探索工业树莓派更多可能性—兼顾CODESYS数据采集和Python数据优化处理

工业4.0理念的兴起带来了数字化和智能化的革命。现代工业场景对OT端设备的要求越来越高，需要处理多样化的任务和数据，包括实时控制、数据处理、物联网通信、边缘计算等。面对多样化的需求，传统工业PLC控制器设备已经不能完全满足，需要一种更强大的OT端设备满足数字化、智能化需求。

解决方案

针对上述情况，虹科曾提出过一种解决方案：为PLC控制器设备添加虹科工业树莓派设备，借由工业树莓派接口丰富的特点，采集PLC控制器的数据并进行边缘计算。本文，我们将提供第二种解决方案：采用虹科工业树莓派替代PLC控制器。

虹科工业树莓派是一个专门为工业应用设计的边缘计算硬件平台，它能够与CODESYS进行结合作为软PLC模块使用，以满足传统工业中电气工程师的开发应用习惯。除此之外，虹科工业树莓派可以作为边缘计算网关，支持Python开发应用。虹科工业树莓派本身配备一个多核处理器，可以同时运行多个程序，实现并行计算。本文将探讨虹科工业树莓派同时作为软PLC和边缘计算网关的可行性。

理论分析

1、多核处理器

虹科工业树莓派采用Broadcom BCM2711四核处理器，可以同时运行多个程序，实现并行计算，提高性能。

2、大内存配置

虹科工业树莓派部分型号配备较大的内存，能够支持同时运行多个程序，确保运行的稳定性。

3、独立运行环境

CODESYS和Python作为独立的运行环境，彼此之间不会相互干扰，各自运行在不同的进程中，不会冲突。

4、分时调度

Linux操作系统有着优秀的进程调度机制，能够快速地在不同任务之间切换，实现看似同时运行的效果。

初步实践测试

虹科工业树莓派自带两个支持可自由编程控制的指示灯，本次初步测试内容：

CODESYS控制指示灯，Python程序获取指示灯状态；

指令控制指示灯，CODESYS在线监测指示灯状态。

1. CODESYS控制指示灯，Python程序获取指示灯状态

a.CODESYS定义变量；

b.CODESYS程序：A1指示灯和A2指示灯亮绿灯，运行；

c. 使用虹科开发提供的myCtrlLib库编写Python程序获取指示灯状态；

d.在线修改CODESYS程序，并重新下载；

e.结果：CODESYS控制设备成功，Python同时获取设备数据成功。

2.指令控制指示灯，CODESYS程序获取指示灯状态

a.输入指示灯控制指令；

piTest -w RevPiLED,5

b.CODESYS监测状态；

c.指令查看指示灯当前状态。

d.结果：Python控制设备失败，CODESYS获取数据当前状态成功。

3.测试分析

基于虹科提供的myCtrlLib库的基础上，在CODESYS程序运行的同时，Python程序无法控制设备硬件，但是Python程序能够正常在设备内运行并及时获取到设备正确数据。换而言之，虹科工业树莓派在采用CODESYS程序实现数据采集的同时，能够同时运行编程语言实现边缘计算。

初步分析，Python程序无法控制硬件的主要原因：默认情况下，CODESYS调用硬件的优先级高于Python程序，这部分可以通过系统管理尝试修改优先级。

结论

通过本次初步测试，虹科工业树莓派能够在满足电气工程师开发习惯的基础上，增加边缘计算能力，同时兼顾CODESYS数据采集和Python数据处理。