工业树莓派作为自动化控制器和边缘网关

UniPi Neuron是基于树莓派计算平台的可编程逻辑控制器(PLC)产品线,设计用于工业自动化、生产数据采集、智能家居等工业和商业物联网应用。

Neuron控制器是一种模块化的、高度灵活的解决方案,它允许用户通过各种输入输出和通信接口远程管理连接的系统或单个设备。Neuron控制器也可以作为其他设备的网关。Neuron是一个开放平台,可以与定制代码结合使用,可以集成到现有的解决方案中,也可以与任何受支持的开源平台结合使用。

Neuron适用于广泛的应用领域:

  • 工业自动化设备
  • 生产数据采集
  • 智能家居自动化
  • 电气装置
  • 能源管理
  • HVAC空调控制、BMS(楼宇管理系统)
  • 远程控制和SCADA
  • 建筑工地
  • 园林农业自动化
  • 数据中心

……和许多应用!

型号概述

产品名称 DI DO RO AI AO RS485
S103 4 4 - 1 1 1
S103-G* 4 4 - 1 1 1
S103-IQRF** 4 4 - 1 1 1
M103 12 4 8 1 1 1
M203 20 4 14 1 1 1
M303 34 4 - 1 1 1
M523 8 4 5 5 5 2
L203 36 4 28 1 1 1
L303 64 4 - 1 1 1
L403 4 4 56 1 1 1
L523 24 4 19 5 5 2
L533 12 4 10 9 9 3

* GSM/GPRS模块

** IQRF兼容的

硬件

根据型号的不同,每个Neuron型号被分成一到三个输入输出(I/O)组,每个组包含一组输入、输出和通信模块。每个I/O电路板由其STM32处理器控制,该处理器控制输入和输出,并与中央处理器(CPU)通信。处理器使用我们的固件不仅包含基本的I/O功能,而且还包含其他功能和特性。

Neuron可包含1个(S系列)、2个(M系列)或3个(L系列) I/O组。每个组都配备了自己的处理器,一个或多个I/O模块的接口连接到处理器上。该处理器处理组I/O模块上的所有事件,并监控与CPU的通信。所有的组都是从主组(1)的右至左标记的。

每个I/O组处理器都连接到CPU和用于所有组处理器的中央通信通道。I/O组之间没有通信。每个处理器也可以在CPU上独立运行,允许用户在CPU出现故障或软件问题时保留对I/O模块的基本控制。

计算模块

Neuron控制器采用集成的树莓派3 型号B微型计算机,具有1.2GHz四核CPU和1GB RAM,提供高计算能力。这为各种需要性能的应用程序提供了足够的性能。MicroSD存储卡用作内存存储。

输入和输出

根据特定的型号,Neuron控制器可以配置以下类型的I/O或它们的各种组合。

数字输入(DI用于读取由直流电压电平表示的逻辑状态。这使得DI适合于从各种双态(二进制)设备和传感器读取数据,如开关、运动传感器(运动/不运动)、液位传感器(油箱空/油箱满)等。

数字输出(DO适用于开关各种双态设备,如照明、门锁、快门驱动器等。DO还具有脉冲宽度调制(PWM)功能,允许它们用于模拟控制。

继电器输出(RO用于开关高电流设备,如灯泡、热电驱动、热水器、水泵、大型外部继电器等。

模拟输入(AI用于测量各种模拟传感器(如温度计、压力计、张力计等)的电压、电流或电阻。

模拟输出(AO通过直流电压或电流对多状态外部设备进行控制,适用于三通阀、热交换器、电机等设备的控制。

通讯接口

默认情况下,所有的Neuron控制器都有一个或多个RS485串行接口。通常,RS485使用Modbus RTU协议,可用于与各种设备通信,如xS扩展模块、电能表、触摸屏HMI、来自其他供应商的PLC等。大量的设备可以连接到一个总线,而总线长度可以达到几百米。

还包括一个单总线(1-Wire)。该接口使用2-3根导线从各种单总线传感器(如温度计、湿度计、光强传感器等)采集数据。一根单总线最多可支持15个设备,总线的总长度可达200米。

所有Neuron型号都有一个10/100Mbit以太网端口,用于网络通信。

产品特点

GSM/GPRS功能:S103-G型号具有无线GSM/GPRS模块,允许控制器使用GSM/GPRS网络通过SMS服务发送警报和通知。

IQRF接口:S103-IQRF型号采用了TR-76D智能收发器,用于使用IQRF无线标准进行通信。

软件

Neuron的软件被设计得尽可能开放。因此,客户不再局限于单一的软件解决方案,可以从各种各样的本机、商业或开源平台中选择控制、通信和PLC配置。

提供的基本软件是Linux操作系统和使用TCP协议的Modbus通讯接口——两者都是免费的。这个基本的解决方案是为简单的用户应用程序实现而设计的,它支持远程访问以及在单元本身上运行软件。这两种方法的组合为客户提供了分布式系统的优势。

它的主要支持的解决方案是Mervis控制系统——一个根据IEC 61131 - 3标准开发的平台,用于PLC编程,并包括SCADA界面远程管理和监控、广泛的开发环境、人机界面(HMI)编辑器和一个在线/本地数据库,以及存储历史数据和控制技术运行的回顾性分析。每个神经元控制器的包中包含一个使用Mervis DB云数据库Mervis代理服务的终身许可码。

EVOK是一个开源应用程序编程接口(API,主要用于远程地访问我们的PLC单元。它是一个简单易用的软件,允许轻松的硬件访问,而不需要复杂的编程。EVOK使用了六种统一的方法(或协议),因此用户不必编写自己的代码。这意味着可以使用任何编程语言。这些方法是:REST Web Forms、Bulk JSON、REST JSON、SOAP、JSON-RPC、WebSocket。

推荐的商业软件:最大的商业软件平台是IEC 61131-3兼容的CODESYS,设计用于现代工业自动化项目。

推荐的开源软件:利用web界面的Node-RED,用于硬件、API和在线服务的轻松连接,通过一个全面的图形编辑器,允许轻松放置代码段,只需单击一下。