STM32x翌控科技x米爾電子|STM32MP135開(kāi)放式高實(shí)時(shí)高性能PLC控制器解決方案發(fā)布

01前言

隨著(zhù)工業(yè)數字化進(jìn)程加速與IT/OT深入融合，不斷增加的OT核心數據已經(jīng)逐步成為工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)的核心資產(chǎn)，而OT層數據具備高實(shí)時(shí)、高精度、冗余度高、數據量大等等特點(diǎn)，如何獲取更加精準的OT數據對數字化進(jìn)程起到至關(guān)重要的作用，同時(shí)隨著(zhù)國內工業(yè)控制系統逐步進(jìn)入中高端應用，更加精準的控制至關(guān)重要，因此工業(yè)控制系統高實(shí)時(shí)高性能需求尤其突出。

面對以上挑戰，合作伙伴翌控科技基于米爾STM32MP135開(kāi)發(fā)板發(fā)布開(kāi)放式高實(shí)時(shí)高性能PLC控制器解決方案，將高精準數據采集、預處理、存儲、通信與高實(shí)時(shí)控制融為一體，為控制系統邁向完全數字化中高端控制提供一個(gè)非常好的選擇。

02STM32MP135處理器簡(jiǎn)介

STM32MP135系列處理器具備1GHz高主頻，實(shí)現高性能的同時(shí)，具備更低的功耗，為工業(yè)控制產(chǎn)品穩定可靠的執行提供堅實(shí)的基礎。同時(shí)STM32MP135支持高性能DDR3存儲器，在存儲器性能與抖動(dòng)抑制方面實(shí)現極大的優(yōu)化。為了實(shí)現工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)EtherCAT與標準以太網(wǎng)TCP/IP通訊同時(shí)運行，STM32MP135設計了2個(gè)獨立的高性能千兆以太網(wǎng)MAC單元，經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間驗證，通訊效率與穩定性非常高，并且可以很好的適配國產(chǎn)千兆PHY芯片。STM32MP135支持的Eclipse ThreadX實(shí)時(shí)操作系統，針對高實(shí)時(shí)高性能的應用場(chǎng)景，中斷響應速度低至ns級，而非常高負載情況下ThreadX任務(wù)抖動(dòng)依然可控制在10us以?xún)?，同時(shí)完備的HAL驅動(dòng)庫具備極速外設響應速度。對于熟悉STM32的開(kāi)發(fā)工程師可實(shí)現零門(mén)檻升級至STM32MP135的開(kāi)發(fā)。

▲STM32CubeMPU MW overview

▲  Middleware Components

03翌控科技LogicLab解決方案基于STM32MP135平臺的實(shí)現

翌控科技和STM32聯(lián)合開(kāi)發(fā)，完成LogicLab解決方案對STM32MP135處理器的適配，包括符合IEC61131-3標準的PLC運行系統、Modbus協(xié)議棧、CANopen主站協(xié)議棧、EtherCAT主站協(xié)議棧、運動(dòng)控制等等組件。

同時(shí)翌控科技對STM32MP135處理器的Eclipse ThreadX實(shí)時(shí)操作系統適配與BSP驅動(dòng)進(jìn)行了針對于PLC應用的增強。經(jīng)過(guò)詳細測試，基于STM32MP135平臺LogicLab解決方案性能均達到先進(jìn)水平，關(guān)鍵技術(shù)參數如下：

●   PLC存儲器：程序區: 16MB，數據區: 32MB，掉電保持區: 128KB

●   PLC基礎指令執行性能: 4ns

●   PLC高速I(mǎi)O中斷響應能力: <1us

●   PLC中斷任務(wù)響應能力: <10us

●   EtherCAT主站推薦最小周期(開(kāi)啟DC): 250us(小于8從站)，500us(小于16從站)，1ms(小于32從站)

●   EtherCAT任務(wù)與DC從站時(shí)間偏差: <10us

●   運動(dòng)控制最大軸數:40軸(含脈沖軸與虛擬軸)

翌控科技LogicLab解決方案應用架構圖：

翌控科技基于STM32系列處理器提供全新LogicLab Runtime SDK 2.0版本，基于標準開(kāi)發(fā)板集成Eclipse ThreadX組件、板級驅動(dòng)、PLC核心庫移植、現場(chǎng)總線(xiàn)通訊庫、運動(dòng)控制庫實(shí)現等等功能，實(shí)現開(kāi)箱即用，大幅削減基礎平臺研發(fā)投入。LogicLab Runtime SDK可直接通過(guò)STM32CubeIDE導入工程，并進(jìn)行編譯并生成固件，同時(shí)可基于C/C++對PLC核心功能進(jìn)行擴展，完全固化行業(yè)核心Knowhow，從而實(shí)現獨特的PLC控制器產(chǎn)品，核心架構圖如下:

04開(kāi)放式硬件生態(tài)

開(kāi)放式高實(shí)時(shí)高性能PLC控制器產(chǎn)品的硬件生態(tài)，可以加速客戶(hù)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品進(jìn)度以及降低研發(fā)難度和風(fēng)險。通過(guò)與米爾電子深入合作，LogicLab Runtime SDK已適配米爾電子的MYD-YF135-4E512D-100-I開(kāi)發(fā)板，該開(kāi)發(fā)板采用核心板+底板分離式設計，工業(yè)級設計可快速進(jìn)行產(chǎn)品化，具備2路千兆以太網(wǎng)接口同時(shí)適配以太網(wǎng)通訊(支持ModbusTCP通訊)與EtherCAT主站，1路RS485與1路RS232適配ModbusRTU接口，1路CAN總線(xiàn)適配CANopen主站，外擴RGB顯示屏可進(jìn)行圖形化界面開(kāi)發(fā)以及引出多路通用GPIO實(shí)現本地高速I(mǎi)O子系統，開(kāi)發(fā)板圖片如下:

米爾STM32MP135開(kāi)發(fā)板

05結論

借助于STM32優(yōu)秀的MPU產(chǎn)品與豐富的RTOS軟件生態(tài)以及板級硬件伙伴米爾電子的工業(yè)級模組，翌控科技實(shí)現開(kāi)放式高實(shí)時(shí)高性能PLC控制器解決方案，通過(guò)發(fā)布開(kāi)放式LogicLab Runtime SDK軟件包，用戶(hù)可快速實(shí)現具備競爭力的PLC控制器產(chǎn)品，并且大幅降低了研發(fā)團隊投入，為全面實(shí)現數字化智能化控制系統奠定堅實(shí)的基礎。更多最新資訊與技術(shù)更新，請關(guān)注翌控科技以及米爾公眾號。