Skip to main content

産業機器としてのRaspberry PiやArduino

Designerz
0

Raspberry PiやArduinoは電気電子設計のラピッドプロトタイピングや個人のDIYでよく使われています。しかしこれらの性能や柔軟性は産業界では過小評価されています。

title

Raspberry PIArduinoのよさ

Raspberry PIやArduinoは柔軟にプログラミングが可能で、かつ信号の使い方を自由に設定できます。このようなメリットを活用し既存の機器に接続できれば仕事の効率がさらに上がるように思われます。

事実、モニタリング機器やリモートコントロール機器に対し、低コストで柔軟な代替手段として使用することができるはずです。

このようなマイコンボードを産業で使おうとする場合の3つの重要な点は

  • 産業で使わる時の堅強性
  • 安全性
  • 工業標準プロトコルが使用できるか

堅強性

title

すでにいくつかの堅強につくられたバージョンのArduinoやRaspberry piは発売されています。

Industrial社のArduinoベースPLCやRaspberryベースパネルPCのようなハードウェアはすでに産業で使われることを想定して堅強に作られています。

または、工業産業用ケースもこれらのボードのために開発されています。



ケーススタディ– ビデオ-吹き付け塗装ロボット

吹き付け塗装ロボットはArduinoベースPLCや産業シールドで自動制御やリモート制御されています。

ケーススタディ- Raspberry Piで制御された購入意欲を沸かせる販売制御システム

音、動画、照明やにおいをシンクロさせ購入意欲を沸かせる販売制御システムはTairolRadio社がMilan のあるSan Siro football stadium(A.C. Milanと世界的サッカーチーム)のために開発した。


 

安全性

Raspberry PiやArduino及びその関連のアクセサリが産業用のアプリケーションで安全に使えるのか?まさにインターネットで議論され、そしてよく一律に否定されている点です。(特に安全を重んじる日本ではその傾向があります)。しかしこれへの答えは簡単ではありません。環境、使われ方、要求事項、運用方法など、エンジニアの考えによって大きく答えが変化してしまうからです。

もちろん、PLC依存した安全だけでなく、システムとしてどのように安全設計されるか、またはどのように使うのかを、0ベースで考えることで安全性を高める視点が必要であることは間違いありません。

ケーススタディ – Fortaps社のArduinoベースPLCや産業シールドをつかった自動生産技術


工業標準プロトコル

これらは各ボードが柔軟に対応してくれます。また、Modbus財団は各ボードが工業標準プロトコルに対応させるためのライブラリを開発しています。

Modbusとは、オムロンやOpto22、Schneider 、三菱などのオートメーションメーカで採用されているModicon (Schneider Electric社)のプログラマブルロジックコントローラ(PLC)で使用するために開発したシリアル通信プロトコルです

Modbusが世界で選らばれ続けてる理由は主に次の4つからなります。

  • 産業用に開発された
  • ロイヤリティフリーでオープンソース
  • 簡単な使用、インストール
  • ベンダーに対する少ない制限

Modbusはおなじネットワーク内の異なる機器でも深く考えることなく通信させることができます。インダストリー4.0では異なる機器同士での通信は極めて重要視されているため、Modbusは再び注目を浴びています。

Arduinoraspberry PI Modbusが動作している例

ビデオ - Raspberry PIとModbus

 

ビデオ – ArduinoとModbus

 

以下の記事では、リモートで動作しているArduinoベースのハードウェアとSCADAを使用して、HVACシステムを制御する方法を示しています。

titleSCADA (監視制御およびデータ収集システム) は通信チャネルを介して符号化信号で動作する遠隔監視および制御のための異なる産業システムです。(リモートステーションごとに、典型的な1つの通信チャネルを使用) SCADAライブラリはオープンソースで配布されています。

ArduinoのベースのPLCを経由した、HVACシステムのリモートコントロール

まとめ

ArduinoやRaspberry Piをベースに産業向けに拡張した製品は、限定的な安全を確保する産業用アプリケーション場合に、選択肢の一つになりえます。(レガシー産業システムをIoT化する場合など)

Designerz さんはまだ自己紹介を入力されていません...

Recommended Articles

DesignSpark Electrical Logolinkedin