Plataforma de automação e controle open source para Internet das Coisas Industrial - Santana, João Vitor Rocha [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2025)
Com o avanço da Indústria 4.0 e a crescente demanda por soluções flexíveis, conectadas e de baixo custo, este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma plataforma de código aberto (open source) de automação e controle voltada para aplicações de Internet das Coisas Industrial (IIoT). A proposta integra hardware e software desenvolvidos para atender aos requisitos industriais de robustez, escalabilidade e interoperabilidade. O hardware, baseado no microcontrolador RP2040, oferece entradas e saídas digitais, analógicas, PWM, suporte a encoders, e interfaces de comunicação Ethernet, RS-232 e RS-485. Seu projeto priorizou modularidade, uso de componentes validados industrialmente e serialização de I/Os via protocolo SPI, possibilitando maior flexibilidade e expansão.No software, a plataforma adota duas abordagens complementares: OpenPLC, compatível com a norma IEC 61131-3, e MicroPython, utilizado por sua simplicidade, agilidade na prototipagem e facilidade de integração com sistemas IIoT. Foram realizadas adaptações no OpenPLC para suportar a serialização dos sinais, além do desenvolvimento de blocos específicos para leitura analógica e comunicação MQTT. A validação experimental foi realizada com dois estudos de caso: uma estação de separação de peças e um controle de velocidade de motor com PID em tempo real, ambos com visualização dos dados via Node-RED. Nos dois cenários a plataforma apresentou um resultado satisfatório e atingiu as expectativas e exigências propostas, além de demonstrar sua alta adaptabilidade a diferentes cenários. Com documentação aberta e disponibilizada publicamente, a plataforma desenvolvida promove o acesso democrático à automação industrial, oferecendo um recurso de alta aplicabilidade tanto para o meio acadêmico quanto para o setor produtivo, fortalecendo a inovação aberta e a customização de soluções industriais.

With the advancement of Industry 4.0 and the growing demand for flexible, connected, and low-cost solutions, this paper presents the development of an open source automation and control platform aimed at Industrial Internet of Things (IIoT) applications. The proposal integrates hardware and software developed to meet industrial requirements for robustness, scalability, and interoperability. The hardware, based on the RP2040 microcontroller, offers digital, analog, and PWM inputs and outputs, encoder support, and Ethernet, RS-232, and RS-485 communication interfaces. Its design prioritized modularity, the use of industrially validated components, and I/O serialization via SPI protocol, enabling greater flexibility and expansion. In software, the platform adopts two complementary approaches: OpenPLC, compatible with the IEC 61131-3 standard, and MicroPython, used for its simplicity, agility in prototyping, and ease of integration with IIoT systems. Adaptations were made to OpenPLC to support signal serialization, in addition to the development of specific blocks for analog reading and MQTT communication. Experimental validation was performed with two case studies: a parts separation station and a realtime PID motor speed control, both with data visualization via Node-RED. In both scenarios, the platform presented satisfactory results and met the proposed expectations and requirements, in addition to demonstrating its high adaptability to different scenarios. With open and publicly available documentation, the developed platform promotes democratic access to industrial automation, offering a highly applicable resource for both academia and the production sector, strengthening open innovation and the customization of industrial solutions.
Open source automation and control platform for the Industrial Internet of Things
Keywords: Automação industrial; Internet das coisas; Software gratuito; Sistemas de controle inteligente; Manufacturing automation; Internet of things; Open source software; Intelligent control systems; Hardware