Raspberry Pi in industriellen Automatisierungs- und Steuerungssystemen

Seminarziel

Das Seminar "Raspberry Pi in industriellen Automatisierungs- und  Steuerungssystemen" verfolgt das Ziel, Unternehmen dabei zu  unterstützen, die Möglichkeiten und Potenziale des Raspberry Pi für ihre  industriellen Anwendungen zu erkennen und optimal zu nutzen. Das  Seminar soll den Unternehmen helfen, innovative, kostengünstige und  flexible Lösungen für ihre Automatisierungs- und Steuerungssysteme zu  entwickeln und dadurch ihre Effizienz zu steigern, die  Produktionsprozesse zu verbessern und die Wettbewerbsfähigkeit zu  stärken. Die Teilnehmer werden befähigt, den Raspberry Pi als  leistungsfähige Plattform für Industrie 4.0-Anwendungen zu verstehen und  eigenständig Projekte in diesem Bereich zu planen und umzusetzen.

Inhalt

• Einführung in den Raspberry Pi in der industriellen Automation
  • Überblick über das Raspberry Pi Board und seine Fähigkeiten
  • Vorteile des Einsatzes von Raspberry Pi in industriellen Umgebungen
  • Herausforderungen und mögliche Lösungen bei der Verwendung des Raspberry Pi in industriellen Anwendungen
• Verständnis industrieller Automatisierungs- und Steuerungssysteme
  • Überblick über industrielle Automation und ihre Bedeutung in der Fertigung
  • Komponenten eines typischen industriellen Steuerungssystems
  • Unterschiede zwischen diskreter und kontinuierlicher Automatisierung
• Einrichten des Raspberry Pi für den industriellen Einsatz
  • Auswahl der geeigneten Raspberry Pi Modelle für Industrieanwendungen
  • Installation und Konfiguration des Betriebssystems für den industriellen Gebrauch
  • Auswahl und Integration von Schnittstellen und Erweiterungsmodulen für industrielle Anforderungen
• GPIO (General Purpose Input/Output) Überblick
  • Einführung in die GPIO-Pins und ihre Funktionen im Kontext der industriellen Steuerung
  • Verwendung von GPIO für die Anbindung von Sensoren und Aktoren
  • Programmierung der GPIO-Schnittstelle in Python für industrielle Anwendungen
• Einführung in industrielle Kommunikationsprotokolle
  • Überblick über gängige Protokolle in industriellen Umgebungen (z. B. Modbus, Profibus, Ethernet/IP)
  • Vor- und Nachteile jedes Protokolls
  • Anwendungsbereiche und typische Einsatzszenarien
• Konfiguration industrieller Kommunikation auf dem Raspberry Pi
  • Implementierung der Modbus-Kommunikation auf dem Raspberry Pi
  • Praktische Übungen zur Modbus-Kommunikation
  • Integration von Modbus in industrielle Automatisierungssysteme
• Netzwerk- und Sicherheitsaspekte
  • Einrichtung eines zuverlässigen Netzwerks für industrielle Kommunikation
  • Best Practices zur Sicherung des Raspberry Pi und des industriellen Netzwerks
  • Firewall- und Zugriffssteuerung für industrielle Sicherheit
• Implementierung weiterer Kommunikationsprotokolle
  • Integration anderer industrieller Kommunikationsprotokolle auf dem Raspberry Pi
  • Praktische Anwendung von Ethernet/IP, Profibus oder anderen Protokollen
• Sensoranbindung an den Raspberry Pi
  • Anschließen von Sensoren an den Raspberry Pi (analog und digital)
  • Auswahl und Bewertung von Sensoren für verschiedene industrielle Anwendungen
  • Erfassung von Messwerten und Signalen aus den Sensoren
• Datenverarbeitung und -analyse
  • Einführung in Datenverarbeitungstechniken mit dem Raspberry Pi
  • Datenfilterung, -aufbereitung und -analyse für die industrielle Automation
  • Nutzung von Python-Bibliotheken zur Datenanalyse
• Datenprotokollierung und Visualisierung
  • Einrichtung der Datenprotokollierung auf dem Raspberry Pi
  • Erfassung und Speicherung von Sensor- und Prozessdaten
  • Visualisierung von Industriedaten mithilfe von Grafana oder ähnlichen Tools
• Einsatz von Machine Learning in industriellen Anwendungen
  • Grundlagen des maschinellen Lernens für die industrielle Automation
  • Anwendungsbeispiele für maschinelles Lernen mit dem Raspberry Pi
  • Herausforderungen und Möglichkeiten des Einsatzes von KI in der Industrie
• Einführung in die industrielle Steuerung
  • Grundlagen der PID-Regelung verstehen
  • Implementierung von Steuerungsalgorithmen auf dem Raspberry Pi
  • Regelung und Steuerung von industriellen Prozessen
• Supervisory Control und Data Acquisition (SCADA)
  • Überblick über SCADA-Systeme und ihre Rolle in der industriellen Automation
  • Einrichtung eines grundlegenden SCADA-Systems mit dem Raspberry Pi
  • Integration von SCADA-Software und Datenvisualisierung mit dem Raspberry Pi