工廠自動化 : 如何使用熟悉的Raspberry Pi與工業(yè)PLC?

本技術(shù)專欄介紹了2024年9月27日舉行的研討會

“工廠自動化:如何使用熟悉的Raspberry Pi與工業(yè)PLC?-基于Raspberry Pi的多合一工業(yè)PLC與CODESYS的靈活性和成本節(jié)約-”

的要點。

Contents

●結(jié)合Raspberry Pi和PLC軟件的潛在工業(yè)應用

●支持CODESYS的PLC和物聯(lián)網(wǎng)軟件的發(fā)展

●基于CODESYS的鼠派兼容控制器的編程及應用建議

●我公司遠程I/O產(chǎn)品-CONPROSYSnano和IOLink Master-

結(jié)合Raspberry Pi和PLC軟件的潛在工業(yè)應用

首先，我將解釋Raspberry Pi和軟件PLC在工業(yè)應用中的應用。

我們公司推出的解決方案旨在通過使用熟悉的Raspberry Pi實現(xiàn)工廠自動化。

Raspberry Pi最初是為教育目的而開發(fā)的計算機，但由于其廉價和靈活，它現(xiàn)在已被用于工業(yè)用途。 因此，在我們公司，我們新開發(fā)了基于Raspberry Pi的一體化PLC,實現(xiàn)了適合工業(yè)應用的高可靠性和長期穩(wěn)定供應。

什么是Raspberry Pi?

接下來，我將解釋Raspberry Pi的基本功能以及如何使用它。

Raspberry Pi的特點是配置簡單，易于處理，并被評估能夠利用標準操作系統(tǒng) (Raspberry Pi OS)，同時降低運營成本。 Python和Node-RED等編程環(huán)境也很豐富，因為它是開源的，所以很容易獲得技術(shù)，并且提供了大量的信息。此外，工業(yè)應用所需的擴展也很容易，特別是，您可以使用名為“HAT”的擴展板添加各種功能。 我們公司還提供符合HAT標準的擴展板，因此我們可以更靈活地構(gòu)建自動化系統(tǒng)。

用于Raspberry Pi嵌入式應用的“Compute Module”系列在電路板上配備了Raspberry Pi的CPU,內(nèi)存和存儲部件。 通過在此處添加必要的接口，可以將其用作工業(yè)用途。通過這種方式，Raspberry Pi的各種模型已經(jīng)開發(fā)以滿足行業(yè)需求。

此外，通過將Raspberry Pi與軟件PLC相結(jié)合，可以實現(xiàn)經(jīng)濟高效和靈活的工廠自動化。

支持CODESYS的PLC和物聯(lián)網(wǎng)軟件的發(fā)展

CODESYS是由德國CODESYS公司開發(fā)的軟件PLC,為工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展做出了巨大貢獻。 首先，PLC (可編程邏輯控制器) 是一種廣泛用于工廠自動化和機器人控制的控制設(shè)備。 然而，傳統(tǒng)的PLC難以在不同制造商之間移植，因為特定制造商提供硬件和軟件作為一個單元。 其中，CODESYS作為獨立軟件提供，可以安裝在配備Windows, Linux等的工業(yè)計算機上，并且可以與各種硬件一起使用。

CODESYS的特點

CODESYS的一大特色是它提供了一個免費的集成開發(fā)環(huán)境。 在此開發(fā)環(huán)境中，可以無縫地執(zhí)行控制邏輯和現(xiàn)場總線I/O的開發(fā)，并確保設(shè)備之間的兼容性。 因此，即使在Linux上，在Windows上運行的程序也可以毫無問題地執(zhí)行。 CODESYS已被全球400多家公司采用，并且由于它安裝在許多產(chǎn)品中，因此可以利用專有技術(shù)和程序。

最近，還提供了在Raspberry Pi上運行的體驗應用程序，可以輕松嘗試。 此外，CODESYS具有Web服務器功能，可通過Web瀏覽器顯示監(jiān)控屏幕，并且可以輕松實現(xiàn)可視化。 因此，用戶可以在Web上遠程監(jiān)控和管理設(shè)備的狀態(tài)，并響應物聯(lián)網(wǎng)的需求。

CODESYS的開發(fā)環(huán)境支持6種編程語言(LD、SFC、FBD、ST、IL、CFC)，其中5種編程語言符合國際標準IEC 61131 -3+原始語言。 因此，可以輕松地在不同制造商之間移植程序，并且可以通過組合多種語言來開發(fā)各種語言的專業(yè)領(lǐng)域。 此外，由于CODESYS具有仿真功能，即使未連接設(shè)備，也可以檢查程序的操作并執(zhí)行有效的調(diào)試。

此集成開發(fā)環(huán)境采用類似于Microsoft Visual Studio的界面，易于使用，從創(chuàng)建新項目到配置I/O、編寫程序、調(diào)試、創(chuàng)建可視化和部署，您都可以獲得一致的體驗。 特別是，可視化功能使您可以輕松構(gòu)建HMI屏幕，并提供用于監(jiān)控各種數(shù)據(jù)的GUI。

基于CODESYS的鼠派兼容控制器的編程及應用建議

Contec Raspberry Pi兼容控制器

本公司宣布推出Raspberry Pi兼容控制器“CPI-PS10CM4”和“CPI-MS10CM4”。 CPI-PS10CM4預裝了CODESYS,假設(shè)在工業(yè)現(xiàn)場立即使用。另一方面，CPI-MS10CM4僅預裝了Raspberry Pi OS,為現(xiàn)有Raspberry Pi用戶提供了靈活的選擇。 該產(chǎn)品可以堆疊多個HAT尺寸的電路板，并且可以具有數(shù)字輸入/輸出和模擬輸入/輸出功能。 因此，用戶可以根據(jù)應用程序靈活地更改配置。 CODESYS預裝了許可證“Standard S”，最多可使用512個I/O通道。如果需要，還可以從CODESYS商店添加運動控制功能。

我們提供的HAT兼容擴展板具有數(shù)字I/O,模擬I/O和計數(shù)器功能的陣容，可直接連接到Raspberry Pi使用。HAT尺寸擴展板最多可堆疊8塊，可靈活擴展。

此外，CODESYS支持Modbus-TCP,可以處理遠程I/O的輸入/輸出。它可以輕松地與Modbus通信兼容設(shè)備 (如溫度測量和功率測量儀器) 配合使用，從而簡化工業(yè)環(huán)境中的數(shù)據(jù)收集和管理。

它還支持EtherNet/IP,可以與其他公司的PLC進行數(shù)據(jù)鏈接，提高了系統(tǒng)集成的便利性。這使得很容易將其集成到現(xiàn)有設(shè)施環(huán)境中，并且可以靈活地處理各種應用程序。

關(guān)于系統(tǒng)的執(zhí)行速度，根據(jù)我們公司的測試，確認它具有與三菱電機的MELSEC-Q相同的處理性能，并且具有高實時性。 憑借這種性能，我們相信它可以用于需要穩(wěn)定運行的工業(yè)應用。 Raspberry Pi兼容控制器適用于需要與歐姆龍和三菱PLC相同的性能但在成本方面存在困難的情況，以及獨立開發(fā)控制器的不切實際的場景。

研討會還詳細介紹了安全措施。 具體而言，我們的Raspberry Pi兼容控制器建議針對防火墻和端點采取措施，以防止網(wǎng)絡中的未經(jīng)授權(quán)的訪問。 使用網(wǎng)絡上的通信監(jiān)控設(shè)備檢測異常數(shù)據(jù)流，關(guān)閉未使用的端口，更新操作系統(tǒng)等基本措施也很重要。這些可以降低安全風險。

如上所述，我們公司配備CODESYS的Raspberry Pi兼容控制器結(jié)合了易用性和高可擴展性。 因此，對于旨在提高工業(yè)現(xiàn)場效率和降低成本的公司而言，預計它將作為一種易于引入的選擇而被廣泛使用。

我公司遠程I/O產(chǎn)品-CONPROSYS nano和IOLink Master-

最后，我們介紹了我們公司的遠程I/O產(chǎn)品，CONPROSYS nano和IO-Linkmaster。

遠程輸入輸出產(chǎn)品

CONPROSYS nano是一款配置靈活的遠程I/O產(chǎn)品，備受關(guān)注。 該產(chǎn)品采用4插槽耦合器形狀，可根據(jù)需要自由組合數(shù)字輸入輸出、模擬輸入輸出等模塊。通過Modbus-TCP遠程訪問，可輕松構(gòu)建遠程I/O系統(tǒng)。 此外，該產(chǎn)品還提供內(nèi)置CODESYS軟件PLC的型號，具有一定的CPU功率，但在處理高負載時會受到限制。 但是，對于需要快速遠程響應的應用程序，它具有足夠的性能，并且可以在本地運行CODESYS程序。

接下來，我們將介紹IO-LinkMaster的遠程I/O產(chǎn)品。 該產(chǎn)品支持多協(xié)議，可以通過交換機切換支持不同的通信協(xié)議，如EtherNet/IP和PROFINET。 此外，它具有符合IP67標準的防塵和防水性能，并具有8通道IO-Link端口。 因此，可以輕松連接支持IO-Link的傳感器和電機，并具有可擴展性。 通過這種方式，可以有效地將各種設(shè)備和傳感器集成到網(wǎng)絡中，并且可以在現(xiàn)場靈活地響應。

CONPROSYS nano和IO-LinkMaster可為工業(yè)提供高效的遠程管理。 隨著現(xiàn)代制造業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化，遠程I/O變得越來越重要，我們的產(chǎn)品可提供適合這一趨勢的最佳解決方案。

利用此機會，您可以部署我們的Razpai兼容控制器和遠程I/O產(chǎn)品，以提高運營效率和生產(chǎn)力。

產(chǎn)品信息頁面

●CPI-PS10CM4 (CODESYS預安裝模型)

●CPI-MS10CM4 (Raspberry Pi OS模型)

相關(guān)內(nèi)容

●CPI系列多功能PLC

●CPI系列HAT尺寸擴展卡

利用CONPROSYS物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)推動商業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標準化