CodePI软硬件简介

CodePI软硬件简介

CodePI是新一代的基于树莓派单板计算模块Compute Module的工业级PLC/嵌入式解决方案。

硬件起源

  我们的团队创始人之一遇到了一个问题，标准的PLC支持的内容过少且性能很差，软PLC价格高昂，嵌入式C语言开发对基层人员过于困难。
  我们不想一直等下去，我们联系了多个工程师和供应商，协力开发了这款硬件和针对性的附件。它可以帮我们快速搭建自动化电气控制项目，它不但可以用在自动化行业，也可以用在专用车辆、仪器仪表、智能家居、机械改造、DIY设计和教学上。

  在工业控制系统上，PLC是不可或缺的一部分。我们需要接收传感器的信号，将其处理、经过逻辑判断，再通过执行设备输出。在编写程序时，一般会对时序、逻辑有较高的要求，且大多都是由基础逻辑衍生出来的。在这个情况下，我们需要有一个标准的时钟周期（Task），在每个Task里处理完我们编写的逻辑语句，再将其输出，之后等待下一个Task。
  在部分情况下，尤其是Motion中，会用到基于Linux、Vxworks等为底层，C/C++为语言的控制系统，这部分控制系统需要有较高的技术水平及成本问题。
  而在大多数的自动化控制、楼宇控制、智能网关中，我们所需要的只是基础功能。在这些系统上，大多数厂家会选择西门子、三菱、欧姆龙、施耐德、ABB、WAGO等PLC产品，这些产品在实际应用中都会有或多或少的缺陷，例如：

A）一个简单的转台，具有数个数字输入（传感器）、数字输出（电磁阀），具有一个变频器（或伺服），这种情况下选择西门子或施耐德的 PLC（约 ¥1500-3000），还需要搭配一个具有 MODBUS通讯功能的组态屏（约 ¥1000）。在编程中，需要对变量在 MODBUS中的地址做对应才可以通讯，或使用符号配置导出通讯的变量再做关联。需要在两个软件间来回切换，费时费力，且终端界面不友好。
 
B）一个多轴伺服设备，使用 EtherCAT总线，具有电子凸轮、配方、用户界面，这种情况下选择倍福的 C6015（约 ¥6000），配 TC1250（ TwinCAT3软件 +NC PTP）、 TF1800（ PLC HMI）（约 ¥3000）， PLC成本近 1w，且需要等倍福的超长货期。
 
C）一个控制多个气缸的自动化设备，具有配方、 OPCUA、 Dashboard功能，这种情况选择西门子 S7-1200（约 ¥1500），配一个上位工控机（约 ¥4000），上位工控机连接显示屏通过 Node-RED或 WPF应用以实现 Dashboard功能。

  如果我们有这样一个设备，可以编写PLC、Python、C++，支持EtherCAT、MODBUS、ProfiNET等各类总线，支持OPCUA特性，支持NC功能，支持PLC-HMI及Node-RED显示，就可以通吃所有应用。
  而在工业应用上，稳定是第一的，其次才是方便。如何设计一个稳定的系统是最大的难题。而且，总线应用对底层系统的实时性要求也很高，如何将硬件性能发挥出来，且使其稳定、可靠的工作，成为最大的难点。
  现在，这一切都有了一个较为完美的解决方案：CODEPI。

硬件架构

技术数据:

软件起源

  我们团队中的另一位工程师从事嵌入式Linux程序开发，一般用C++程序结合EtherCAT Master带动驱动器，再借由GUI界面和硬件按钮操作。在实际编程时我们发现，C++程序的DEBUG很大程度靠多年积累的经验，以及大量的断点调试。这种调试往往需要硬件部门、软件部门、售前售后联合沟通，排除问题或将问题隐藏。在制作新的项目时，又采用不同的嵌入式硬件，之前踏过的坑很有可能再走一遍。
  而借由CoDeSys平台，我们可以轻松实现程序和界面的编写，界面采用控件形式拖拽即可，兼容触摸屏，甚至可以使用ipad或手机远程操作。在这种统一的模式下，往往只需一到两人即可完成自动化项目的架构。

软件架构

  在架构软件前，我们参与过的项目给我们带来不少灵感。在软件方面，我们采用基于Debian的Raspbian。并对它做了深层次的优化。例如：
  + 关闭了开机的logo显示和LXDE DESKTOP显示，最终用户不会被桌面图标打扰
  + 开机后无缝进入Chromium显示webvisu或node-red，没有特殊要求下不会显示任何通知
  + 内置UPS，采用全自动的电源管理芯片，开机直接上电，关机直接断电，无需考虑断电顺序
  + 使用的Linux内核打上了PreemptRT实时补丁，实时性更佳
  + 支持Python、C、js等主流编程语言
  + 支持Retain Variables、Recipe、File Uility等多种方式读写文件和日志
  + 支持EtherCAT、Modbus等多种总线，支持SoftMotion多轴插补
  + 支持EtherNET通讯，通过TCP/UDP或OPC功能，可轻松实现工厂信息处理和集中化管理
  + 支持3个用户自定义指示灯，可在发生故障时快速诊断
  我们建议客户使用CoDeSys开发应用，我们也提供相关的技术咨询、服务甚至是为客户编写应用。欢迎咨询