魔改方案：三菱FX5U+树莓派魔改架构

硬件清单

创新设计：

• 双核协同架构：PLC负责实时控制 + 树莓派运行AI算法
• EtherCAT菊花链：省交换机成本，布线效率提升70%

五大开源工具：

1. CODESYS Runtime（免费软PLC）
2. Node-RED（可视化流编程）
3. OpenCV（机器视觉库）
4. InfluxDB（时序数据库）
5. Grafana（数据可视化）

方案性能实测对比

关键技术落地四步法

1. PLC高速通信配置

// FX5U以太网设置

MOV K1 D8400 // 开启Socket通信

MOV H192.168.1.10 D8402 // 设置IP地址

Python直连示例：

import socket

plc = socket.socket()

plc.connect(('192.168.1.10', 5000))

plc.send(b'\x50\x00\x00\xFF\xFF\x03\x00\x0C\x00\x00\x04') # 读取D0

2. 实时性保障方案

# 树莓派安装Xenomai实时内核

sudo apt install linux-source-rt

git clone https://github.com/ivan-xz/xenomai-arm64

make -j4 ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-

3. 机器视觉开发（python）

import cv2

camera = cv2.VideoCapture(0)

_, frame = camera.read()

gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

# 定位检测（替代Vision Builder）

circles = cv2.HoughCircles(gray, cv2.HOUGH_GRADIENT, 1, 20)

4. 手机改造成HMI

旧安卓手机安装 MQTT Dashboard

树莓派部署 Mosquitto 消息中间件

PLC通过 RS485转WiFi模块 接入

成本优化五大路径

1. 拆机件利用

三菱QX41模块（拆机价yen600，原价yen4200）

2. 线束自制

国产端子（yen0.5/个）+ 压线钳（yen280）

3. 视觉照明改造

报废机箱风扇改环形光源（成本≈0）

4. 机柜翻新

旧配电箱喷漆改造（yen200）

5. 软件替代

用CODESYS替代TIA Portal（免费）

实施红线警示

安全电路必须采用认证器件（如皮尔兹继电器）

严禁使用盗版软件（推荐CODESYS等开源工具）

关键设备需保留原厂保修