斗破苍穹续集,魔天记忘语小说,梦入神机

盡管工業自動化技術與我們日常生活中常見的消費級硬件和軟件差別很大，但是工業微控制器正使工業應用獲益于開放源代碼。工業控制器技術正在縮小與消費級技術之間的差距，這為最終用戶帶來了一些重大而意外的收獲。

一般認為，與消費者技術相比，包括控制器在內的工業自動化技術發展緩慢。滯后的原因是只有在消費市場得到證明之后，一些先進技術才會被用于更保守、更嚴酷的工業應用中。

由于工業應用需要連續多年、安全、可靠地操作具有潛在危險的設備，因此，精心設計和包裝的自動化產品顯得尤為重要。這意味著控制器的其它功能，例如易用性和良好的連接性，通常是次要考慮的因素。

過去15年，消費領域的“創客”文化獲得了長足的發展。這個社區為使用PC和微控制器來操作各種“DIY”項目帶來了激情和創造力。在這些開發人員中，大多數人將這些自制項目的源代碼開放，以供任何人使用，但是這些技術通常還不具備在工廠車間使用的條件。

工業化的微控制器，將開源優勢與成熟的工業平臺相結合，為最終用戶提供了更多的自動化選擇。

開源處理器

開源項目在許多方面與工業應用相關。例如，在過去的幾年中，通用Linux開源操作系統被嵌入到工業物聯網（IIoT）設施中，作為運行控制和可視化軟件的平臺，扮演著越來越重要的角色。

開源程序員通常免費向所有用戶提供源代碼和程序。許多人會認為，這種開放性對于實施人員來說，增加了一定的風險。但是，更大的開放性使任何人都可以查看代碼，并且大型的開發人員社區可以在發現問題時快速響應。

從開放硬件的角度來看，兩種領先的微控制器是樹莓派（Raspberry Pi）和Arduino。前者更像是一個小型的單板PC，而后者則更簡單。對于Arduino，稱為Shields的可堆疊的附件板增加了以太網、Wi-Fi、GPS和其它擴展功能，使這些系統非常適合原型設計人員和愛好者（圖1）。

圖1：Arduino和類似的微控制器，是創客社區的重要組成部分，幫助愛好者實現計算和自動化項目。本文圖片來源：Automation Direct

像Arduino這樣的微控制器，是為學習C++編程的學生而創建的，旨在供有任何編程經驗的人們使用。有效、免費、豐富的軟件庫，諸多低成本的硬件選擇，以及最終用戶的設計重點，使這種開源概念成為創客社區的最愛。

微控制器的普及已引起工業自動化行業的關注，業余愛好者所需的許多功能，也是工業項目需要的。一些最終用戶甚至將消費級微控制器應用到工業領域，但是商業和工業規格之間的差異，會帶來一定的風險。

圖2：Automation Direct公司的Productivity Open等新產品，提供了一種將工業規格的開源微控制器功能與I/O設計相結合的方法。

開源編程的好處

選擇開放源代碼實現自動化項目，最終用戶肯定會受益于現代編程選項與成熟的工業實用性之間的融合。用戶可以混合搭配多種方法來獲得所需的東西。

有時，在添加聯網的工業化開放式控制器以執行專門的任務或計算時，繼續使用基于可編程邏輯控制器（PLC）具有現實意義。在某些情況下，用戶可以在開放式控制器中，開發所有控制邏輯和通用計算，然后使具有輸入/輸出（I/O）的關聯設備自動化。

另一個需要考慮的因素涉及設計和維護人員的技能。盡管目前的工業用戶，在職業生涯中已經接受過PLC培訓，但下一代用戶可能更適應在開源硬件中使用現代技術和編程語言。

新的平臺可以在開放式控制器與PLC和I/O之間建立橋梁，工業制造商可以利用當前的技能，利用新員工來培養技術人員，他們希望在現代開源平臺上工作。

圖3：與消費級控制器不同，工業控制器需要在極端條件下進行測試，以確保現場的可靠性。

開源控制器的應用

隨著工業開源的發展勢頭越來越強勁，用戶將繼續尋找新的應用。使用開源控制器的一種基本方法是將其配置為數據記錄器，即使對于C++ 的新手來說也很容易。原始設備制造商（OEM）可以將開放式控制器作為操作機器的一站式解決方案，同時提供比PLC更先進的算法和數據處理功能。

開源也非常適合各種半工業應用，例如環境控制或實驗室設備監控。自動化煙熏烤架、家庭自動化和農業項目等更多面向消費者的應用，也可以通過工業化開源平臺實現。園藝愛好者可以為后院的蔬菜溫室和灌溉系統，配置一個微控制器。在工作中，他們可以利用相同的概念，來實現大型農業系統和設備的自動化。在家中使用微控制器來遠程控制燈光和其它設備的人，也可以將相同概念擴展到商業或工業設施中照明和環境控制的自動化上。