虹科

IIoT

虹科工業(yè)樹莓派結(jié)合CODESYS

控制遠(yuǎn)程 IO模塊

HongKe Technology

虹

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科

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方

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案

01

背景知識(shí)

以太網(wǎng)遠(yuǎn)程IO模塊是工業(yè)級(jí)遠(yuǎn)程采集與控制模塊，提供無源節(jié)點(diǎn)的開關(guān)量輸入采集，繼電器輸出，高頻計(jì)數(shù)器等功能。該模塊采用工業(yè)級(jí)元器件，10-30VDC寬電壓輸入，能夠在-30℃~60℃范圍內(nèi)正常工作。目前市面上比較常見的遠(yuǎn)程IO模塊支持Modbus、EtherCAT等現(xiàn)場(chǎng)總線。

以太網(wǎng)遠(yuǎn)程IO模塊的應(yīng)用非常廣泛，主要應(yīng)用于分布式的數(shù)據(jù)采集與控制，尤其適合于數(shù)據(jù)點(diǎn)分散、控制點(diǎn)分散的場(chǎng)合。

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方案是通過工控機(jī)+IO板卡實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，各種儀表信號(hào)直接通過電纜連接到IO板卡，這種方式布線成本高昂，信號(hào)衰減大。

而以太網(wǎng)遠(yuǎn)程IO模塊可以直接連接到PLC或工控機(jī)上。通過一根以太網(wǎng)電纜連接IO與PLC或工控機(jī)，各種儀表控制器信號(hào)直接就近接入到以太網(wǎng)IO模塊上，這樣做有以下幾個(gè)好處：

節(jié)省了使用工控機(jī)與IO板卡的成本，以太網(wǎng)IO模塊可以直接接入到上位機(jī)系統(tǒng)；

用10/100MHz的以太網(wǎng)傳輸替代了4-20mA的信號(hào)傳輸，提高了傳輸速度；

用一個(gè)以太網(wǎng)電纜替代各種儀表控制器信號(hào)線，減少了信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸?shù)乃p；

儀表控制器的信號(hào)電纜只需要接到以太網(wǎng)IO模塊上即可，極大地降低了電纜成本與布線工作量。

虹科工業(yè)樹莓派作為工業(yè)級(jí)控制器，支持通過現(xiàn)場(chǎng)總線連接和控制以太網(wǎng)遠(yuǎn)程IO模塊，以下是具體操作配置。

02

準(zhǔn)備工作

1. 硬件準(zhǔn)備

虹科工業(yè)樹莓派Connect+CODESYS模塊*1

EtherCAT IO模塊(數(shù)字量輸入&輸出模塊) *2

開關(guān)盒*1

燈塔*1

2. 軟件準(zhǔn)備

CODESYS軟件：安裝在PC端

CODESYS runtime：樹莓派多核版本

03

操作步驟

1. 硬件連接

虹科工業(yè)樹莓派以太網(wǎng)A口連接路由器，以太網(wǎng)B口與EtherCAT IO模塊連接

2. 配置EtherCAT主站

（1）導(dǎo)入EtherCAT IO模塊描述文件

①路徑：工具→設(shè)備存儲(chǔ)庫

②點(diǎn)擊“安裝”，安裝相應(yīng)EtherCAT IO模塊描述文件

（2）添加設(shè)備：右擊“Device”，選擇“添加設(shè)備”

①選擇“其他項(xiàng)”，添加虹科工業(yè)樹莓派型號(hào)

②選擇“現(xiàn)場(chǎng)總線”，添加“EtherCAT”→“主站”→“EtherCAT master”

（3）添加EtherCAT IO模塊

①配置虹科工業(yè)樹莓派與EtherCAT IO模塊的連接以太網(wǎng)口，根據(jù)實(shí)際連接的以太網(wǎng)口選擇

②登錄設(shè)備，路徑：在線→登錄

③掃描EtherCAT IO模塊，軟件會(huì)自動(dòng)識(shí)別與虹科工業(yè)樹莓派連接的EtherCAT IO模塊

路徑：左側(cè)目錄“EtherCAT_Master”→掃描設(shè)備→選擇相應(yīng)模塊，點(diǎn)擊復(fù)制

3. 定義變量

（1）定義EtherCAT IO輸入變量

（2）定義EtherCAT IO輸出變量

（3）定義全局變量

①添加全局變量列表，自定義命名

②定義變量

（4）定義局部變量

點(diǎn)擊程序：PLC_PRG，添加如下變量：

4. 編寫程序

（1）添加程序：Flow，流水燈的控制程序在Flow中編寫，程序編寫如下：

（2）編寫主程序：PLC_PRG，總控制流水燈程序：

5. 運(yùn)行程序

04

總 結(jié)

以上內(nèi)容主要分享的是虹科工業(yè)樹莓派結(jié)合CODESYS控制EtherCAT IO模塊的操作步驟。只要能夠提供相應(yīng)EtherCAT IO描述文件，虹科工業(yè)樹莓派就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程IO模塊的控制。除了結(jié)合CODESYS實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程IO模塊的控制之外，虹科工業(yè)樹莓派還支持通過協(xié)議棧開發(fā)包的方式實(shí)現(xiàn)協(xié)議控制。

除此之外，虹科工業(yè)樹莓派支持MODBUS、CANopen、Profinet等多種現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，可適配多種現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議遠(yuǎn)程IO模塊使用，幫助更多企業(yè)在不增設(shè)專門的遠(yuǎn)程IO模塊，節(jié)省成本，快速地實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

虹科--工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

虹科是一家在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)IIoT行業(yè)經(jīng)驗(yàn)超過3年的高科技公司，虹科與世界領(lǐng)域頂級(jí)公司包括EXOR、Eurotech、Unitronics、Matrikon、KUNBUS等合作，提供先進(jìn)的高端工業(yè)4.0 工業(yè)觸摸屏、高端邊緣計(jì)算機(jī)、IoT開發(fā)框架、PLC與HMI一體機(jī)、OPC UA、工業(yè)級(jí)樹莓派、SCADA等解決方案。物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部所有成員都受過專業(yè)培訓(xùn)，并獲得專業(yè)資格認(rèn)證，平均3年+的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和水平一致贏得客戶極好口碑。我們積極參與行業(yè)協(xié)會(huì)的工作，為推廣先進(jìn)技術(shù)的普及做出了重要貢獻(xiàn)。至今，虹科已經(jīng)為行業(yè)內(nèi)諸多用戶提供從硬件到軟件的不同方案，并參與和協(xié)助了眾多OEM的設(shè)備研發(fā)和移植項(xiàng)目，以及終端用戶的智能工廠和工業(yè)4.0升級(jí)改造項(xiàng)目。