CODESYS在系统集成项目中的应用案例

在CODESYS出现之前,使用不同设备制造商的硬件或各种子系统组成完整的自动化生产线或系统并不是一件容易的事。 不同的设备通常使用不同的PLC进行控制,更不用说编程工具(语言)了。 随着国际IEC 61131-3作为独立于制造商的工业控制编程标准的推出,也引入了自动化技术领域全方位服务提供商的“一切从一开始”的论点。 尽管市场上的PLC编程工具差异很大,但从紧凑型控制模块到高性能软PLC的一致编程仍然是可行的。

在此,我们向您介绍HOMAG的案例。

HOMAG 是全球领先的木工行业综合解决方案提供商。 豪迈的客户使用豪迈集团的高科技机器和设备来生产客厅和办公家具、厨房家具、实木和强化地板、窗户、门、楼梯或整体木屋。

HOMAG 保证从机械到自动化软件和硬件的集成设计:从操作级别一直到传感器/执行器级别,始终使用标准工业以太网和现场总线技术,例如以太网 (TCP/IP)、Lightbus、Sercos 或 CAN (CANopen); 在软件标准化方面,豪迈选择了德国CODESYS作为其集成控制系统的开发软件,因此豪迈所有组件均基于国际标准IEC 61131-3编程语言进行编程。

从可视化到传感器/执行器级别的标准用法:

为了能够实施标准化方法,HOMAG 将机器划分为多个模块。 每个模块都是可扩展的并且可以包含其他模块。 另一方面,整台机器也被视为一个模块,最终组合成一条完整的生产线。 当然,模块化的概念也从木工机械的机械原理和电气一直延伸到软件应用。 具体来说:控制应用分为“控制层”、“功能层”和“I/O执行层”。 每个级别都有固定的接口,因此在与不同功能或复杂级别的模块通信时无需重新定义接口。 控制应用程序的功能块和变量也遵循该标准,这使得机器模块和控制软件的自动分配成为系统配置的一部分。

根据这种模块化概念,木工机械的控制技术分为不同的级别,从可视化级别开始:如果需要,机器的可视化PC(传统工业PC)提供具有实时功能的HMI和插槽PLC。

自动化机械设备标准结构:

HOMAG 将拥有一个摩托罗拉处理器(M68040 或 PowerPC MPC740)和一个基于 VME 总线作为控制器的系统,该系统具有用于网络和现场总线连接的接口。 控制器可以与其他从站系统或子系统交换数据,也可以通过 TCP/IP 或 CANopen 直接与输入和输出设备 (I/O) 交换数据。 同时,为了进一步将智能理念带入机器模块中,HOMAG 开发了自己的分散控制模块。 通过OS9操作系统下相关单元的数据预处理和准备,木工加工的精确控制成为可能:这些机器可以将精度控制在0.01毫米以内,分辨率为0.001毫米,最高速度为150 m /分钟。

同时,机器中还有可编程机电一体化子系统,将控制器、传感器、执行器和机械装置集成在一个模块化单元中。

当然,为了实现这一设计,对编程软件有一定的要求:

设备结构网络中的所有控制(槽位PLC、VME总线中央控制、专有控制模块和机电一体化子系统)均采用德国CODESYS软件平台开发,并按照IEC 61131-3国际标准语言进行编程。 编程和通信的一致性是分布式智能概念的核心基础,最终在木工机械中得以实现。 当然,您一定想知道什么具体需求最终决定他们必须使用统一的编程和控制平台?

第一个要求是应用程序开发人员可以在每个控制级别中使用结构化文本代码。 当将应用程序抽象为不同级别的操作,可以连续或独立执行时,必须使用统一的编程平台来实现这一要求。 另一方面,为了使代码可移植,开发系统必须能够支持不同的控制架构,这意味着:对于控制器中的每个处理器,必须能够在编程系统中使用机器代码生成(编译器)这样就可以根据不同处理器的性能来设计大型系统中的不同子系统。 无论控制器的性能水平如何,开发工具的功能都必须统一。 最后一个重要方面:网络中的所有控制器都必须具有集成的数据交换机制,以使应用程序开发人员能够在现场总线网络内传输数据。

HOMAG 的 PowerLine 木工机械由一系列机械模块组成

为了根据 IEC 61131-3 进行编程,HOMAG 选择使用 CODESYS 软件。 并且CODESYS的很多OEM合作伙伴都组成了CODESYS自动化联盟,都可以提供硬件设备。 这些制造商提供的程序都使用相同的编程系统,并且实际上只有一种标准程序可以被所有设备执行。 这也解决了应用程序源代码可转换的问题——根本不需要转换,只需切换目标系统(即要编程的控制器)。 简而言之:CODESYS 自动化联盟中设备的统一接口使得同时使用不同设备制造商的组件成为可能。 特别是对于木工生产线,木工机械中有多达40个主控制器和约100个机电一体化子系统,该解决方案更加高效。

到目前为止,HOMAG 使用 Beckhoff、Lenze、Sütron 和 Automata 的设备,所有这些设备都可以使用 CODESYS 或其衍生产品进行编程。

CODESYS是一款适合工业系统集成的控制软件

工业自动化系统集成是综合运用控制理论、电子设备、仪器仪表、计算机软硬件技术等技术的创新型工业生产解决方案。 随着自动化市场竞争的全面加剧,系统集成商作为解决方案提供商,拥有特定领域的行业知识以及供应商提供的先进自动化控制平台集成技能,在整个增值过程中与系统集成商之间有着牢固的关系。转移。 竞争也变得越来越激烈。 自动化控制系统集成所使用的产品、技术、方法、流程和解决方案具有共同的特点。 面对激烈的竞争,要想在市场中立于不败之地,就必须积累和提炼经验和知识,适应市场差异化和发展的大趋势,形成和提高自己的系统集成能力。 最重要的是不断降低总体拥有成本,努力在行业内创造更多的成功业绩,最终建立良好的商业信誉,从而赢得客户的长期信任。

使用不同制造商的硬件设备或各种组件来组成完整的自动化生产线或系统并不容易。 由于不同品牌的控制器一般采用不同的编程原理,更不用说编程工具(语言),因此使用标准、开放性能的编程平台是开发智能生产线和高端智能装备的必要条件。

同时,IEC 61131-3规范的语法提出了一套可以跨越不同目标平台的可编程控制器实现机制。 它使得系统集成项目可以相对轻松地跨平台使用不同硬件供应商的设备。

CODESYS就是这样一种控制开发设备,支持开放互连接口,实现IEC61131-3语言和高级语言开发,支持多种现场总线,可以实现跨硬件制造商(跨平台)设备的统一编程和配置。 软件平台! 它打破了自动化从业者对单一硬件品牌的严重依赖。 是自动化发展史上具有划时代意义的革命性产品。 它将使您的解决方案更经济、更具选择性、更可靠且更具可塑性。

CODESYS在系统集成方面的优越性能:

1) CODESYS使得对不同硬件制造商的设备进行统一编程成为可能

全球有超过500家控制器制造商(包括一些驱动制造商、I/O制造商、可编程网关提供商等)基于CODESYS开发产品,超过4000家设备用户使用CODESYS进行项目编程。 这些厂家提供的程序都使用相同的编程系统——CODESYS。 所有设备实际上只有一个可执行的Windows程序(即只有一个EXE文件)。 采用国际IEC61131-3标准编程,结合各种专业程序库,解决了应用源代码可转换的问题——完全不需要转换,只需目标系统(即要编程的控制器)的切换。 简而言之:CODESYS 使使用不同制造商的组件和设备的统一接口成为可能。 一旦学会了 CODESYS,您就可以对整个设备(或生产线)进行编程和控制。

如果您的项目需要工业计算机进行控制,CODESYS软件可以支持Windows和Linux平台上的工业计算机,并且性能稳定。 特别是在Windows平台下,CODESYS可以通过改变任务优先级将控制系统变成硬实时系统。 CODESYS 首先支持您开发工业化和定制化产品。 当然,CODESYS的许多OEM合作伙伴也组成了CODESYS自动化联盟,可以为他们提供硬件设备,使您的解决方案更加灵活和选择性。 使用这样的自动化开发平台开发的产品必须稳定、可靠、高效,这必然会降低开发成本,同时提高您的产品质量。

2) CODESYS软件支持几乎所有主流现场总线,保证各单元的设备通信

就IIOT(工业物联网)的实现方式而言,传统的自动化通讯方式是从设备层、控制层、工作站,一路传输到ERP,效率非常低。 在未来的自动化领域,这种通信方式将逐渐变得扁平化。 ,离散化,那么现场总线技术对于实现不同设备之间的信息交换非常重要! 现场工业总线技术的使用不仅大大提高了通信能力和系统运行的可靠性,而且还大大节省了系统安装过程中的布线和硬件成本,使系统的管理和维护变得更加容易。 该技术代表了自动化的发展方向,是工业现场级设备通信的数字革命。

CODESYS 提供广泛的现场总线支持,可以支持市场上大多数工业现场总线,包括从通信 POU 到配置器和便携式协议栈的所有内容。 还可以通过第三方服务支持 EtherCAT、CANopen、Profibus、Profinet、Modbus、EtherNet/IP、J1939、KNX、BACnet 和 powerlink 等。

您会看到这些总线适用于工厂自动化、过程自动化、楼宇自动化、工程车辆自动化、能源自动化等众多自动化领域。 这使得系统集成商未来可以将业务扩展到多个行业领域。

3)提供HMI设备数据接口,方便第三方客户端与控制系统建立通信

CODESYS 支持客户制作自己的 HMI 显示设备。 显示设备和控制可以通过CODESYS Data Server实现,并且提供完全开放的组件接口,例如支持标准OPC DA和OPC UA协议,支持具有ODBC接口的数据库。 当然,如果您的第三方系统或应用需要接入现场集成系统,我们也精心准备了专业的通讯工具PLCHandler。 PLCHandler可以在第三方客户端与基于CODESYS开发的控制器之间建立通信。 。 PLCHandler封装了完整的底层通信协议,并提供API接口。 作为软件开发工具包(SDK),它包含所有C/C++头文件、PLCHander库、示例配置文件和演示源代码等。

4)支持OPC UA技术,实现智能工厂和工业4.0要求下的跨平台数据传输

OPC UA是实现智能工厂和工业4.0的标准接口。 它是OPC标准下的新一代技术。 它是一个基于TCP标准的独立通信平台。 其通信协议可适用于OPC组织的所有成员。 OPC UA可以自动与客户端建立通信,并在数据值和数据状态发生变化时自动触发; 它可以管理数据缓存项。 OPC UA软件的开发不再依赖和限制于任何特定的操作平台。 OPC技术过去仅限于Windows平台,现已扩展到Linux、Unix、Mac等各种其他平台。 基于互联网的WebService服务架构(SOA)和非常灵活的数据交换系统,不仅可以让数据在设备之间传输,还可以让数据传输到更高层的智能系统。 OPC UA的发展不仅立足当下,而且更加面向。 未来。

5)具有强大的HMI人机界面可视化功能

除了支持开发自己的人机界面外,CODESYS还提供目标(本地)可视化Targetvisu并在标准浏览器中显示

网络可视化 Webvisu(PC/平板电脑/智能手机)。

使用 Targetvisu,不需要其他硬件。 可视化界面直接显示在控制器内置或外接显示器上,一般用于简单的参数设置和设备调试。

Webvisu 允许您随时随地在网络浏览器中浏览可视屏幕。 只需一台连接互联网的电脑,即可随时了解现场生产的真实情况。

此外,CODESYS还提供了Depictor工具,可以实时描绘和反映整条生产线的三维加工场景,让操作人员或维护人员直观地了解整个机器加工过程,完成生产流程的优化和设备维护。

6)可选择添加运动控制组件,实现单轴、主从轴、CNC数控、机器人等控制技术

在同一个CODESYS编程软件中,可以通过添加元件库的方式添加运动控制模块。 CODESYS完整的运动控制包括单轴运动控制、主从轴运动控制(电子凸轮曲线控制、速度比例控制、相位差控制),还支持CNC数控系统(支持标准G代码和专业插补、运动学控制)功能块)、多轴机器人开发(机器人功能库,如SCARA、DELTA、四轴机器人、六自由度多功能机器人等)。

同时,用户还可以单独购买CODESYS Depictor来实现在线仿真功能。

7) CODESYS提供机器人数字孪生技术

什么是机器人数字孪生技术? 简而言之,就是完成机器人实际动作、模型、数据在虚拟软件空间的映射,从而反映机器人的整个生命周期过程。 在没有真正的产品之前,通过数字模型,你可以了解真实的机器人在现实世界中的表现。 物理层能够实现的功能,尤其是用在机器人的研发验证阶段,可以提前避免很多系统问题和很多功能测试,从而降低研发成本,增加产品可靠性。

8) CODESYS原生支持控制器云管理方案

基于工业物联网(IIOT)和大数据的CODESYS云解决方案,提供从设备(控制器)到云端(CODESYS自动化服务器)的整体解决方案。 在设备端,CODESYS提供了运行在设备上的工业级实时系统内核Runtime、可视化组件和工业以太网现场总线。 每个带有基于 CODESYS 开发的操作系统的控制器都可以被视为边缘控制器。 同时,OPC UA Server作为CODESYS的组件之一,可以实现基于不同硬件架构或不同操作系统的设备之间、设备与工厂之间的数据交换和传输。 设备和云端通过OPC UA进行通信,过程数据可以跨时区实时上传到云端。 实现数据分析、数据监控、数据存储、数据备份、智能控制等功能。

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推荐几款适合系统集成商合作伙伴学习的产品:

客户可以购买基于工业计算机的单机许可证,我们称之为CODESYS Single License(简称SL)。

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Windows工业计算机独立许可证—CODESYS ControlRTE SL(硬实时的最佳选择)

CODESYS Control RTE提供了Windows系统下实时控制问题的解决方案。

用户只需在PC上安装CODESYS Control RTE软件,然后根据PC的功能,它就会成为先进的高性能可编程控制器,并可以使用基于IEC 61131-3标准的CODESYS IDE进行编程。 此外,系统的功能还可以根据需要进行扩展。 一套软件可以对不同厂家的设备进行通信和控制。

产品优势:

1.安装方便。 它本身就是软件,可以直接安装使用。

2、实时性强。 CODESYS Control RTE对Windows内核进行实时改造,使其在不增加其他硬件的情况下,具有细微级抖动的确定性,最终实现“硬实时”控制功能。

3、沟通方便。 只需一根网线即可连接其他IO模块、智能仪表、伺服驱动器、控制器,配置操作非常简单。

4、功能扩展性强,可根据需要扩展运动控制、其他总线通信、多核控制、OPC通信等功能。

5、编程方便,支持IEC61131-3语言编程。

6、部署在工控机上也相当于拥有了自己的可视化,使计算机具有集成的显示和控制功能。

软件包括强大的运动控制和 CNC 功能

(1)单轴控制:电流环、速度环、位置环控制

(2)主从模式:实现电子齿轮(带相位同步功能)、电子凸轮等。

(3)CNC控制:以功能块的形式实现复杂的多轴运动轨迹插补控制,无需自己编写基本运动学算法,并支持G代码

(4)机器人控制:SCARA机器人、DELTA机器人、四轴机器人、多关节复杂机器人函数库

同时支持用户将自己的机器人功能库集成到软件中使用。

7.对第三方开发工具和应用程序良好的支持

(1) 具有OPC和OPC UA功能

(2)支持ODBC接口的数据库

CODESYS Control RTE 集成了以下总线协议:

CODESYS CANopen 主站/从站;

CODESYS EtherCAT 主站;

CODESYS Modbus TCP 主/从;

CODESYS Modbus RTU 主/从;

CODESYS Sercos III 主站;

CODESYS PROFIBUS 主站;

CODESYS PROFINET 控制器;

CODESYS PROFINET 设备;

CODESYS EtherNet/IP 扫描仪;

CODESYS EtherNet/IP 适配器;

CODESYS J1939;

CODESYS OPC UA 服务器