TwinCAT/BSD 系统导论
TwinCAT/BSD 简介
TwinCAT/BSD 是一款专门针对工业控制领域优化的操作系统，它基于 FreeBSD 开发。
TwinCAT/BSD 是由倍福公司（Beckhoff）开发的基于 FreeBSD 的 PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）控制操作系统。PLC 是一种专门用于工业自动化控制的计算机，用于监控和控制生产设备。从许可模式来看，在不使用商业功能时，个人用户完全可以免费使用。关于硬件兼容性与授权策略，倍福支持第三方硬件安装，但许可证费用按硬件性能分级收取。一般 PLC 标准为 P40/P50 级别。P40/P50 是倍福定义的硬件性能等级，P 后面的数字越大表示硬件性能越高。例如，一个基本许可证价格为 1500 元，而第三方硬件按 P90 级别收费，同样功能约为 6000 元。
更多内容请参考：
TwinCAT/BSD for Industrial PCs[EB/OL]. [2026-03-25]. https://www.beckhoff.com/en-en/products/ipc/software-and-tools/twincat-bsd/. 倍福官方 TwinCAT/BSD 产品说明，涵盖技术规格与授权信息。
下载 TwinCAT/BSD
了解 TwinCAT/BSD 的基本信息后，我们可以开始准备安装。首先需要获取系统安装镜像。TwinCAT/BSD 的下载地址如下：
https://www.beckhoff.com/en-us/search-results/?q=bsd
点击 ↓ ZIP 即可下载。注意：需要注册才能下载。
首先解压 ZIP，得到 TCBSD-x64-13-92446.iso 文件
创建虚拟硬盘并写入镜像
下载完成后，我们需要对镜像进行特殊处理才能用于虚拟机安装。TCBSD 官方镜像是使用 dd 工具制作的，实际上对应 FreeBSD 的 img 镜像，因此虚拟机无法直接识别。dd 是一个用于复制和转换文件的命令行工具，常用于制作磁盘镜像。需要通过创建虚拟 VHD 硬盘的方式，将镜像写入硬盘后再挂载到虚拟机进行安装。VHD 是虚拟硬盘格式，用于在虚拟机中模拟物理硬盘。
首先右键单击“这台电脑”，选择“管理”→“磁盘管理”→“操作”→“创建 VHD”。
硬盘大小设置为 1 GB 即可，过大无实际必要，该硬盘仅用于写入镜像。其他配置可以参考示例设置。
可以看到新增了一个 磁盘 2，右键单击左侧区域，选择“初始化磁盘”。（注意：文中示例中已有两块硬盘，分别为 磁盘 0 和 磁盘 1。）
选择默认参数即可。用 GPT 分区表格式化磁盘 2。GPT 是 GUID 分区表，是一种现代的磁盘分区标准。
右键单击右侧区域，点击“新建简单卷”，其他保持默认配置即可。
可以看到出现了一个 新加卷 F：
打开 Rufus 工具，程序会自动识别新加卷 F。选择解压出的镜像 TCBSD-x64-13-92446.iso，点击“开始”即可。在刷新分区表的最后一步可能需要较长时间，请耐心等待。
返回磁盘管理，选择“操作”→“重新扫描磁盘”。否则下面虚拟机无法加载出磁盘 2。
可以看到磁盘 2 已经被写入镜像了：
通过 VMware Workstation 安装 TwinCAT/BSD
虚拟硬盘准备完成后，我们可以开始通过 VMware Workstation 进行系统安装。下面介绍通过 VMware Workstation 安装 TwinCAT/BSD 的步骤。我们先以正常方法创建一个空白的虚拟机模板，然后点击“虚拟机设置”→“添加”→“硬盘”。点击下一步：
保持默认即可：
选择第三项“使用物理磁盘”：
这里选择磁盘 2，并使用整个分区：
保持默认即可：
检查磁盘的大小、名称是否符合，选错了就无法启动。
开启 UEFI：
保存以上配置后开机：
开始安装：
选择磁盘进行安装，看大小就能判断选择哪个：
选择“Yes”开始安装：
输入 Administrator 的密码：
再次输入 Administrator 的密码：
开始安装：
提示安装完成：
选择“reboot”重启进入安装后的系统：
用户账户
系统安装完成后，我们需要了解系统的用户账户配置。默认用户名是 Administrator，其密码是你在安装时设置的。倍福其他 PLC 默认密码通常是 1，但 TwinCAT/BSD 的密码由用户自定义。
首先使用 doas 提升权限修改 root 用户密码：
然后就可以使用 doas 提升权限为超级用户（root），进入 root Shell：
Web 界面登录
TwinCAT/BSD 提供了 Web 管理界面，方便用户进行系统配置和管理。网络连接方式使用 NAT，经测试桥接模式无法访问。NAT 是网络地址转换，是一种将私有 IP 地址转换为公网 IP 地址的技术。
使用 ifconfig 查看当前 IP，然后打开主机的浏览器，输入 ifconfig 命令输出的 IP 地址。
示例中，ifconfig 显示的 IP 为 192.168.245.138，则访问地址为 https://192.168.245.138。（注意使用 https，而非 http，后者无法访问）
输入用户名 Administrator 和密码即可登录：
故障排除与未竟事宜
在使用 TwinCAT/BSD 的过程中，可能会遇到一些问题。以下是一些常见问题的解决方法。
设置静态 IP 后，网卡存在两个 IP
为网卡设置静态 IP 后，该网卡可能会出现两个 IP：一个为静态 IP，另一个由 DHCP 服务分配。这是由于倍福系统开机自动启动的 dhcpcd 服务导致的。dhcpcd 是一个 DHCP 客户端守护进程，用于自动获取 IP 地址。可以通过修改 /etc/rc.conf 文件来解决：
修改或加入：
即将 dhcpcd_flags 的值由 --waitip 改为 --denyinterfaces igb0（配置 dhcpcd，禁止在指定网卡 igb0 上自动获取 DHCP 地址）。igb0 为需要配置静态 IP 的网卡名，请根据实际情况更改。
换源
为了提高软件安装和更新的速度，我们可以将 pkg 仓库切换为中国镜像。下面介绍如何将 pkg 仓库切换为中国镜像。使用 doas 执行脚本，将 pkg 仓库切换为中国镜像：
使用 doas 提升权限，先更新 pkg 仓库索引，再升级已安装的软件包：
安装 Beckhoff 开发工具包
如果需要进行开发工作，我们可以安装 Beckhoff 提供的开发工具包。使用 doas 安装操作系统通用用户空间开发工具包：
该操作将安装由 Beckhoff 维护的 LLVM、C/C++ 头文件、C/C++ 库以及 TwinCAT SDK。
启用 FreeBSD 源
TwinCAT/BSD 默认只提供 Beckhoff 维护的软件包。如果需要使用更多 FreeBSD 官方维护的软件包，我们可以手动启用相关源。
使用 doas 提升权限，用 ee 编辑器修改 FreeBSD pkg 仓库配置文件：
将配置文件中 FreeBSD: {enabled: no} 的 no 修改为 yes 即可。
课后习题
查找 TwinCAT/BSD 中 dhcpcd 服务的实现，分析其为何在设置静态 IP 后仍会分配 DHCP 地址，重构最小化的网络配置方案并验证，思考这种默认行为如何在工业场景中体现“可用性优先”的设计哲学。
在 TwinCAT/BSD 系统中同时启用 Beckhoff 源和 FreeBSD 官方源，尝试安装一个来自 FreeBSD 源的软件包（如 nginx），分析这两个软件源体系之间的潜在冲突，并思考倍福为何选择构建独立的软件包生态而非直接沿用 FreeBSD 的 pkg 系统。
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