文章來源：虹科工業(yè)控制

工業(yè)樹莓派應(yīng)用背景

隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的提升，多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來越廣，控制系統(tǒng)的規(guī)模、復(fù)雜度隨之提升，各行各業(yè)對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的要求也越來越多樣化，因此傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)已不能滿足要求，開放式 、網(wǎng)絡(luò)化成為運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。

工業(yè)樹莓派以其開源的特性廣泛應(yīng)用在工業(yè)上的各個(gè)領(lǐng)域。目前工業(yè)樹莓派應(yīng)用較多的領(lǐng)域有數(shù)據(jù)采集上傳、小型控制、結(jié)合軟件用作軟PLC、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)，亦可做一些邊緣計(jì)算的應(yīng)用等，展現(xiàn)出在工業(yè)領(lǐng)域的無限可能性。

工業(yè)樹莓派相比傳統(tǒng)控制系統(tǒng)有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：

1靈活性

工業(yè)樹莓派采用了嵌入式計(jì)算技術(shù)，可以根據(jù)需要進(jìn)行定制化開發(fā)。用戶可以根據(jù)自身需求選擇相應(yīng)的操作系統(tǒng)和軟件，實(shí)現(xiàn)功能定制，滿足特定的控制需求。

2節(jié)省成本

傳統(tǒng)控制系統(tǒng)需要專門的硬件設(shè)備和定制化軟件開發(fā)，成本較高。而工業(yè)樹莓派以其低廉的硬件成本，以及開放源代碼的操作系統(tǒng)和軟件庫，極大地降低了開發(fā)和維護(hù)成本。

3便于監(jiān)控和管理

工業(yè)樹莓派可以 通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。開發(fā)者可以通過瀏覽器遠(yuǎn)程訪問樹莓派的控制界面，實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并進(jìn)行遠(yuǎn)程升級(jí)和故障排除。

4態(tài)系統(tǒng)支持

樹莓派生態(tài)系統(tǒng)龐大，有許多社區(qū)和開發(fā)者提供支持和資源。用戶可以在社區(qū)中獲取各種應(yīng)用案例、教程和解決方案，以便更好地利用工業(yè)樹莓派開發(fā)自己的控制系統(tǒng)。

虹科新品

在此背景下，為了滿足工業(yè)中對(duì)于復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制的要求，虹科推出了兩款高性能工業(yè)樹莓派HK-MC和 HK-BC 。這兩款產(chǎn)品以樹莓派計(jì)算模塊為核心并進(jìn)行了
工業(yè)級(jí)封裝 ，能更好地滿足工業(yè)場(chǎng)景下的運(yùn)動(dòng)控制要求。

HK-MC和HK-BC

虹科工業(yè)樹莓派具有如下特點(diǎn)：

1可擴(kuò)展性

HK-MC和HK-BC都可以通過將EtherCAT I/O模塊系統(tǒng)(MC系列或E-I/O)橫向連接在主控制器右側(cè)來 進(jìn)行擴(kuò)展，用于連接控制系統(tǒng)中的各種過程信號(hào)。

2多功能

單個(gè)模塊可以同時(shí)承擔(dān)PLC控制和EtherCAT總線耦合器的功能，EtherCAT通信信號(hào)已經(jīng)被內(nèi)部轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)VDS(E-bus)來進(jìn)行電路板級(jí)的協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸。作為 EtherCAT主機(jī)，HK-MC和HK-BC發(fā)送EtherCAT報(bào)文來寫入輸出數(shù)據(jù)和讀取輸入數(shù)據(jù)。EtherCAT協(xié)議一直保持到最后一個(gè)單獨(dú)的I/O模塊。

HK-MC及I/O模塊

然而，由于這兩款產(chǎn)品在硬件與外觀都十分相似，為了更加明確這兩個(gè)系列的產(chǎn)品在性能參數(shù)上有何區(qū)別，接下來本文將對(duì)這兩個(gè)系列產(chǎn)品的區(qū)別和各自更適用的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行介紹，以便于客戶根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行選擇。

(一)HK-MC模塊化控制器

虹科推出的MC系列，即 模塊化控制器 (Modular controller)是基于Raspberry
Pi的高性能4核控制器，運(yùn)動(dòng)控制循環(huán)時(shí)間最快可達(dá) 500微秒 。采用功能強(qiáng)大的CODESYS作為PLC軟件編程工具，它支持IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)IL 、ST、FBD 、LD、 CFC、 SFC六種PLC編程語言，用戶可以在同一項(xiàng)目中選擇不同的語言編輯子程序，功能模塊等。

通過在硬件平臺(tái)上移植Runtime，HK-MC可以將任何嵌入式設(shè)備或基于PC的設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)榉螴EC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)控制器。HK-MC適用于物聯(lián)網(wǎng) (IoT)、運(yùn)動(dòng)控制和 數(shù)控機(jī)床 (CNC)控制等特別需要對(duì)實(shí)時(shí)行為進(jìn)行優(yōu)化的應(yīng)用場(chǎng)景。

(二)HK-BC工業(yè)PC

虹科推出的BC系列，可以看作一個(gè)裝有Raspberry Pi操作系統(tǒng)的 工業(yè)PC 。它采用開放的RaspberryPi操作系統(tǒng)，是虹科向市場(chǎng)推出的第一個(gè)真正的工業(yè)級(jí)、高性能的工業(yè)樹莓派解決方案。與前面提到的HK-MC模塊化控制器最大的區(qū)別在于，HK-BC提供了一個(gè)開放的開發(fā)環(huán)境 -Raspberry Pi OS，因此可以 與Raspberry社區(qū)協(xié)同使用，里面附帶了大量的編程軟件和教育學(xué)習(xí)軟件，并且適配了所有型號(hào)。

得益于各種可用的軟件解決方案、高性能冷卻、可選的CODESYS運(yùn)行時(shí)以及EtherCAT、USB3、USB2和RTC等接口和功能，HK-BC適用于希望在工業(yè)環(huán)境中以不同語言進(jìn)行靈活編程的客戶，例如自動(dòng)化項(xiàng)目中的IO控制 、智能樓宇等應(yīng)用。

選型總結(jié)

虹科推出的HK-MC和HK-BC系列都是基于ComputerModule4開發(fā)的高性能控制器模塊，具有模塊化的特點(diǎn)。二者都具有可擴(kuò)展性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，模塊本身可以擴(kuò)展一些I/O模塊，來直接采集一些數(shù)字量模擬量的數(shù)據(jù)，且都符合工業(yè)要求的工業(yè)溫度范圍。

在虹科的兩款工業(yè)樹莓派中安裝第三方軟件的Runtime，并在軟件上進(jìn)行配置，可以使其具備運(yùn)行軟PLC的能力，可以用作EtherCAT，Ethernet/IP，CANopen等協(xié)議的主站。

HK-MC和HK-BC系列最大的區(qū)別在于開發(fā)環(huán)境的差異，HK-MC是使用標(biāo)準(zhǔn)的CODESYS進(jìn)行開發(fā)，HK-BC則是直接使用的Raspberry PiOS,用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際應(yīng)用需求來進(jìn)行配置操作，具有更大的靈活性和 開發(fā)自由度 。