智能工厂·能源管理·AGV导航:ARM+OTee的多元应用场景实战

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通过利用ARMxy系列的高效性能与OTee的灵活性,各行业能够突破传统PLC的局限,实现成本节约、可扩展性以及IT/OT的无缝集成。

案例详情

OTee的虚拟PLC(可编程逻辑控制器)软件是一个符合IEC 61131-3标准的革命性平台,旨在通过将控制逻辑与专有硬件解耦,实现工业自动化的变革。与依赖供应商特定硬件的传统PLC不同,OTee的虚拟PLC可以在任何兼容的计算设备上运行,例如基于ARM的系统,并利用开放标准和云原生管理。它支持工业协议(如Modbus、EtherNet/IP)、人工智能驱动的开发以及安全、可扩展的设备群管理,非常适合现代工业4.0应用。当与基于ARM的嵌入式计算机结合使用时,OTee为工业自动化提供了强大、经济高效且灵活的解决方案。本文将探讨这种协同作用的技术优势、应用场景和实施细节。

为何选择ARM嵌入式计算机?

基于ARM的嵌入式计算机,如采用瑞芯微RK3568J BL410或RK3562J BL370处理器的计算机,因其独特的特性而被广泛应用于工业自动化领域:

  • 低功耗:像Cortex-A53这样的ARM处理器,能够在消耗最少能源的情况下提供高性能,非常适合工业环境中的长期运行。
  • 紧凑设计:其小巧的外形适合空间受限的应用场景,例如边缘设备或导轨安装的控制器。
  • 高可靠性:工业级ARM计算机,如钡铼技术的ARMxy系列嵌入式PC,使用坚固的组件,能够承受恶劣条件(如极端温度、振动)。
  • 多协议支持:这些系统支持Modbus、OPC UA、EtherNet/IP等工业协议,确保与现有基础设施的兼容性。
  • 可扩展性:ARM计算机可以处理多任务,并运行Linux或Ubuntu等现代操作系统,支持复杂的自动化任务。

OTee虚拟PLC:改变游戏规则

OTee的虚拟PLC软件通过将控制逻辑与专有硬件解耦,重新定义了工业控制。其主要功能包括:

  • 硬件独立性:可在ARM设备上运行,消除了供应商锁定。
  • 云原生管理:通过OTee的工业物联网平台,实现远程编程、部署和更新。
  • 开放标准:支持发布/订阅数据框架和统一命名空间,实现无缝数据集成。
  • 人工智能辅助开发:OTee的人工智能工具Martha可以生成和优化PLC代码,减少开发时间。
  • 安全性:实施基于角色的访问控制(RBAC)和加密的OTA更新等零信任安全措施。

ARM与OTee的协同作用

将ARM嵌入式计算机与OTee的虚拟PLC相结合,形成了强大的工业自动化解决方案:

  • 成本效益
    • 与需要昂贵专有硬件的传统PLC相比,ARM计算机降低了硬件成本。
    • OTee的虚拟PLC消除了对多个物理控制器的需求,将工作负载整合到单个ARM设备上。
  • 灵活性和可扩展性
    • ARM的多任务处理能力允许同时执行控制逻辑、人机界面(HMI)和数据处理任务。
    • OTee的云平台支持设备群管理,实现批量更新和分布式系统的集中控制。
  • 实时性能
    • ARM Cortex-A53或Cortex-A55内核为实时控制任务提供了足够的处理能力。
    • OTee的实时虚拟机管理程序确保了确定性性能,这对于运动控制或自动导引车(AGV)系统等应用至关重要。
  • 无缝集成
    • ARM计算机支持传统接口(如串行COM、USB)和现代协议,连接新旧设备。
    • OTee的开放架构可与现有PLC和工业物联网设备集成,便于逐步现代化。
  • 边缘到云连接
    • 基于ARM的边缘计算机在本地收集和处理数据,减少延迟。
    • OTee的工业物联网平台将数据上传到云端,用于远程监控、分析和预测性维护。

应用场景

ARM与OTee的组合适用于各种工业自动化场景:

  • 智能工厂
    • 用例:一家制造工厂使用运行OTee虚拟PLC的基于ARM的边缘计算机来控制机械臂和输送系统。
    • 优势:基于云的实时监控优化了生产效率,减少了停机时间。
  • 能源管理
    • 用例:一家地热工厂部署了带有OTee的ARM计算机,根据外部价格预测API来管理泵。
    • 优势:OTee的REST API集成和ARM的低功耗实现了经济高效的能源调度。
  • 自动导引车(AGV)
    • 用例:运行OTee的ARMxy计算机在仓库中控制AGV的导航和任务调度。
    • 优势:高可靠性和集成的I/O减少了硬件复杂性和维护成本。
  • 楼宇自动化
    • 用例:带有OTee的基于ARM的控制器管理智能建筑中的暖通空调(HVAC)和照明系统。
    • 优势:云原生更新和人工智能驱动的优化提高了能源效率。

实施指南

要为工业自动化部署带有OTee的ARM嵌入式计算机,请按照以下步骤操作:

  • 选择硬件
    • 选择工业级ARM计算机(如钡铼 BL410,采用瑞芯微RK3568,高达4GB DDR4,32GB eMMC)。确保其支持Linux和所需协议。
    • 验证其在恶劣工业环境中的环境等级。
  • 安装OTee平台
  • 编写控制逻辑
    • 使用带有AI助手Martha的OTee集成开发环境(IDE)编写符合IEC 61131-3标准的代码(如梯形图、结构化文本)。
    • 在部署前在虚拟环境中测试逻辑。
  • 与I/O设备集成
    • 使用ARM的I/O端口(如EtherNet/IP、Modbus)连接传感器、执行器和传统PLC。
    • 配置OTee HUB以管理数据交换。
  • 部署和管理
    • 通过OTee的云平台将虚拟PLC部署到ARM计算机上。
    • 使用OTA更新进行维护,并根据需要添加更多ARM设备来扩展系统。

ARM嵌入式计算机与OTee虚拟PLC软件的结合为工业自动化提供了一个具有前瞻性的解决方案。通过利用ARM的高效性能和OTee的灵活性,各行业能够克服传统PLC的局限性,实现成本节约、可扩展性以及IT/OT的无缝集成。对于旨在实现自动化系统现代化的组织来说,这种组合是迈向更智能、更互联未来的战略性一步。