В современной промышленной автоматизации наблюдается тенденция к переходу на распределенные системы, где вычислительные задачи перемещаются от центральных узлов к периферийным устройствам, расположенным непосредственно у источников данных и производственных процессов. Эта концепция, известная как edge computing, требует от управляющих приборов повышенной производительности, надежной защиты данных, строгой предсказуемости выполнения задач в реальном времени и продвинутых сетевых возможностей при сохранении компактных размеров.
В ответ на эти требования компания ICPDAS представила линейку программируемых контроллеров RPAC. Это передовое семейство устройств занимает центральное место в ассортименте производителя, объединяя проверенные решения предыдущих серий с новейшими архитектурными разработками.
В отличие от предшественников XPAC и WinPAC, контроллеры RPAC базируются на 64-битной архитектуре и используют операционную систему Linux. Это обеспечивает значительный прирост вычислительной мощности и расширенный доступ к оперативной памяти, преодолевая ограничения устаревших платформ Windows Embedded. При этом сохранена полная совместимость со средой разработки Win-GRAF, что гарантирует плавный переход для существующих проектов.
По сравнению с линейкой LinPAC, ориентированной на разработку на C/C++ и требующей дополнительных усилий для интеграции промышленных протоколов, контроллеры RPAC поставляются с предустановленным runtime-окружением Win-GRAF. Это позволяет немедленно использовать стандарт МЭК 61131-3 без сложной настройки, ускоряя запуск приложений. При этом остается возможность глубокой кастомизации благодаря открытому уровню Linux.
Аппаратная платформа и модельный ряд
Семейство RPAC насчитывает три модели, различающиеся производительностью, конструкцией и сферами применения. RPAC-2658M уже доступен и активно применяется. Модели RPAC-2858M и RPAC-9848 являются новыми, их выход на рынок ожидается в ближайшем будущем.
- RPAC-2658M: 4-ядерный Cortex-A9 (1,0 ГГц), 1 ГБ DDR3
- RPAC-2858M: 4-ядерный Cortex-A53 (1,6 ГГц), 2 ГБ LPDDR4
- RPAC-9848: 4-ядерный Cortex-A53 (1,6 ГГц), 2 ГБ LPDDR4
Все модели оснащены 8 ГБ eMMC для ОС и приложений, а также слотом microSD (кроме RPAC-9848) для расширения хранилища. Для сохранения критически важных данных при отключении питания используются энергонезависимые FRAM (64 КБ) и MRAM (128 КБ). Встроенные сторожевые таймеры и уникальный 64-битный серийный номер обеспечивают надежность и безопасность.
Коммуникационные возможности
Контроллеры RPAC функционируют как многоцелевые коммуникационные узлы.
- Сетевые интерфейсы: RPAC-2658M и RPAC-2858M имеют три порта Gigabit Ethernet для сегментации сети. RPAC-9848 оснащен EtherCAT-интерфейсом для построения различных топологий.
- Последовательные интерфейсы: Порты RS-232/RS-485 (COM1), RS-485 (COM2) и RS-422 (COM3) для диагностики.
Программный стек
Win-GRAF включает поддержку промышленных протоколов: Modbus TCP/IP и RTU/ASCII (Master/Slave), EtherCAT (Master), DCON, OPC UA Server, MQTT, Web Server, SSH. Предусмотрена возможность реализации пользовательских протоколов.
Среда программирования Win-GRAF
На базе Linux Kernel 4.14.78 и Xenomai реализована строгая детерминированность. Поддерживаются языки МЭК 61131-3 (LD, FBD, IL, ST, SFC). Доступно гибридное программирование с использованием C. Функция Online Change позволяет обновлять программы без остановки контроллера.
Сводная таблица спецификаций устройств серии RPAC
|
Модель |
CPU |
RAM/Flash |
NVRAM |
Физические порты |
Основная задача |
|
RPAC-2658M |
Cortex-A9, 4 ядра, 1ГГц |
1ГБ DDR3 / 8ГБ eMMC, слот microSD слот |
64КБ FRAM, 128КБ MRAM |
3 xGbit LAN, RS-232/485, RS-485, RS-422, USB |
Многоцелевой контроллер, реализация систем высокой доступности (резервирование) |
|
RPAC-2858M |
Cortex-A53, 4 ядра, 1,6ГГц (64-бит) |
2ГБ LPDDR4 / 8ГБ eMMC, microSD слот |
64КБ FRAM, 128КБ MRAM |
3 xGbit LAN, последовательные порты, USB |
Высокопроизводительные модули, функционирование в роли EtherCAT Master |
|
RPAC-9848 |
Cortex-A53, 4 ядра, 1,6ГГц (64-бит) |
2ГБ LPDDR4 / 8ГБ eMMC |
64КБ FRAM, 128КБ MRAM |
LAN, EtherCAT-сплиттер, последовательные порты |
Ответственные узлы управления, крепление на стену, двойное питание |
Линейка программируемых контроллеров ICP DAS RPAC, функционирующая под управлением программного обеспечения Win-GRAF, представляет собой передовую промышленную платформу, предназначенную для разработки распределенных систем автоматизации. Благодаря интеграции микроядра реального времени Xenomai, инженерам удалось преодолеть ограничения стандартных операционных систем общего назначения, обеспечив предсказуемое и своевременное выполнение вычислительных задач.
