Bei der Nachfrage nach Einplatinencomputern zeichnet sich ein klarer Trend ab: Jüngere Entwickler kennen den Raspberry Pi oft aus ihrem Studium oder sind bereits in der Maker-Szene aktiv. Die hohe Verbreitung ist auch dem Preis geschuldet: Der kleine Computer kostet nur etwa 35 Euro. Dieser Preisvorteil wird jedoch durch die höheren Kosten in industriellen Anwendungen relativiert. In wärmeren Umgebungen würden die Schutzmechanismen des Prozessors die Leistung des Computers vorübergehend reduzieren und zu Schwankungen führen. Daher ist ein Kühlsystem, das einen robusten Betrieb in industriellen Temperaturbereichen ermöglicht, unerlässlich.

Mit dem Pi-Tronbietet Kontron ein industrietaugliches Motherboard für die Raspberry Pi Software-Community. Die hohe Leistung des Computers bedingt einen entsprechenden Wärmeverlust, der durch Kühlkörper an der CPU und deren thermische Anbindung an das Gehäuse abgeführt wird. Der kleine, kompakte Controller verfügt über mehrere Kommunikationsschnittstellen sowie verschiedene Anschlüsse für Sensoren und Aktoren; ein 24-Volt-Anschluss, wichtig für Schaltschrankanwendungen, ist ebenfalls integriert. Es wurde besonderer Wert darauf gelegt, ausschließlich mit der Community-Software kompatible Komponenten zu verwenden.

Kompaktsteuerung für den Verteilerschrank

Die Kontron PiXtend-Produktlinie eignet sich besonders gut für den Maschinen- und Anlagenbau, da sie für den Einsatz in Schaltschränken konzipiert ist. Dank der zahlreichen I/O-Ports lässt sie sich problemlos in Steuerungsanwendungen integrieren, in denen Sensoren und Aktoren einfach integriert werden können. Die SPS-orientierte Programmierung wird durch die Integration von Codesys gewährleistet: der integrierten Entwicklungsumgebung für speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) basierend auf dem IEC 61131-3-Standard, einem Schlüsselstandard für die Entwicklung von Anwendungen in der industriellen Automatisierung. Codesys ist als kostenlose Testlizenz im Lieferumfang von PiXtend enthalten. Die Boards sind in verschiedenen Versionen mit unterschiedlicher Anzahl an I/O-Ports erhältlich. Entwickler, die mit Raspberry Pi vertraut sind, können sich ebenfalls für ein Produkt wie PiXtend entscheiden, das als SPS – quasi ein kleiner Computer mit zahlreichen Anschlüssen für Sensoren und Aktoren – fungiert. Der Mini-SPS eignet sich zudem hervorragend für Industrie-4.0-Szenarien, in denen die Vernetzung von Maschinen, Anlagen und intelligenten Geräten von zentraler Bedeutung ist.

Universelle Anwendbarkeit

Die Meinungen innerhalb der Branche gehen auseinander, und die Computerplattform erhält gemischte Kritiken. Aus Sicht von Kontron gibt es jedoch keinerlei Anzeichen dafür, dass die Raspberry-Pi-Variante weniger zuverlässig ist als herkömmliche Plattformen wie NXP- oder ST-Prozessoren, selbst im Dauerbetrieb. Diese Computer werden bereits in der Lebensmittelindustrie und im Maschinenbau, insbesondere in der Holz- und Metallindustrie, zur Steuerung logistischer Prozesse in Fabriken eingesetzt. Es gibt jedoch Anwendungsbereiche – beispielsweise in Kraftwerken oder in sehr heißen Umgebungen, etwa in der Nähe von Öfen –, für die diese Variante ungeeignet ist.

Es stimmt, dass in einigen Industriezweigen beispielsweise MS Windows aus historischen Gründen und zur Kompatibilität mit bestehenden Anwendungen weiterhin eingesetzt wird. Dennoch ist ein klarer Trend hin zu Open Source erkennbar. Wenn Anwender die Wahl haben, entscheiden sie sich meist für Linux-basierte Systeme. Das umfangreiche Software-Repository der Community macht den Raspberry Pi auch für die Industrie besonders attraktiv: Teilweise lassen sich bereits nahezu fertige Projekte herunterladen und anpassen. Dies führt oft zu erheblichen Zeitersparnissen im Entwicklungsprozess und verkürzt die Markteinführungszeit, insbesondere in innovationsgetriebenen Branchen.

Perspektiven

Kontron arbeitet aktuell an industriellen Lösungen für das neue Compute Module 4.
Die vierte Generation verfügt über alle für IIoT und Industrie 4.0 benötigten Schnittstellen: Dazu gehören Ethernet- und USB-Anschlüsse, eine HDMI-Schnittstelle für einen Monitor, eine DSI-Schnittstelle für den direkten Anschluss eines Displays sowie CSI-Schnittstellen für Kameras. Ein WLAN- und Bluetooth-Modul gewährleistet eine zuverlässige Konnektivität.
Zukünftig werden die Automatisierungsmöglichkeiten im Bereich der KI (Künstliche Intelligenz) in der Industrie weiter zunehmen, angetrieben durch Bereiche wie vorausschauende Wartung und visuelle Qualitätskontrollen. Raspberry Pi-Produkte könnten zukünftig mit einem zusätzlichen KI-Chip erweitert werden. Obwohl einige Unternehmen bereits entsprechende Anwendungen testen, zeigt die Erfahrung von Kontron, dass der Markt für eine breite Anwendung noch nicht bereit ist. Der Elektronikhersteller geht jedoch davon aus, dass Deep Learning künftig eine immer wichtigere Rolle spielen wird und hat seine Expertise in diesem Bereich bereits ausgebaut, um Kunden bei der Generierung von Erkenntnissen zu unterstützen, wo KI-Methoden mehr Effizienz und Automatisierung versprechen.

Autor: Holger Wußmann, Geschäftsführer der Kontron Electronics GmbH