使用Arduino来进行实时的工业控制

（文章来源：工控码农）

随着公司开发硬件和软件来支持各种有趣的应用程序，地下机器人制造商的“制造者”世界继续增长。已经出现了许多微控制器，它们以非常低的前期硬件和软件成本执行各种功能。

已经出现了许多板，包括微控制器，现场可编程门阵列（FPGA）和单板计算机。其中，Arduino和Raspberry Pi是两个主要名称。两者都是开放源代码的设备，具有可从各种供应商处获得的组件，并且它们都需要高水平的编程技能和一定的想象力，然后才能用于实时工业控制应用。

一些工业用户可能会想到这些平台可以替代入门级PLC。毕竟，如果Arduino可以控制机器人来参加STEM竞赛，那为什么它不能控制工业机器人或简单的机器呢？如果有可能以低至20美元的价格购买Arduino，为什么要在PLC上花费数百美元？Arduino可以做很多事情，但是正如我发现的那样，即使在简单的工业应用程序中工作也要说起来容易做起来难。

Raspberry Pi实际上是基于Linux的小型单板PC，而Arduino更像是PLC。尽管这两种平台都合适，但我还是选择了Arduino供我们的项目使用：对泵产生的流量进行闭环控制。传感器测量流量并将数据发送到Arduino，后者调整控制阀执行器以维持设定点。这是最基本的工业模拟自动化功能之一，通常使用PID回路作为控制算法。

Arduino使用PI控制功能-这种类型的回路不需要派生-从流量计读取信号并调节阀以达到并保持设定值。这个概念很简单，但是，在使用实际工业设备时，它变得更加复杂。

Arduino是价格合理的准系统设备，但如果可以编写正确的程序来匹配应用程序，它确实具有广泛的功能。对于程序员而言，这是一片空白，没有本机功能或功能块可以上传，因此我不得不从头开始创建PI算法。

它具有离散和模拟I / O。但是，选择是有限的。模拟输入为0-5 V，模拟输出为脉宽调制（PWM）。这适用于调节电动机的速度或调节温度控制回路，但不适用于许多其他应用。大多数工业模拟仪器和执行器都是为4-20 mA电流环路设计的，因此该标准已在演示项目中使用，需要大量的设计和工程工作。