Przykładowe możliwości wykorzystania minikomputera Raspberry Pi w aplikacjach automatyki przemysłowej

Istotnym czynnikiem jest rosnące zapotrzebowanie na specjalistów. W tym celu zaczęły powstawać miniaturowe komputery przeznaczone do nauki programowania, jednak wadą większości takich urządzeń była wysoka cena. Na szczęście w 2012 roku na rynku pojawiło się rozwiązanie tego problemu - Raspberry Pi - dziś już kultowy minikomputer zbudowany na płytce PCB mieszczącej się w dłoni dorosłego człowieka, przez lata doczekał się kilkunastu różnych odsłon i jest w dalszym ciągu rozwijany oferując coraz lepsze osiągi sprzętowe. Dzięki temu znakomicie się sprawdza w celach edukacyjnych i hobbystycznych, ale nie tylko! W artykule przedstawiamy przykłady zastosowań minikomputera Raspberry Pi w przemyśle.

Odczytywanie danych z czujników pomiarowych

Wzmożone zapotrzebowanie na rozwiązania techniczne w zakresie sztucznej inteligencji, Internetu Rzeczy (IoT) i uczenia maszynowego przyczyniło się do rozwoju tych technologii i umożliwiło ich wdrożenie również w szeroko rozumianym przemyśle. Podczas wykonywania zautomatyzowanych procesów produkcyjnych bardzo często niezbędne jest wykonywanie w czasie rzeczywistym pomiarów parametrów takich jak np. ciśnienie, temperatura czy wilgotność. Znakomicie sprawdzają się w tym miniaturowe czujniki pomiarowe. Odczytywanie danych z tych czujników umożliwia optymalizację procesów produkcyjnych i dostosowanie parametrów roboczych, które mają kluczowy wpływ na jakość produktu na każdym etapie jego powstawania.

Modernizacja starszego osprzętu

W licznych fabrykach możemy spotkać maszyny, które choć zostały skonstruowane dawno temu i bazują na przestarzałej technologii w dalszym ciągu charakteryzują się wysoką niezawodnością i pełnią wiodącą funkcję w procesie produkcyjnym. Wykorzystując Raspberry Pi możemy w prosty sposób wzbogacić interfejs takiej maszyny, aby ułatwić sterowanie i kontrolę procesów. Wystarczy dodać panel z przyciskami oraz wyświetlacz LCD, lub w przypadku bardziej rozbudowanych aplikacji - wyświetlacz dotykowy TFT.

Kontrola jakości procesu produkcji

Nieodłącznym elementem każdego procesu produkcyjnego jest kontrola jakości, która w zależności od rodzaju produktu i wewnętrznych standardów firmy jest prowadzona na pojedynczym etapie produkcji lub w sposób wieloetapowy. Raspberry Pi Foundation oraz producenci akcesoriów i rozszerzeń sprzętowych do “malinki” wyszli naprzeciw temu aspektowi. Ponownie, w tym celu czujniki pomiarowe znakomicie spełniają swoją rolę, a w połączeniu z sygnalizacją w postaci alarmu optycznego i akustycznego umożliwiają błyskawiczne wykrywanie nieprawidłowości w procesie produkcji. Zastosowanie czujników pomiarowych umożliwia także śledzenie i analizowanie parametrów procesu produkcji na bieżąco.

Czy Raspberry Pi to dobre rozwiązanie techniczne dla przemysłu?

W swoim pierwotnym założeniu Raspberry Pi powstał jako narzędzie do nauki programowania oraz prototypowania. Minikomputer łączy w sobie zalety niskiego kosztu zakupu oraz możliwości łatwego tworzenia prototypów, za pomocą których możemy szybko rozwiązać szeroki zakres problemów technicznych również w warunkach przemysłowych. O wielozadaniowości Raspberry Pi świadczą także jego wysoka moc obliczeniowa, porty GPIO obejmujące najbardziej popularne interfejsy komunikacyjne (I2C, SPI, UART), a także liczne rozszerzenia sprzętowe (nakładki HAT) umożliwiające realizację rozmaitych procesów sprzętowych (wyświetlacze, czujniki, sterowniki silników, itp.). Nie bez znaczenia jest także znakomite wsparcie techniczne ze strony producenta i licznej społeczności użytkowników, o czym świadczy liczba ponad 30 milionów sprzedanych egzemplarzy “malinki” (stan na grudzień 2019 roku). Dzięki temu Raspberry Pi stanowi znakomitą alternatywę dla znacznie droższych sterowników PLC. Należy jednak pamiętać o ograniczeniach związanych z warunkami środowiskowymi (również w kwestii odporności na zakłócenia radioelektryczne, zagrożenia związane z wyładowaniami elektrostatycznymi (ESD) i wibracje) oraz przepisami i zasadami dotyczącymi wymaganych obwodów zewnętrznych i zabezpieczeń. Wszystkie obecnie produkowane warianty minikomputera Raspberry Pi wraz z licznymi rozszerzeniami sprzętowymi i akcesoriami są dostępne w ofercie internetowego sklepu elektronicznego Botland, który jest oficjalnym dystrybutorem Raspberry Pi.