Image: Maker-PC im IndustrieeinsatzDer Einplatinencomputer Raspberry Pi ist auf dem industriellen Vormarsch | DipaliS
TechnikRaspberry Pi

Maker-PC im Indus­trie­ein­satz

Lesezeit ca.: 4 Minuten
Monique Opetz

Monique Opetz

Freie Journalistin

Raspberry Pi ist das drittmeist­ver­kaufte Computer­system weltweit. Mittlerweile hat auch die Industrie den Einplati­nen­com­puter für sich entdeckt – für Prototyping, Steuerungen oder zur Datenerfas­sung und -auswertung. Doch wie wird das Bastler-System industrietaug­lich?

08. Oktober 2019

Der Einplati­nen­com­puter Raspberry Pi, entwickelt von der britischen Raspberry Pi Foundation, ist mit 22 Millionen Exemplaren das drittmeist­ver­kaufte Computer­system weltweit (Stand 2018). Ziel war eine einfache, preisgüns­tige und open-source-basierte Möglichkeit zum Programmieren und Experimen­tieren zu schaffen. Mittlerweile nutzen nicht nur Bastler und Maker den Minicomputer. Auch im industri­ellen Umfeld wächst das Interesse, Panel-PC- und Steuerungs­sys­teme auf dessen Basis aufzusetzen. Hersteller wie Kontron, Kunbus oder Janz Tec entwickeln industrietaug­liche Ausführungen mit zusätzli­chen Schnittstellen, Funktionen und entsprechender Hardware.

„Die Karriere des Raspberry Pi in der industriell-kommerzi­ellen Entwicklung ist nach unseren Erfahrungen nicht aufzuhal­ten“, berichtet Andreas Schlaffer, Head of R&D und Prokurist der Kontron Austria GmbH. „Seit rund fünf Jahren beobachten wir, dass die von Kunden gelieferten Designs immer häufiger auf Raspberry Pi basieren. Ingenieure und Entwickler sind auf dieser Plattform ausgebildet und kommen schnell zu Ergebnissen.“ Neben Raspberry Pi seien auch andere kostengüns­tige und offene Plattformen wie Arduino oder Beagle Board beliebt. Doch an die Favoriten­rolle der Himbeere würden sie nicht annähernd heranrei­chen, betont Schlaffer.

Zahlreiche Einsatzmög­lich­keiten

Ob der industri­elle Einsatz Sinn hat, hängt immer von der jeweiligen Einsatzform ab. „Typischer­weise kommt unser Raspberry Pi Rechner emPC-A/RPI in Szenarien zum Einsatz, in denen zusätzliche Funktiona­lität zur Datenerfas­sung oder -verarbei­tung benötigt wird“, sagt Markus von Detten, Leiter Systems Engineering der Janz Tec AG. „Der Kunde hat eine Maschine, eine Anlage oder eine Fabrikhalle und möchte bestimmte Daten erfassen oder bereits existierende Daten verarbeiten und nutzen. Diese Funktion soll aber nicht auf vorhandenen Rechnern umgesetzt werden, um den Regelbetrieb nicht zu beeinflussen oder zu stören. Hier bietet sich ein Raspberry-Pi-basierter Rechner an, um existierende Systeme zu ergänzen.“ Außerdem werde der emPC-A/RPI wegen seiner vergleichs­weise niedrigen Kosten gerne als Testrechner für Prototypen verwendet. So könne man damit schnell und kostengünstig neue Ideen ausprobieren, ergänzt von Detten.

Für die Roth Automation GmbH etwa entwickelte Janz Tec die PRNetBox zur Datenver­ar­bei­tung und Prozessda­ten­ver­wal­tung. Ziel war eine transparen­tere und effizien­tere Prozessau­to­ma­ti­sie­rung sowie eine unkompli­zierte Fehlerana­lyse. Die Embedded Plattform emPC-A/RPI basiert auf dem Raspberry Pi2 und wird über Webseiten konfiguriert – so sind zusätzliche Software oder Lizenzen nicht nötig. Über eine Ethernet-Verbindung erfasst und protokol­liert die PRNetBox die Daten aus den entsprechenden Steuerungen, wie etwa Maschinen­werte oder Störungen. Diese werden anschlie­ßend ausgewertet und benutzer­freund­lich aufbereitet.

Starterkit für serielle Fertigung

Um den Einsatz des Einplati­nen­com­pu­ters in der seriellen Industrie­fer­ti­gung zu vereinfa­chen, entwickelte Kontron ein Starterkit für den Raspberry Pi samt in der Industrie verbreiteten Schnittstellen wie Ethernet, CAN-Bus, 1-Wire und RS485/RS232 und industriell üblichen Stromanschluss mit 24 V. Mit dem Computer Module CM3+ soll geprüft werden, ob die Anforderungen für eine Serienfer­ti­gung erfüllt werden können, um die Entwicklung von Industrie-Anwendungen zu beschleu­nigen. Passt alles, steht nach dem Prototyp der seriellen Fertigung nichts im Weg.

So geschehen bei einem Seilbahn-Hersteller, für den Kontron die Elektronik für den Seilbahn­be­trieb realisierte, um eine reibungs­lose Kommunika­tion zwischen Passagieren in der Gondel und dem Personal in den Stationen zu gewährleisten. Die Steuerung auf Raspberry-Pi-Basis erlaubt Echtzeit-Kommunika­tion, ist mit einem LAN- und zwei USB-Ports, je acht 24V Digital-In- und Digital-Out-Anschlüssen sowie mit vier Analog-Eingängen ausgestattet.

Open-Source-Gedanke stößt an Grenzen

Doch trotz der vielfältigen Einsatzmög­lich­keiten, stößt der Minicomputer im Industri­e­um­feld an Grenzen. Etwa dann, wenn es um den Temperatur­be­reich geht, denn auf Raspberry Pi basierende Systeme sind nur bis 40 Grad zugelassen. Außerdem stellt die stetige Weiterent­wick­lung der Software eine große Herausfor­de­rung dar. Ob Software-Pakete und Treiber noch kompatibel sind, muss regelmäßig geprüft werden – in der Industrie sind jedoch langsamere Release-Zyklen üblich. Auch ist der Open-Source-Gedanke des Linux-basierten Betriebs­sys­tems samt frei verfügbarer Anwendungen für industri­elle Zwecke nur eingeschränkt hilfreich. Projekt- oder unterneh­mens­spe­zi­fi­sche Anpassungen müssten wieder unter der freien Lizenz veröffent­licht werden – in kommerzi­eller Hinsicht kaum umsetzbar. Nutzt man jedoch die frei verfügbaren Applikationen und Programme, können sie ohne zusätzli­chen Entwicklungs­auf­wand genutzt werden. Den weltweiten Support der riesigen Linux- und Raspberry-Community gibt es obendrauf.