Escolher um SBC para a sua Fábrica Inteligente?

Os computadores de placa única (SBC) estão a abrir caminho até para as fábricas inteligentes mais sofisticadas - e podem poupar-lhe muito dinheiro.

Também designado por "MiniPC", um computador de placa única é exatamente o que parece: os elementos principais de um computador de secretária ou industrial gateway (entrada/saída, microprocessamento, memória), mas numa placa única e autónoma. Um complemento de baixo custo e de autosserviço para o gateways industrial, os SBCs permitem que as equipas de TI e de engenharia de controlo criem soluções personalizadas para si próprias.

No entanto, estes computadores de bolso têm as suas limitações e não são adequados para todas as fábricas. Os nossos engenheiros elaboraram um guia para o ajudar a perceber se um SBC é adequado para o seu ambiente de fábrica, variáveis instrumentadas e necessidades de conetividade.

O caso dos SBCs: agilidade

Os SBCs podem não ter o poder de processamento de um computador de várias placas, mas o que lhes falta em capacidade pode ser compensado em agilidade. Variando de tamanho divertido a adorável, são suficientemente pequenos e ágeis para se integrarem facilmente em dispositivos e processos de fábrica. Além disso, custam menos - o que permite uma poupança real de custos e lhes dá uma vantagem sobre os seus homólogos multiplacas mais volumosos e mais dispendiosos.

A melhor parte? Os SBCs são de autosserviço, enraizados na tradição do "faça você mesmo". Sem precisar de depender muito ou nada de suporte externo, os seus recursos internos de TI e engenharia podem provavelmente tratar da configuração, programação, implementação e suporte contínuo para o seu SBC - especialmente se estiver emparelhado com uma plataforma IoT super simples como o Ubidots.

SBCs no chão de fábrica (e não só)

Não o vamos esconder, somos fãs de SBC. Mas atenção: eles não são adequados para todas as fábricas e variáveis físicas no chão de fábrica. Estamos aqui para o ajudar a perceber se um SBC pode ser adequado para si - e, em caso afirmativo, como escolher um.

A escolha da utilização de um SBC e, em caso afirmativo, de qual deles, dependerá do facto de estar a lidar com redes ethernet locais ou de longo alcance, num ambiente hostil ou mais calmo, num compartimento seguro ou num local mais exposto, entre outros factores. Para ajudar a clarificar o complexo processo de tomada de decisão, criámos uma árvore de decisão para ajudar a ilustrar alguns aspectos importantes a considerar ao optar por instalar SBCs na sua fábrica.

Um SBC é adequado para a sua fábrica?

Os dados da máquina que está a recolher estão acessíveis através de um protocolo industrial como o Modbus, OPC ou semelhante? Se sim, ótimo. Não conseguirá ir muito longe sem ele. Se não, peça ao seu fornecedor de máquinas a documentação de integração de terceiros (ou tente farejá-la!)

Esta placa faria parte de um processo crítico da fábrica? Está a construir uma aplicação de Fábrica Inteligente para monitorizar a temperatura e outras condições de trabalho no interior da fábrica? ou está a medir continuamente o OEE para tomar decisões importantes? (como abrir ou não uma nova linha de produção?). Se o processo for crítico, os nossos engenheiros recomendam que se opte por um gateway industrial, que será mais robusto. Não leia mais!

Esta placa estaria exposta a condições adversas? Ou pode deixá-la na sala de controlo e depois obter os dados instrumentados do chão de fábrica através de uma rede local (ou seja, Ethernet ou RS485)? Isto determinará o invólucro e as certificações necessárias. Se a sua placa for exposta a interferências electromagnéticas ou a temperaturas superiores aos limites recomendados para o dispositivo, terá de optar por um gateway industrial.

A Ethernet e/ou WiFi satisfazem as suas necessidades de conetividade - ou precisa de algo mais potente? A maioria dos SBCs suporta Ethernet e Wi-Fi, mas também pode procurar gateways industrial que suporte Cellular, LoRaWAN, SigFox e, em breve, outras normas como NB-IoT e Cat M1 da Verizon. Sugestão: a escolha destas últimas opções facilitará a vida ao seu pessoal de TI, porque não dependerá da sua rede local e, em vez disso, acederá diretamente à Internet através de um meio seguro e independente.

O Siemens SIMATIC IoT 2040 é um excelente exemplo de como um forte fornecedor industrial combinou o autosserviço e a facilidade de programação da abordagem "faça você mesmo" com a robustez do mundo industrial. Este PC IoT industrial é compatível com Arduino e suporta shields para permitir uma maior conetividade, como Cellular e LoRaWAN.

De que portas de E/S necessita? Se pretende medir dados físicos através de um sensor diretamente ligado à própria placa, terá de compreender a gama de tensões necessária. Alguns dispositivos, como o Beaglebone Black, têm entradas analógicas, enquanto outros, como o Raspberry Pi, não têm. Certifique-se de que verifica se os formatos de entrada da SBC funcionam para a sua aplicação.

Existem transdutores disponíveis no mercado que podem ajudar a satisfazer os seus requisitos de E/S, tais como transdutores de 4-20 mA para tensão ouconversores RS485 para USB.

Quais são as suas necessidades em termos de capacidade de processamento? Executar um simples script Python para sondar os seus PLCs não é o mesmo que fazer Edge processamento de dados em tempo real. Certifique-se de que escolhe um SBC com capacidade suficiente de RAM e CPU para executar a sua aplicação.

O Raspberry Pi não é a única opção para uma SBC. Fornecedores como a FriendlyARM ou a UDOO oferecem uma vasta gama de SBC, desde NanoPCs de núcleo único a poderosos projectos octa-core.

A bricolage tem lugar na fábrica?

Nós achamos que sim. Os SBCs são um forte argumento para a integração de tecnologias de autosserviço no chão de fábrica, desde que sejam implementadas cuidadosamente, ao serviço dos problemas e variáveis corretos. Considere que a incorporação de DIY em tecnologias de nível industrial testadas e comprovadas é o que torna algo como o Simantic IOT2040 da Siemens tão poderoso. É uma união como um casamento perfeito: a simplicidade de um ecossistema Arduino ou Raspberry Pi (ou seja, linguagens de programação e shields acessíveis) combinada com a robustez de um PC Industrial.

O poder da tecnologia DIY reside na sua aplicação aos casos de utilização corretos.

Se está apenas a começar e gostaria de ler mais sobre como ligar o seu SBC ao Ubidots, consulte a nossa lista de mais de 50 dispositivos já integrados. Se esta é a sua primeira aplicação IoT, veja como construir uma aplicação IoT em menos de um dia para obter algumas dicas úteis.