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Raspberry Pi et Arduino dans les environnements industriels

Designerz
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Raspberry Pi et Arduino sont les cartes plus connues pour le prototypage électronique rapide et les applications artisanales. Cependant, leurs capacités et leur flexibilité restent largement sous-estimées dans les environnements industriels.

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La programmation flexible, les types de signaux personnalisables et l’adaptation facile aux installations existantes des Raspberry Pi et Arduino peuvent offrir de nombreux avantages dans un contexte industriel.

Ils peuvent par exemple représenter d’excellentes alternatives économiques et flexibles aux circuits industriels classiques pour ajouter des fonctions de contrôle et de surveillance à distance aux petits systèmes industriels obsolètes..

Les 3 inquiétudes les plus fréquentes concernant l’utilisation de cartes de développement dans les environnements industriels sont les suivantes :

  • Robustesse dans les environnements industriels
  • Conformité
  • Protocoles de communication industriels

Robustesse dans les environnements industriels

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Plusieurs versions robustes d’Arduino et Raspberry sont déjà disponibles sur le marché. 

Un matériel comme les

Automates Industrial Shields basés sur Arduino et le PC de panneau basé sur Raspberry offrent d’ores et déjà la robustesse nécessaire pour répondre aux besoins de l’industrie.

Il existe également plusieurs boîtiers aux normes industrielles conçus spécialement pour contenir les deux cartes.

Étude de cas – Vidéo - Robot de grenaillage 

Robot de grenaillage entièrement automatisé et contrôlé à distance par des automate Industrial Shields basés sur Arduino.

Étude de cas - Système de gestion de commerce de détail multisensoriel avec Raspberry Pi

Système de gestion de commerce de détail multisensoriel pour la synchronisation des stimuli audio, vidéo, lumineux et olfactifs développé par TairolRadio pour le stade de football de San Siro à Milan (clubs de football A.C. Milan et Internationale)

 

Conformité

C’est probablement le sujet le plus controversé et le plus débattu sur Internet : Les cartes Raspberry et Arduino (et le matériel basé sur celles-ci) sont-elles des solutions sûres pour les applications industrielles ? Il n’existe pas de réponse simple. Cela dépend de nombreux facteurs, et implique certainement un changement d’état d’esprit de la part des ingénieurs.

La sécurité d’une application industrielle ne dépend pas uniquement du PLC, mais plutôt de l’intégrité de l’ensemble du projet, de la façon dont les systèmes et logiciels sont mis en œuvre, et de la place accordée à la conformité lors de la conception du projet.

Voici un débat passionnant entre des ingénieurs qui abordent cette question de différents points de vue

Étude de cas – Fortaps a automatisé son usine de production grâce à des automates Industrial Shields basés sur Arduino

Protocoles de communication standard industriels

C’est là que la flexibilité d’Arduino et Raspberry PI entre en jeu. La fondation Modbus a créé des bibliothèques spécifiques pour permettre aux deux cartes de communiquer via leur protocole

Modbus est un protocole de communications série développé par Modicon (acheté par Schneider Electric) pour ses contrôleurs à logique programmable. C’est devenu le protocole le plus courant, et il a été adopté par de nombreux fabricants de systèmes d’automatisation comme Omron, Opto 22, Schneider et Mitsubishi.

Les principales raisons du succès de Modbus dans l’environnement industriel sont les suivantes :

  • il a été développé pour l'utilisation industrielle
  • sans redevance et open-source
  • facile à utiliser, à installer et à entretenir
  • peu de restrictions pour les fournisseurs

Modbus permet à un grand nombre de circuits différents, connectés au même réseau, de communiquer ensemble quels que soient leurs fabricants. La nécessité de faire communiquer différents circuits de différents fabricants est devenue essentielle depuis l’avènement de la 4e révolution industrielle. L’Industrie 4.0 et l’IoT industriel ont donné une seconde jeunesse à Modbus.

Voici des exemples d’applications Arduino et Raspberry Pi exécutant Modbus

Vidéo - Raspberry Pi et Modbus

 

Vidéo - Arduino et Modbus

 

Les articles suivants montrent comment contrôler à distance des systèmes de chauffage, ventilation, climatisation avec du matériel basé sur Arduino et SCADA.

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SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) est un autre système industriel pour la surveillance et le contrôle à distance, qui fonctionne avec des signaux codés sur des canaux de communication (utilisant généralement un canal de communication par poste à distance). La bibliothèque SCADA pour Arduino est également publiée en version ouverte.

Contrôle à distance d’un système de chauffage, ventilation, climatisation via un PLC basé sur Arduino

Conclusions

Arduino et Raspberry Pi, dans leurs versions robustes, peuvent offrir des alternatives précieuses et fiables aux circuits industriels traditionnels (en particulier pour se connecter aux systèmes industriels obsolètes de l’IoT), en attendant la conception d’un projet ad hoc pour garantir la sécurité.

 

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