Escolhendo um SBC para sua Smart Factory?

Os computadores de placa única (SBCs) estão abrindo caminho até mesmo nas fábricas inteligentes mais sofisticadas - e podem economizar muito dinheiro.

Também chamado de “MiniPC”, um computador de placa única é exatamente o que parece: os elementos principais de um desktop ou gateway industrial (entrada/saída, microprocessamento, memória), mas em uma placa única e independente. Um complemento de autoatendimento de baixo custo para gateway industriais, os SBCs permitem que as equipes de TI e engenharia de controle criem soluções personalizadas para si mesmas.

No entanto, esses computadores de bolso têm suas limitações e não são adequados para todas as lojas. Nossos engenheiros elaboraram um guia para ajudá-lo a descobrir se um SBC é adequado para seu ambiente de fábrica, variáveis ​​instrumentadas e necessidades de conectividade.

O caso dos SBCs: agilidade

Os SBCs podem não ter o poder de processamento de um computador multiplaca, mas o que lhes falta em capacidade podem compensar em agilidade. Variando de tamanho divertido a adorável, eles são pequenos e ágeis o suficiente para serem facilmente integrados a dispositivos e processos de fábrica. E eles custam menos – gerando economias reais de custos e dando-lhes uma vantagem sobre seus equivalentes de placas múltiplas, mais volumosos e mais caros.

A melhor parte? Os SBCs são de autoatendimento, enraizados na tradição DIY. Sem precisar depender muito ou absolutamente de suporte externo, seus recursos internos de TI e engenharia provavelmente podem lidar com a configuração, programação, implantação e suporte contínuo para seu SBC - especialmente se ele estiver emparelhado com uma plataforma IoT Ubidots .

SBCs no chão de fábrica (e além)

Não vamos esconder, somos fãs da SBC. Mas esteja avisado: eles não são adequados para todas as fábricas e variáveis ​​físicas no chão de fábrica. Estamos aqui para ajudá-lo a descobrir se um SBC pode ser adequado para você – e em caso afirmativo, como escolher um.

Sua escolha de usar um SBC e, em caso afirmativo, qual deles, dependerá se você está lidando com redes locais Ethernet ou de longo alcance, em um ambiente hostil ou domesticado, em um gabinete seguro ou em algum lugar mais exposto, e outros fatores. Para ajudar a esclarecer o complexo processo de tomada de decisão, criamos uma árvore de decisão para ajudar a ilustrar alguns pontos importantes a serem considerados ao optar pela instalação de SBCs em sua fábrica.

Um SBC é adequado para sua fábrica?

Os dados da máquina que você está coletando são acessíveis através de um protocolo industrial como Modbus, OPC ou similar? Se sim, ótimo. Você não conseguirá ir muito longe sem ele. Caso contrário, peça ao fornecedor da máquina a documentação de integração de terceiros (ou tente detectá-la!)

Esta placa faria parte de um processo crítico de fábrica? Você está construindo um aplicativo Smart Factory para monitorar a temperatura e outras condições de trabalho dentro da fábrica? ou você está medindo o OEE continuamente para tomar decisões sérias? (como abrir uma nova linha de produção ou não?). Se o processo for crítico, nossos engenheiros recomendam usar um gateway , que será mais robusto. Não leia mais!

Esta placa estaria exposta a condições adversas? Ou você pode deixá-lo na sala de controle e depois extrair os dados instrumentados do chão de fábrica através de uma rede local (ou seja, Ethernet ou RS485)? Isso determinará o gabinete e as certificações exigidas. Se sua placa for exposta a interferências eletromagnéticas ou temperaturas além dos limites recomendados do dispositivo, você precisará usar um gateway .

Ethernet e/ou WiFi atendem às suas necessidades de conectividade ou você precisa de algo mais poderoso? A maioria dos SBCs oferece suporte a Ethernet e Wi-Fi, mas você também pode procurar gateway que suportem Cellular, LoRaWAN, SigFox e, em breve, outros padrões como NB- IoT e Cat M1 da Verizon. Dica: optar por essas opções posteriores facilitará a vida de sua equipe de TI porque você não dependeria de sua rede local e, em vez disso, acessaria a Internet diretamente por meio de um meio seguro e independente.

O Siemens SIMATIC IoT 2040 é um ótimo exemplo de como um forte fornecedor industrial combinou o autoatendimento e a facilidade de programação da abordagem DIY com a robustez do mundo industrial. IoT industrial é compatível com Arduino e suporta escudos para permitir maior conectividade, como Cellular e LoRaWAN.

Quais portas de E/S você precisa? Se você deseja medir dados físicos por meio de um sensor conectado diretamente à própria placa, precisará entender a faixa de tensão necessária. Alguns dispositivos, como o Beaglebone Black, possuem entradas analógicas, enquanto outros, como o Raspberry Pi, não. Certifique-se de verificar se os formatos de entrada do SBC funcionarão para seu aplicativo.

Existem transdutores disponíveis comercialmente que podem ajudar a atender aos seus requisitos de E/S, como transdutores de 4-20 mA para tensão ou RS485 para USB .

Quais são as suas necessidades de poder de processamento? Executar um script Python simples para pesquisar seus PLCs não é o mesmo que fazer o processamento Edge de dados em tempo real. Certifique-se de escolher um SBC com RAM e capacidade de CPU suficientes para executar seu aplicativo.

Raspberry Pi não é a única opção para um SBC. Provedores como FriendlyARM ou UDOO oferecem uma ampla variedade de SBCs; desde NanoPCs de núcleo único até designs poderosos de octa-core.

O DIY tem lugar na fábrica?

Nós pensamos que sim. Os SBCs defendem fortemente a integração de tecnologias de autoatendimento no chão de fábrica, desde que sejam implementadas cuidadosamente, atendendo aos problemas e variáveis ​​certos. Considere que a incorporação do DIY em tecnologias de nível industrial testadas e comprovadas é o que torna algo como IOT 2040 da Siemens tão poderoso. É uma união tão perfeita: a simplicidade de um ecossistema Arduino ou Raspberry Pi (ou seja, linguagens de programação e escudos acessíveis) combinada com a robustez de um PC Industrial.

O poder da tecnologia DIY está em aplicá-la nos casos de uso corretos.

Se você está apenas começando e gostaria de ler mais sobre como conectar seu SBC ao Ubidots , confira nossa lista de mais de 50 dispositivos já integrados. Se este for seu primeiro IoT , confira como criar um IoT em menos de um dia para obter algumas dicas úteis.