原创 如何根据应用场景选择适合的工业树莓派?

2023-12-8 15:38 348 2 2 分类: 物联网
一、工业树莓派应用背景

随着工业自动化水平的提升,多轴运动控制系统的应用范围越来越广,控制系统的规模、复杂度随之提升,各行各业对运动控制系统的要求也越来越多样化,因此传统运动控制系统已不能满足要求,开放式网络化成为运动控制系统的发展方向。

工业树莓派以其开源的特性广泛应用在工业上的各个领域。目前工业树莓派应用较多的领域有数据采集上传、小型控制、结合软件用作软PLC、工业物联网的网关,亦可做一些边缘计算的应用等,展现出在工业领域的无限可能性。

工业树莓派相比传统控制系统有以下几个优势:

1. 灵活性

工业树莓派采用了嵌入式计算技术,可以根据需要进行定制化开发。用户可以根据自身需求选择相应的操作系统和软件,实现功能定制,满足特定的控制需求

2. 节省成本

传统控制系统需要专门的硬件设备和定制化软件开发,成本较高。而工业树莓派以其低廉的硬件成本,以及开放源代码的操作系统和软件库,极大地降低了开发和维护成本

3. 便于监控和管理

工业树莓派可以通过网络远程监控和管理。开发者可以通过浏览器远程访问树莓派的控制界面,实时监控和调整控制系统的运行状态,并进行远程升级和故障排除。

4. 生态系统支持

树莓派生态系统庞大,有许多社区和开发者提供支持和资源。用户可以在社区中获取各种应用案例、教程和解决方案,以便更好地利用工业树莓派开发自己的控制系统。

二、宏集产品

在此背景下,为了满足工业中对于复杂的运动控制的要求,宏集推出了两款高性能工业树莓派MCBC系列。这两款产品以树莓派计算模块为核心并进行了工业级封装,能更好地满足工业场景下的运动控制要求。

宏集工业树莓派具有如下特点:

1. 可扩展性

MC和BC系列都可以通过将EtherCAT I/O模块系统(MC系列或E-I/O)横向连接在主控制器右侧来进行扩展,用于连接控制系统中的各种过程信号。

2. 多功能

单个模块可以同时承担PLC控制Ether CAT总线耦合器的功能,EtherCAT通信信号已经被内部转换为LVDS(E-bus)来进行电路板级的协议数据传输。作为EtherCAT主机,MC和BC系列发送EtherCAT报文来写入输出数据和读取输入数据。EtherCAT协议一直保持到最后一个单独的I/O模块。

然而,由于这两款产品在硬件与外观都十分相似,为了更加明确这两个系列的产品在性能参数上有何区别,接下来本文将对这两个系列产品的区别和各自更适用的应用场景进行介绍,以便于客户根据应用需求进行选择。


(一)宏集MC模块化控制器

宏集推出的MC系列,即模块化控制器(Modular controller)是基于Raspberry Pi的高性能4核控制器,运动控制循环时间最快可达500微秒。采用功能强大的CODESYS作为PLC软件编程工具,它支持IEC61131-3标准IL 、ST、 FBD 、LD、 CFC、 SFC 六种PLC编程语言,用户可以在同一项目中选择不同的语言编辑子程序,功能模块等。

通过在硬件平台上移植Runtime,MC系列可以将任何嵌入式设备或基于PC的设备转变为符合IEC 61131-3标准的工业控制器。MC系列适用于物联网(IoT)、运动控制数控机床(CNC)控制等特别需要对实时行为进行优化的应用场景。

(二)宏集BC工业PC

宏集推出的BC系列,可以看作一个装有Raspberry Pi操作系统的工业PC。它采用开放的Raspberry Pi操作系统,是宏集向市场推出的第一个真正的工业级、高性能的工业树莓派解决方案。与前面提到的MC模块化控制器最大的区别在于,BC系列提供了一个开放的开发环境-Raspberry Pi OS,因此可以与Raspberry社区协同使用,里面附带了大量的编程软件和教育学习软件,并且适配了所有型号。

得益于各种可用的软件解决方案、高性能冷却、可选的CODESYS运行时以及EtherCAT、USB3、USB2和RTC等接口和功能,BC系列适用于希望在工业环境中以不同语言进行灵活编程的客户,例如自动化项目中的IO控制智能楼宇等应用。

三、选型总结

宏集推出的MC和BC系列都是基于Computer Module 4开发的高性能控制器模块,具有模块化的特点。二者都具有可扩展性强的优点,模块本身可以扩展一些I/O模块,来直接采集一些数字量模拟量的数据,且都符合工业要求的工业温度范围。在宏集的两款工业树莓派中安装第三方软件的Runtime,并在软件上进行配置,可以使其具备运行软PLC的能力,可以用作EtherCAT,Ethernet/IP,CANopen等协议的主站。

MC和BC系列最大的区别在于开发环境的差异,MC系列是使用标准的CODESYS进行开发,BC系列则是直接使用的Raspberry Pi OS,用户可以根据自己的实际应用需求来进行配置操作,具有更大的灵活性开发自由度


作者: 宏集科技, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-3988247.html

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