Industrie-Computer Version 4: Raspberry Pi wird industrietauglich

Redakteur: Dipl. -Ing. Ines Stotz

Raspberry Pi – die Platine mit der Himbeere – ist in der Entwickler- und Maker-Szene sehr beliebt. Automatisierungsspezialist Berghof will den Mini-Rechner jetzt auch in der Industrie zum Erfolgsmodell machen und etabliert dafür ein komplettes System von Raspberry-Pi-Codesys-Steuerungen und Industrie-PCs.

Der Raspberry Pi hat in den letzten Jahren eine große Fangemeinde unter Entwicklern und Bastlern erobert. Jetzt zieht er auch in industrielle Anwendungen ein.
Der Raspberry Pi hat in den letzten Jahren eine große Fangemeinde unter Entwicklern und Bastlern erobert. Jetzt zieht er auch in industrielle Anwendungen ein.
(Bild: gemeinfrei / CC0 )

Die Ansprüche an Steuerungen in modernen Produktionsanlagen steigen immer weiter. So müssen zukunftsfähige Steuerungen simultan eine Vielzahl an Aufgaben bewältigen, ohne dass ihr Echtzeitverhalten und ihre Zuverlässigkeit darunter leiden dürfen. Motion, IoT-Aufgaben, Kommunikation, Visualisierung – alles muss eine Steuerung heute gleichzeitig stabil kontrollieren und regeln. Die Corona-Pandemie hat diesen Trend, etwa durch die zunehmende Bedeutung etwa von Remote Control und Remote Service nochmals beschleunigt.

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Gleichzeitig geht die technologische Entwicklung rasant weiter. Wer sich heute für eine neue Steuerung oder einen neuen Industrie-PC entscheidet, muss sich deshalb auch um die Offenheit der gewählten Lösung für zukünftige Konzepte Gedanken machen, wenn er sich nicht unnötig Wege verbauen und sich später über diese technologische Sackgasse ärgern will.

Zudem müssen die Geräte einem vorgegebenen Platz, beispielsweise in einem bestehenden Schaltschrank, ersetzt werden. Somit ist der für das neue System zur Verfügung stehende Platz entsprechend begrenzt. Schon länger schielen deshalb auch die Entwickler für Lösungen im harten, industriellen Einsatz auf den ebenso kompakten wie kostengünstigen und leistungsfähigen Mini-Computer „Raspberry Pi“ mit dem Logo einer stilisierten Himbeere.

Neue Gerätegeneration ist industrietauglich

Es gab allerdings bisher auch eine gravierende Schwachstelle: Die ersten drei Raspberry Pi-Generationen waren bekanntlich eher als günstige Plattform zum Experimentieren und Forschen für Studierende und junge Entwicklerinnen und Entwickler und weniger für diesen professionellen Einsatzzweck konzipiert.

So fehlten dem Raspberry Pi bisher von Haus aus Schnittstellen wie echtes Gigabit-Ethernet oder USB 3.0, die heute für industrielle Anwendungen wichtig sind. Diese Schnittstellen ließen sich zwar nachträglich implementieren, das war aber umständlich – und machte den Preisvorteil zum Teil wieder zunichte. Noch wichtiger: Bisher war es nicht möglich, echtzeitfähige Kommunikation, etwa per Ethercat, zu nutzen.

Das hat sich mit der neuesten, vierten Raspberry Pi-Generation, dem sogenannten Compute Module 4 (CM4), nun geändert. Denn das CM4 ist nicht nur richtig schnell dank echtem Gigabit-Ethernet, leistungsstarker 1.500 MHz Quad Core CPU (ARM Cortex-A72) und moderner GPU, die zum Beispiel eine 4K-Auflösung ermöglicht – es bringt auch alle für moderne industrielle Anwendungen notwendigen Schnittstellen mit, wie USB 3.0 oder Bluetooth 5.0. Auch stehen als RAM-Größe nicht mehr nur, wie bisher, 1024 MB zur Verfügung, sondern optional – je nach Bedarf – auch deutlich mehr.

Hinzu kommt: Durch die skalierbaren und effektiven Kühlkonzepte, die Berghof entwickelt hat, lässt sich die volle Leistung auch in einem industriellen Temperaturbereich zuverlässig nutzen.

CM4: Das Warten hat sich gelohnt

Hinter den Kulissen haben die erfahrenen Entwickler bei Berghof Automation and Control Solutions schon seit längerer Zeit mit den Vorgänger-Generationen getüftelt und wichtige Erfahrungen gesammelt. „Wir haben schon länger das Ziel, den Raspberry Pi auch im industriellen Bereich zu etablieren. Deshalb hat unser hauseigenes Entwickler-Team intern intensiv diskutiert, geforscht, kalkuliert – und abgewartet. Denn erst jetzt, mit dem Compute Module 4, sind wir in der Lage, mit diesen Geräten genau die optimale Zone zwischen Rechenleistung und Kosten zu treffen“, berichtet Konstantinos Arabatzis, Produktmanager von Berghof Automation and Control Solutions.

Deshalb kann Berghof bereits in diesem Jahr ein komplettes System an hoch performanten Steuerungen und Industrie-PC’s auf deren Basis liefern. Das gesamte neue Berghof Raspberry Pi-Portfolio wird für den weltweiten Einsatz zertifiziert nach CE, UL, EAC, CCC etc. und ist mit optimiertem Echtzeitverhalten auch für schwierige Anwendungen bestens gerüstet.

Die neuen Berghof Codesys-Steuerungen und Industrie-PC’s lassen sich per Ethercat-Feldbus nach dem Plug- & Play-Prinzip um I/O-Module erweitern. Hinzu kommt eine große Auswahl passender USB-Peripherie sowie optional, wo durch den Einsatzzweck oder Einbauort notwendig und sinnvoll, eine High-Performance-Kühlung. Durch die bereits im Werk vorkonfigurierten Geräte oder die automatische Konfiguration über USB-Stick gehen die Inbetriebnahme sowie Aktualisierungen oder Erweiterungen einfach über die Bühne.

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