQ redis等等，為何常見使用MQTT，與其他比較優劣為何，謝謝。

   MQTT 只是其中一種，其他的也很常用。別被 LASS 影響了，各有好處的

• 瞭解！！感謝
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   E)工控設備要可支援RS-232及RS-485的設備讀取及設定。

願意幫忙

• 願意幫忙的夥伴會串到一個臉書討論串，請確認已經串入
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顏小華

黃文辭

Lu James

Joe Lai

• 開發板固定架 https://goo.gl/VwTODJ
• 透過這個固定架，可以將開發板固定在機台上或是電腦螢幕後面

Victor Sue

Yang Chang

MingWei Cheng

周大龍

荊輔翔 

賴建宏

柯清長.

吳佳駿

洪瑞甫

Lanma Chiu

Ceasar Sun

• 這是臉書帳號？找不到，無法加入討論串

討論摘要

• 主架構討論 SCADA or PLC?
  • SCADA 是工廠管理的主介面，PLC 一般為單一控制功能。所以沒有衝突，以 SCADA 為主管理介面，支援各式的設備，包含 PLC

• 開源與目前封閉設備的想法？
  • 在主架構必須開源，在單一設備上，可選用目前市面上已經有的設備，通訊格式上建議選用開源通訊格式，私有的通訊格式如果有社群支援，也可以支援

• 通訊格式的選用
  • 基本上選用的 SCADA 應該已經支援很多的格式，社群預設就是支援那些格式，不預設添加

參考

• Raspberry Pi Codesys PLC w\ WAGO Remote IO
• Arduino as Raspberry PI’s remote IO (Codesys)
• 
  

isPLC Sample設備領取

Modbus開發工具箱

https://drive.google.com/drive/u/0/folders/0B4jt5C3N9QstNWF3YTRBMHltMWM