电子说
前言
工业4.0理念的兴起带来了数字化和智能化的革命。现代工业场景对OT端设备的要求越来越高,需要处理多样化的任务和数据,包括实时控制、数据处理、物联网通信、边缘计算等。面对多样化的需求,传统工业PLC控制器设备已经不能完全满足,需要一种更强大的OT端设备满足数字化、智能化需求。
一、解决方案
针对上述情况,虹科曾提出过一种解决方案:为PLC控制器设备添加虹科工业树莓派设备,借由工业树莓派接口丰富的特点,采集PLC控制器的数据并进行边缘计算。本文,我们将提供第二种解决方案:采用虹科工业树莓派替代PLC控制器。
虹科工业树莓派是一个专门为工业应用设计的边缘计算硬件平台,它能够与CODESYS进行结合作为软PLC模块使用,以满足传统工业中电气工程师的开发应用习惯。除此之外,虹科工业树莓派可以作为边缘计算网关,支持Python开发应用。虹科工业树莓派本身配备一个多核处理器,可以同时运行多个程序,实现并行计算。本文将探讨虹科工业树莓派同时作为软PLC和边缘计算网关的可行性。
二、理论分析
1、多核处理器
虹科工业树莓派采用Broadcom BCM2711四核处理器,可以同时运行多个程序,实现并行计算,提高性能。
2、大内存配置
虹科工业树莓派部分型号配备较大的内存,能够支持同时运行多个程序,确保运行的稳定性。
3、独立运行环境
CODESYS和Python作为独立的运行环境,彼此之间不会相互干扰,各自运行在不同的进程中,不会冲突。
4、分时调度
Linux操作系统有着优秀的进程调度机制,能够快速地在不同任务之间切换,实现看似同时运行的效果。
三、初步实践测试
虹科工业树莓派自带两个支持可自由编程控制的指示灯,本次初步测试内容:
CODESYS控制指示灯,Python程序获取指示灯状态;
指令控制指示灯,CODESYS在线监测指示灯状态。
位 | 元件 | 状态信息 |
1:0 | 指示灯A1 |
00 = 关闭 01 = 绿色 10 = 红色 11 = 橙色 |
3:2 | 指示灯A2 | |
5:4 | 指示灯A3 | |
6 | 继电器 |
0 = 继电器关闭 1 = 继电器打开 |
7 | 看门狗 | 要重新启动看门狗定时器,必须在 0 秒内将位设置为 1 一次,将位设置为 60。 |
1. CODESYS控制指示灯,Python程序获取指示灯状态
a.CODESYS定义变量;
b.CODESYS程序:A1指示灯和A2指示灯亮绿灯,运行;
c. 使用虹科开发提供的myCtrlLib库编写Python程序获取指示灯状态;
d.在线修改CODESYS程序,并重新下载;
e.结果:CODESYS控制设备成功,Python同时获取设备数据成功。
2. 指令控制指示灯,CODESYS程序获取指示灯状态
a.输入指示灯控制指令;
piTest -w RevPiLED,5
b.CODESYS监测状态;
c.指令查看指示灯当前状态。
d.结果:Python控制设备失败,CODESYS获取数据当前状态成功。
3.测试分析
基于虹科提供的myCtrlLib库的基础上,在CODESYS程序运行的同时,Python程序无法控制设备硬件,但是Python程序能够正常在设备内运行并及时获取到设备正确数据。换而言之,虹科工业树莓派在采用CODESYS程序实现数据采集的同时,能够同时运行编程语言实现边缘计算。
初步分析,Python程序无法控制硬件的主要原因:默认情况下,CODESYS调用硬件的优先级高于Python程序,这部分可以通过系统管理尝试修改优先级。
四、结论
通过本次初步测试,虹科工业树莓派能够在满足电气工程师开发习惯的基础上,增加边缘计算能力,同时兼顾CODESYS数据采集和Python数据处理。
虹科工业树莓派近期也推出了最新产品—RevPi Connect 4系列配备最新CM4计算模块,具备更强大的性能,能够在最大限度上满足上述需求,欢迎大家咨询采购。
审核编辑 黄宇
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