Arduino (semi)industriale

[1simone0]

Salve a tutti, vi sto per fare una domanda riguardante un topic che sicuramente è stato affrontato già in diversi aspetti ma le cui risposte non hanno sciolto tutti i miei dubbi. 

Premessa: sono in procinto di iniziare un nuovo progettino per uso più che industriale direi commerciale. Ho iniziato a programmare con Arduino qualche anno fa ed ultimamente ho programmato in linguaggio C un paio di board custom con micro della Freescale ed ST che mi erano state fornite da aziende. Ora vorrei fare un nuovo progetto e devo provvedere da solo alla scelta dell'Hardware. Scelta e non progettazione appunto perché per il momento non sono previste spese per la progettazione hardware. Di conseguenza mi sono messo a cercare la scheda più adatta alle mie esigenze già presente sul mercato (deve avere una porta ethernet, almeno 16 ingressi digitali e 8 uscite sempre digitali, ed ovviamente essere adatta per l'uso industriale). 

Descrizione del progetto: 
la parte elettronica di questo progetto sarà racchiusa all'interno di un tubolare metallico (con qualche piccolo foro) che potrei collegare a terra per schermare l'impianto da disturbi elettromagnetici esterni e che il tutto non sarà inserito nelle immediate prossimità di macchinari industriali che potrebbero generare chissà quali disturbi ma nel peggiore dei casi nella via di un centro urbano. 
All'interno del tubolare (che può essere lungo anche 6 metri) scorreranno:
- al massimo 10 cavi di alimenatazione esclusivamente in continua di circa 40V con corrente di 2A ognuno.
- all massimo 10 cavi di segnale delle uscite digitali della scheda che verranno sollecitate con dei semplici segnali logici ALTO/BASSO da 0V ad una tensione compresa tra 5V e 24V (in base alla scheda che sceglierò) che muoveranno dei motorini per pochi secondi e saranno azionati al massimo ogni minuto.
- al massimo 20 cavi di segnali logici ALTO/BASSO di sensori con tensione 0-5 V con lunghezza del cavo.
Tutti i cavi di segnale avranno una lunghezza massima di 4 metri.
 
Quindi vorrei chiedervi fino a che punto sia necessario secondo voi in queste condizioni avere una board con certificazione per l'uso industriale e non utilizzare invece un semplice Arduino Mega. 

Devo dire che ho trovato molte board sul mercato con che rispecchiano tutte le caratteristiche richieste a meno delle certificazioni per l'uso industriale. Infatti poi ho capito che tutte le varie evaluation board o development board non sono state ideate per questo scopo e sono rimasto stupito che non si trovino sul  mercato delle schede pronte all'uso e con tale certificazione.

Quindi la domanda è: voi in questi casi quale strada prendereste? 
Conoscete qualche scheda progrmmabile in C che abbia tutte le caratteristiche elencate sopra(anche utilizzando moduli o estensioni)?
Esistono delle schede di espansione che rendono una evaluation board come per esempio Arduino adatta all'uso industriale?
Esiste un modulo di I/O per uso industriale con il quale potrei magari comunicare in Modbus o protocollo simile da un Arduino?
Secondo voi non ho altra scelta che prendere un plc con relativi moduli di I/O? In questo caso cosa mi consigliate? (Se i plc si possono programmare in C sarebbe molto gradito).

Per il prezzo della scheda ed eventuali moduli vorrei restare sulle 150€ possibilmente

[Livio Orsini]

 

Devo dire che ho trovato molte board sul mercato con che rispecchiano tutte le caratteristiche richieste a meno delle certificazioni per l'uso industriale. Infatti poi ho capito che tutte le varie evaluation board o development board non sono state ideate per questo scopo e sono rimasto stupito che non si trovino sul  mercato delle schede pronte all'uso e con tale certificazione.

 

Il problema fondamentale è che per ottenere questa certificazione è necessario superare prove piuttosto severe di compatibilità elettromagnetica sia per emeissione e conduzione.

Otre a rientrare nelle maschere per i disturbi che la scheda emetto e conduce, deve superare i test di funzionamento anche se sottoposta ad emissione e conduzione di distrurbi si tutti i conduttori che entrano ed escono dalal scheda.

Infatti uno dei maggiori costi dei PLC è proprio dovuto a questa robustezza, robustezza che per ottenerla è necessario agire in sede di porgettazione circuitale e di layout.

 

Esistono sul mercato mini PLC che si programmano in ambiente Arduino; non li ho mai usati quindi non ti so dire se rispettano veramente i parametri di robustezza tipici dei PLC.

 

Io, per casa mia, ho alcuni "giochini" basati su arduino.

Curando maniacalmente le alimentazioni e disaccoppiando severamente tutti i segnali che entrano ed escono dall'apparato, ho dei controllini che lavorano da qualche anno senza problemi.

Però un ambiente domestico non ha condizioni disturbanti severe come quelle di un ambiente industriale.

[Darlington]

Prova a cercare Ruggeduino, non ricordo però se sia certificata 

[Livio Orsini]

Leggi questo documento su ruggeduino, non sono specifche tecniche, ma forniscono moli più dati sulla sua costruzione.

[luigi69]

Buon pomeriggio Simone

 

provo a dare un paio di spunti alla discussione , secondo un mio parere

 

 

deve avere una porta ethernet, almeno 16 ingressi digitali e 8 uscite sempre digitali, ed ovviamente essere adatta per l'uso industriale). 

 

 

Per il prezzo della scheda ed eventuali moduli vorrei restare sulle 150€ possibilmente

 

però tu vuoi la moglie ubriaca e la botte piena...😁

 

 

Quindi vorrei chiedervi fino a che punto sia necessario secondo voi in queste condizioni avere una board con certificazione per l'uso industriale e non utilizzare invece un semplice Arduino Mega. 

perchè alla fine del lavoro tu che hai assemblato materiale non adatto a quello specifico uso ne sei responsabile

 

 

Secondo voi non ho altra scelta che prendere un plc con relativi moduli di I/O? In questo caso cosa mi consigliate?

 si sicuramente

Solo che consigliarti , almeno per me  è difficile.. in questo senso  ( premetto , non lavoro in C )

 

sarà un solo esemplare  o ne seguiranno altri ?  perchè come piu volte detto , su alcuni marchi il costo per piccoli impianti , è piu il software che non l'hardware

 

qualcuno ti potra rispondere :  esistono marchi che danno piccole versioni demo o addirittura un prodotto del bresciano che ti fornisce il software

 

io provo un ulteriore mio parere....  tu cercavi un dispositivo intorno ai 150 Euro , secondo me no..comunque

tu prendo un nuovo prodotto . CE, industriale, ecc...  ma non conosci il software , diciamo che seppure regalato o demo...ci metti un8..10 ore per prendere confidenza, installarlo , fare un primo debug sul programma scritto...

Ora, ipotizziamo per solo ragionamento , un costo orario di un programmatore PLC intorno ai 30....40 Euro.....

 

Capisco che purtroppo solo il fatot di prenderci mano....ti sei mangiato il valore del PLC per la tua applicazione

 

era un esempio...

[1simone0]

Grazie a tutti per le pronte risposte.

Riguardo al Controllino e Ruggeduino avevo già dato un'occhiata ed il problema è che andiamo a spendere quasi 300€!

Ora le domande che mi vengono da chiedere sono:

 

1) Considerando che il luogo con più disturbo dove posizionare l'apparato sarebbe una strada in centro città (non paragonabile ai disturbi di attrezzature industriali) e considerando le caratteristiche del progetto, secondo voi, è strettamente necessario utilizzare un apparato con la certificazione industriale o possiamo fare affidamento su un Arduino Mega (anche se si tratta di un progetto commerciale)?

 

2)Se devo spendere questa cifra non sarebbe meglio prendere dei veri e propri PLC? Che tipo di PLC consigliereste? 

 

[luigi69]

 

dove posizionare l'apparato sarebbe una strada in centro città (non paragonabile ai disturbi di attrezzature industriali

 

se in zona ci sono direttive di un ponte radio , o di telefonia o di qualche radiocontrollo  ( acquedotto ) , i disturbi indotti dai cavi potrebbero essere peggio di un ambiente industriale....

 

giuro , non voglio portare sf...a, solo come eempio peggiorativo

[1simone0]

 

Buon pomeriggio Simone

 

Ciao Luigi, 

scusa ma abbiamo postato nello stesso istante e non avevo visto il tuo messaggio.

 

 

sarà un solo esemplare  o ne seguiranno altri ?  

Saranno più esemplari, non so dirti di preciso il numero ma credo sull'ordine di alcune decine o forse centinaia (speriamo).

Per quanto riguarda il tempo per imparare a programmare plc potrei considerarlo un buon bagaglio personale per il futuro...

Il problema è che non ho mai utilizzato seriamente dei plc. Ad esempio mi sembra di capire da ciò che hai scritto che se voglio programmare un plc quasi sempre devo acquistare un software.... io credevo che ormai fossero tutti o quasi gratuiti!!! 

Quindi avrei bisogno di consigli che mi inizino nel mondo dei plc, infatti non mi rendo conto se esistono plc programmabili in c (ma in linea di massima mi sembra di aver capito di no o comunque sia tutti lo sconsigliano) e quanto tempo ho bisogno per imparare a programmare un plc (sto parlando di un programmino che riesca a scambiare dati con un server tramite internet su porta ethernet e gestire dei banali ingressi ed uscite digitali).

Modificato: 30 dicembre 2019 da 1simone0

[Livio Orsini]

 

Il problema è che non ho mai utilizzato seriamente dei plc. Ad esempio mi sembra di capire da ciò che hai scritto che se voglio programmare un plc quasi sempre devo acquistare un software.... io credevo che ormai fossero tutti o quasi gratuiti!!! 

 

No se acquisti un piccolo PLC di una piccola azienda, ad esempio un Kernel, il software in genere è gratuito; mentre se acquisti un  prodotto di grandi costruttori (Siemens, mitsubishi, A&B, etc) lo pagni anche molto salato.

 

Le ragioni dei costi di schede certificate te l'ho spiegato chiaramente; se aggiungi anche che una scheda tipo arduino, non ha nemmeno le morsettiere e svuoi avere le connessioni con morsetti devi usare una così detta shield, che andrà ad incastrarsi nei connettori e tramite un c.s. porta gli I/O della scheda su morsetti a passo 1,25.

 

Prova a contattare i produttori di Kernel, stanno a Modena e credo, se ricordo bene, che i loro PLC siano programmabili in "C".

 

Considerando che il luogo con più disturbo dove posizionare l'apparato sarebbe una strada in centro città (non paragonabile ai disturbi di attrezzature industriali)

 

Anzi forse l'ambiente è anche peggiore perchè a quanto ha scritto Luigi, devi aggiungere i disturbi dovutio a traffico veicolare (e possono essere abbastanza cattivi). Se poi in quella strada c'è una linea tramviaria o filoviaria .... sei nel guano sin oltre i capelli.

 

Perchè non provi a spiegare cosa dovrà fare il sistemino e, magari, è possibile aggiungere una ripartenza automatica in caso di crash del processore.

E una procedura che a volte adotto.

[max.bocca]

Il prezzo che imponi tu potrebbe essere valido anche per un PLC di costruttori noti, dipende solo dalle quantità che devi affrontare...

Anche i tool di sviluppo se il costruttore vuole te lo fornisce ad 1 euro...

Guarda anche i PLC Elsist di Casale Monferrato, vengono utilizzati nei lavaggi auto e funzionano molto bene.

 

[Darlington]

8 ore fa, 1simone0 ha scritto:

ed il problema è che andiamo a spendere quasi 300€

 

Eh le certificazioni mica le regalano...

 

8 ore fa, 1simone0 ha scritto:

è strettamente necessario utilizzare un apparato con la certificazione industriale

 

a questo devi rispondere tu, quanto è "mission critical" la tua applicazione? Tra un sistema che se crasha spegne un lampione ed un altro che se crasha lascia cadere una palla d'acciaio da trecento tonnellate c'è una bella differenza. 

 

Uno può permettersi di fallire, l'altro no

[Livio Orsini]

10 ore fa, max.bocca ha scritto:

Anche i tool di sviluppo se il costruttore vuole te lo fornisce ad 1 euro..

 

Con Siemens non mi è mai capitato, magari mi aumentavano di qualche punto lo sconto generale, ma mai mi hanno venduto Sw di sviluppo a prezzo simbolico. Con altri si.

Però non credo che per poche decine di pezzi ti facciano un trattamento di favore.

10 ore fa, max.bocca ha scritto:

Guarda anche i PLC Elsist

 

Si sono dei buoni prodotti.

[BoMax69]

Livio purtroppo il mercato è "sputtanato", a metà dicembre agenti, e distributore per raggiungere il budget di fine anno, calavano anche le braghette... 

L'anno scorso erano sul monte bianco a prendere la medaglietta dei migliori distributori come incremento annuo, quest'anno almeno devono pareggiate ... Il distributore  sembrava mattley dei cartoni animati!!! Medaglia!!!

[lucios]

Non so se può esserti utile ma ho trovato questo

[Livio Orsini]

Essendo Siemens si hanno due certezze:

1. Non solo ha tutte le certificazioni, ma ha veramente tutte lecaratteristiche di robustezza ed affidabilità necessarie ad un ambiente industriale.
2. Il prezo non sarà certo in linea con i normali costi di arduino, ma bisogna prevedere almeno un ordine di grandezza in più

[lucios]

Quote

Essendo Siemens si hanno due certezze:

1. Non solo ha tutte le certificazioni, ma ha veramente tutte lecaratteristiche di robustezza ed affidabilità necessarie ad un ambiente industriale.
2. Il prezo non sarà certo in linea con i normali costi di arduino, ma bisogna prevedere almeno un ordine di grandezza in più

Le certificazioni le ha ma non sembra troppo caro. L'unità base costa sugli 80€, adesso mi sembra sia anche in offerta. Però non ho approfondito di cosa è compreso questo prezzo e se occorre roba aggiuntiva per iniziare ad utilizzarlo.

Sai, con Siemens non si può mai stare tranquilli... 🤔

[1simone0]

Per quanto riguarda il Simatic iot2020 o anche il iot2040, permette la programmazione in c++ o Arduino e si può applicabile un modulo I/O al plc che da la possibilità di collegare ingressi ed uscite tramite morsettiere ma il problema è che dispone solamente di 5 digital input, 2 digital output e 2 analog input il che non è assolutamente sufficiente per la mia applicazione. Peccato perchè il prezzo è veramente competitivo (attualmente a 59 €). Per ora la soluzione migliore credo resti il Controllino che mi permetterebbe di programmare in C, infatti sia Elsist che Kernel non mi sembrano dia la possibilità di programmare in C. 

 

[BoMax69]

Probabilmente visto che non prendeva piede e la distribuzione era quasi in esclusiva a RS, avranno deciso di fare un prezzo politico. 

Quando è uscito IOT costava circa una 1214 presa a buon prezzo, quindi mai presa in considerazione.

Comunque avevano annunciato che avrebbero fatto i moduli di espansione.

[Livio Orsini]

2 ore fa, 1simone0 ha scritto:

Per ora la soluzione migliore credo resti il Controllino

 

Non credo però che sia certificato EMC.

[lucios]

Quote

Per quanto riguarda il Simatic iot2020 o anche il iot2040, permette la programmazione in c++ o Arduino e si può applicabile un modulo I/O al plc che da la possibilità di collegare ingressi ed uscite tramite morsettiere ma il problema è che dispone solamente di 5 digital input, 2 digital output e 2 analog input il che non è assolutamente sufficiente per la mia applicazione.

Simone, non ho approfondito la questione perchè ho letto per pura coincidenza dell'esistenza di questo prodotto solo qualche giorno prima rispetto al tuo post ma mi pare che abbia nativa una connessione Profinet. Quindi forse si potrebbero aggiungere dei modulini di I/O in modo agevole.

Però, ripeto, occorrerebbe avere maggiori informazioni. Comunque venerdì ho un incontro tecnico/commerciale con il distributore locale di Siemens e sicuramente chiederò lumi al riguardo.

[1simone0]

Il 8/1/2020 alle 08:15 , lucios ha scritto:

 mi pare che abbia nativa una connessione Profinet. Quindi forse si potrebbero aggiungere dei modulini di I/O in modo agevole.

Ammetto di non aver usato mai Profinet ma se si possono aggiungere moduli la questione diventerebbe interessante se per programmarli non bisogna comprare nessun software...

 

Comunque vorrei porgervi una domanda un po' più generale perchè ho un po' di confusione a rigurado:

Parlando con un mio amico esperto di hardware mi ha detto che quando si commercializza un prodotto non si è obbligati a sottoporlo a test di certificazione industriale o cose simili ma ovviamente se succede qualcosa la responsabilità ricadrà su di te perciò mi ha consigliato a fare dei test meno costosi rispetto alla certificazione ma che mi fanno capire se posso stare tranquillo o meno. Poi nei vari forum ho letto che ogni prodotto per uso commerciale o industriale, DEVE superare tutte le certificazioni del settore di mercato a cui è destinato. Il che mi ha messo un po' in confusione sia su quale sia la cosa vera sia su quali certificazioni dovrebbe eventualmente superare il mio prodotto. Come faccio a capirlo? C'è una legge o una tabella riassuntiva per sapere con certezza questa cosa?

Il 8/1/2020 alle 08:05 , Livio Orsini ha scritto:

 

Non credo però che sia certificato EMC.

Inoltre come faccio a sapere se effettivamente il Controllino possa andar bene per la mia applicazione? 

[Livio Orsini]

Bisognerebbe sapere quale è la tua applicazione; come ègià stato scritto potrebbe anche essere un'applicazione dove un eventuale "impallamento" del controllo non ha conseguenze, quindi va bene più o meno tutto.

 

Tanto per farti un esempio di cosa sono le certificazioni EMC industriali.

 

C'è uno strumento che in pratica è costituito da 2 armature di condenstore, ricavata da una specie di tubo rettangolare che si può aprire in senso longitudinale. Entro questo tubo si fanno passare tutti i fili di collegamento al dispositivo in oggetto, quindi alimentazion e e collegamenti a tutti glòi I/O.

Poi un generatore di collegato alle armature fa circolare segnali di distrurbo secondo un particolare spettor di frequenze; l'ampiezza dei disturbi può essere selezionata da un minimo di 500Vpp sino ad un massimo di 4000Vpp.

Ebbene se l'apparato sotto test, riesce a lavorare senza inconvenienti per 15' con 2500 Vpp di distrubi, statisticamente si ha una ragionevole sicurezza che potraà lavorare in ambiente indiustriale senza problemi.

 

Ricordo, altro esempio, che nei test di certificazione per qualificare un PLC per ENEL, era previsto che l'apparato dovesse lavorare regolarmente, anche quando attorno ad esso c0'era una spira in cui transitavano tensioni di disturbo con ampiezza di 10.000Vpp.

 

[Livio Orsini]

Guarda questa nuova scheda Arduino, si chiama Portenta H7

 

E' dichiarata come versione industriale di arduino.

Notare il differente layout del cs, e l'assanza delle strips per poter montare morsettiere passo 2.5mm

E stata presentata al CES, distribuita da febbraio 2020 (ora danno solo le versioni beta ai clienti professionali) e quanto costa.

Il costo sarà comunque in linea con i prodotti arduino (non con quello dei cloni cinesi).

Forse potresti prenderla in cosnsiderazione.

Modificato: 10 gennaio 2020 da Livio Orsini

[Adelino Rossi]

Quote

Considerando che il luogo con più disturbo dove posizionare l'apparato sarebbe una strada in centro città (non paragonabile ai disturbi di attrezzature industriali) 

Se la strada e pubblica e non privata, cioè proprietario e responsabile è il comune, il problema del costo dei componenti penso sia l'ultimo dei problemi.

 

Se il lavoro è previsto come installazione stradale, (luogo pubblico) significa che ci sarà un committente che emette una specifica di costruzione e collaudo.

Essendo la strada poi, un luogo pubblico, il progetto deve anche essere rispettoso e conforme di tutte le normative già esistenti.

Messa a terra del tubo, infiltrazioni d'acqua e umidità, luogo geografico di installazione, range di temperatura, in estate dentro un tubo metallico le temperature possono essere importanti, 

accorgimenti progettuali per le scariche atmosferiche durante i temporali. Un fulmine in zona, con i pali che fanno da antenna, ne mette fuori uso per km.

Infiltrazioni di nebbia o aria marina ricca di sali, corrodono alla grande, In ambiente industriale le installazioni all'aperto di apparecchiature si fanno in ambiente protetto.

 

Quote

Parlando con un mio amico esperto di hardware mi ha detto che quando si commercializza un prodotto non si è obbligati a sottoporlo a test di certificazione industriale o cose simili ma ovviamente se succede qualcosa la responsabilità ricadrà su di te perciò mi ha consigliato a fare dei test meno costosi rispetto alla certificazione ma che mi fanno capire se posso stare tranquillo o meno

 

Quote

All'interno del tubolare (che può essere lungo anche 6 metri) scorreranno:

con il termine "tubolare" si intende un palo stradale tipo supporto cartelli segnaletici, semafori o lampioni? Se si, tu fornisci un unico prodotto composto da un palo per installazione stradale

contenente attrezzature elettroniche. Progetto, calcoli e certificazioni dovrebbero comprendere appunto tutto l'oggetto finito.  

 

 

 

 

 

 

[1simone0]

Il 9/1/2020 alle 09:12 , Livio Orsini ha scritto:

Bisognerebbe sapere quale è la tua applicazione; come ègià stato scritto potrebbe anche essere un'applicazione dove un eventuale "impallamento" del controllo non ha conseguenze, quindi va bene più o meno tutto.

 

Si scusate, ancora non vi ho spiegato di cosa si tratta. Stiamo parlando di una sorta di stazione bike sharing rivolta eventualmente anche ai servizi pubblici.

Riuscite a dirmi qualcosa in più a riguardo?