工业环境中的Raspberry PI和Arduino

　　RaspberryPI和Arduino板是快速电子成型和家庭DIY应用中非常有名的设备，不过他们在工业环境中的功能性和灵活性在很大程度上还有待评估。

　　Raspberry PI和Arduino具有编程灵活、可定制信号类型和易于适应现有设备等优点，为工业领域带来许多益处。

　　例如，他们能成为普通工业设备的替代品，成本低廉且灵活，为小型传统工业系统添加远程控制和监控功能。

　　工业环境中使用这类开发板的3种最常见问题：

　　§ 工业环境中的鲁棒性问题

　　§ 安全问题

　　§ 工业标准信息协议问题

　　工业环境中的鲁棒性问题

　　市面上已经存在多个可用的Arduino和Raspberry PI加固版本。

　　像Industrial Shields公司基于Arduino的PLC和基于Raspberry的平板电脑的硬件已经包括了额外的鲁棒性，能够满足工业需要。

　　此外，还有各种不同的工业标准外壳被专门开发来适应这两种板子。

　　安全问题

　　“基于Raspberry和Arduino板等的硬件是工业应用的安全解决方案吗？”这可能是网上最有争议的话题。这个问题并没有一个简单的答案，它取决于许多因素。

　　工业应用的安全问题不仅取决于PLC，还跟整个项目的完整性、系统和软件如何实施、在项目设计中如何考虑安全性有关。

　　这是一场有趣的工程师之间的辩论，它从不同角度来看待安全性问题。

　　案例研究 – Fortaps公司采用Industrial Shields 基于Arduino 的PLC使工厂实现自动化生产。

　　工业标准通信协议问题

　　这是Arduino和Raspberry PI的灵活性由来。 在Modbus协议的基础之上制定了具体的库，使两个板子之间能经由它们的协议进行通信。

　　Modbus 是由Modicon（已被Schneider电气公司收购）为其可编程逻辑控制器（PLC）开发的一种串行通信协议; 现在是最为常见通信协议，适用于众多自动化厂商如Omron， Opto 22， Schneider和 Mitsubishi.

Modbus在工业环境中被广泛应用的主要原因：

　　§ 为工业应用开发

　　§ 免费公开发表

　　§ 易于使用、安装和维护

　　§ 对供应商的限制很少

　　Modbus允许多个不同的设备连接到同一个网络共同通信，无论是什么OEMs（原型设备制造商）。来自不同厂商的不同设备之间进行通信的需求变得比第四次工业革命的到来还要重要；工业4.0和工业IoT给了Modbus第二次生命。

　　下面将介绍如何基于Arduino 硬件和SCADA远程控制HAVC（采暖通风与空调）系统。

SCADA （监控与数据采集）是对在通信信道（在每个远端站通常使用一个信道）上编码的信号进行操作的远程监控的另一个工业体系。Arduino 的SCADA库也是公开发表的。

　　由基于Arduino 的PLC对HVAC系统进行远程控制

　　结论

　　只要对项目进行特别设计来确保安全性，Arduino和 Raspberry PI的加固版本就能够有价值、可靠的替代成熟的工业设备（特别是连接网络的小型传统工业系统）。

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