Vom Hobby-Keller in die Industrie - Der Raspberry Pi im Schaltschrank

Gerade junge Entwickler kennen und lieben ihn: den Raspberry Pi. So ist er für viele Basteleien und kleine Programme idealer Wegbegleiter. Dass er jedoch viel mehr ist als ein Bastel-Computer, beweist Kontron Electronics.

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Holger Wußmann ist Geschäftsführer von Kontron Electronics, einem Anbieter von Embedded-Elektronik, Entwicklungs- und Fertigungsdienstleistungen. Nach dem Studium der Elektrotechnik war Wußmann zehn Jahre als Softwareingenieur und Projektleiter im Textilmaschinenbau tätig. Seit mehr als 20 Jahren ist er in leitendenden Positionen in Unternehmen der Automationstechnik und der Embedded-Branche tätig.

Herr Wußmann, wie entstand die Idee, den Raspberry Pi als Industriecomputer anzubieten?

Die Idee entstand aus Gesprächen mit unseren Kunden. Wir bekamen immer wieder das Feedback, dass Kunden ihre Software, in die sie bereits investiert hatten, gerne mit in die Serie nehmen möchten. Das war mit unseren Hardwareplattformen jedoch nicht immer möglich. Wir machten uns Gedanken, wie wir ihnen das ermöglichen können: Es entstand die Idee für unser erstes Produkt auf Raspberry-Pi-Basis, das wir auf den Namen Pi-Tron tauften. Wir verwenden als Prozessormodul das Compute Modul 3B+ der Raspberry Pi Foundation in Kombination mit unserer eigenen Hardware. Auf dem Weg erschließen wir uns den Raspberry-Prozessor und so die Möglichkeit, die gesamte Raspberry-Software zu nutzen.

Aufgrund der hohen Nachfrage nach diesen Produkten haben wir weitere Ideen auf der Roadmap. Als wir erfuhren, dass die Firma Qube Solutions ihre Pi-Produkte nicht weiterführen möchte, haben wir zugeschlagen und diese übernommen. Hiermit kam die zweite Produktlinie auf Basis des beliebten Einplatinencomputers zu Kontron Electronics: die PiXtend-Serie.

Trotzdem ist das kein Feld, in das sich ein klassischer Embedded-Spezialist bisher gewagt hat, sieht man einmal vom Automatisierer Kunbus ab.

Sicher, allerdings muss man die Entstehung betrachten. Bei Kontron Electronics beschäftigen wir uns innerhalb des Konzerns hauptsächlich mit preiswerten Produkten von Arm. Zum Beispiel Produkte auf Basis von NXP- oder ST-Prozessoren: von System-on-Modules (SoMs) über HMIs bis hin zu Boards im Gehäuse für die Hutschiene – so kamen wir letztendlich auf den Raspberry, weil er sehr gut zu unseren anderen Produkten passt.

Wie haben sie es geschafft, die industriellen Standards einzuhalten?

Ein Kernpunkt ist die Temperaturfestigkeit des Raspberry. In seiner grundlegenden Konfiguration ist er nicht für Industrieanwendungen bis 50 oder 60 °C geeignet. Wird er zu heiß, taktet der Prozessor herunter. Aus dem Grund hat unsere Entwicklungsabteilung ein Kühlkonzept erstellt, um in Kombination mit einem Metallgehäuse und entsprechenden Kühlvorrichtungen die Temperaturfestigkeit für Industriestandards zu erreichen – technisch ein nötiger Schritt.

Das allein reicht jedoch nicht aus, um Industriekunden zufrieden zu stellen.

Das ist richtig: Unsere Entwickler haben ebenfalls die Baseboards für die übliche 24-V-Versorgung im Schaltschrank entwickelt. Die Boards gibt es in verschiedenen Ausführungen, mit entsprechender Peripherie, um Aktorik und Sensorik anzuschließen. Es gibt eine S-Variante, mit weniger I/O-Schnittstellen, sowie eine L-Variante mit mehreren – so hat der Kunde verschiedene Optionen.

Gerade mit den PiXtend-Produkten wollen wir die Nachfrage unserer Kunden im Bereich Automatisierungstechnik und Schaltschrankbau bedienen. Mit CODESYS bieten wir eine SPS-Anwendung an, die uns ermöglicht, dieses Marktsegment anzusprechen.

Warum akzeptieren industrielle Entwickler eine Hardware, die ursprünglich für Hobbyentwickler ausgelegt war?

Das hat zwei Gründe. Ein Aspekt ist die hohe Anzahl junger Entwickler, die von der Hochschule in die Unternehmen kommen. Bekommen sie die Aufgabe, einen Testaufbau vorzunehmen, nehmen sie häufig den Raspberry Pi, da sie ihn schon von der Hochschule kennen. Ist es dann soweit, den Testaufbau in ein Produkt umzusetzen, wurde bereits viel in Software investiert. Dann ist es sicherlich von Vorteil, dass sie den Pi für das Endprodukt einsetzen können – das wollten wir ermöglichen.

Zum anderen hat sich der Pi vom Bastelrechner weg, hin zum anerkannten Industrieprodukt gewandelt. Viele Führungskräfte oder Entwickler haben mit einem Proof-of-Concept bereits den Nachweis erbracht, dass es mit dem Minicomputer möglich ist, Industrieprojekte umzusetzen. In dem Moment kommen die Kunden zu uns – sie sind mit unserem Produkt zufrieden.

Wollen Sie ihre Produkte auch an Hochschulen und Universitäten an den Mann bringen?

Ja, PiXtend entspringt sogar dem Hochschulbereich. Eine erste Anfrage kam von einem Hochschulprofessor. Im Anschluss folgten weitere Anfragen. Der Raspberry ist an den Hochschulen bekannt, allerdings möchten Studenten und Professoren mehr aus ihm herausholen, zum Beispiel eine anschauliche Vorlesung in Automationstechnik halten oder ein Praktikum bedienen.

»Wir wollen uns bei Studierenden einen Namen machen«

Sind Ihnen mit der Entscheidung für den Raspberry Pi Nachteile entstanden?

Nachteile direkt nicht. Wir haben unsere Komplexität erhöht, weil wir uns mit einem zusätzlichen Prozessor und dem Raspbian-Betriebssystem beschäftigen müssen. Zu Beginn der Entwicklung war das ein gewisser Aufwand, der im Laufe der Zeit aber über die vielfältigen Möglichkeiten der Community mehr als kompensiert wurde. Dass wir an der Stelle nicht unsere etablierten Standardprozessoren verwenden konnten, war dann letztendlich leicht zu verschmerzen, weil wir im Gegenzug ein neues Segment erschließen konnten.

Wie sehen Sie Ihre Chancen, sich mit der PiXtend-Serie gegen namhafte SPS-Hersteller durchzusetzen?

Wir sehen gute Chancen am Markt, da wir keine eigene SPS erfunden haben, sondern mit CODESYS eine starke Plattform als Partner haben, mit der unser Produkt in allen Bereichen zum Einsatz kommen kann. Anfangs ist CODESYS sogar lizenzfrei. So kann der Anwender die Software erst einmal testen. Gefällt ihm was er sieht, kann er eine Profilizenz erwerben, entweder bei uns oder direkt bei CODESYS.

Heißt das, der Weg zur Hardware führt über die Software?

CODESYS läuft ebenso auf anderen Produkten. Unser Hauptargument ist ein anderes: Der Kunde entscheidet sich bewusst für oder gegen einen Raspberry. Erst dann stellt sich die Frage, mit welcher Software er programmieren möchte. Der große Nutzen ergibt sich deshalb nicht nur über CODESYS, sondern vor allem über die vielfältige Software, die der Anwender über die Pi-Community beziehen kann.

Warum sollte ein Kunde dann konkret auf Ihr Produkt als SPS setzen?

Ist der Kunde ein Raspberry-Freund, kommt er zwangsläufig zu uns, denn es gibt nicht viele speicherprogrammierbare Steuerungen auf Pi-Basis. Sind für den Kunden dagegen lediglich seine sonstigen Anforderungen wichtig, bekommt er bei Kontron ein gutes Komplettpaket mit individuellem Service.

Wo vertreiben Sie Ihre Produkte?

Wir vertreiben das Produkt im Einklang mit allen anderen Produkten von Kontron in nahezu allen Bereichen der Industrie. Ein neuer Vertriebsweg ist unser Webshop. Er wird gerade von jungen Menschen, Studentinnen und Studenten gerne angenommen. So wandern unsere Pi-Produkte in die Hochschulen und Universitäten. Wir wollen es schaffen, uns bei Schülerinnen und Schülern sowie Studierenden einen Namen zu machen. Sind sie erst bei einem Betrieb angestellt, erinnern sie sich an unsere Produkte und kaufen diese dann ein.

Vielen Dank für das Gespräch Herr Wußmann.

 

Kontron entdeckt den Raspberry Pi

Was sich mit dem Vorstoß von Kunbus bereits andeutete, hat Kontron nun fortgeführt. Der Embedded-Hersteller eröffnet dem Raspberry Pi mit den Produktlinien »Pi-Tron« und »PiXtend« zwei neue Tore in industrielle Anwendungen. Für die Pi-Tron-Linie wurde das Compute Module 3B+ der Raspberry Pi Foundation durch Kontron um ein Baseboard mit industrietypischen Schnittstellen und einer 24-V-Stromversorgung erweitert. Die PiXtend-Linie verwendet die klassische Bauform des Raspberry Pi.

Den Geschäftsbereich hat Kontron im August 2020 von Qube Solutions übernommen und die Produktlinie ins eigene Sortiment eingegliedert. Mit den Pi-Produkten will Kontron sowohl Industriekunden als auch Hochschulen und Universitäten ansprechen. PiXtend kann zum Beispiel als SPS im Schaltschrank und in Automatisierungs-anwendungen zum Einsatz kommen. Displays lassen sich bei beiden Produkten über HDMI anschließen.

 

Dieser Artikel von Tobias Schlichtmeier erschien auf www.elektroniknet.de im Januar 2021.