Программный комплекс промышленной автоматизации Controller Development System (CODESYS) основан на стандарте IEC (МЭК) 61131–3 и выпускается компанией 3S-Smart Software Solutions GmbH (Германия).

CODESYS позволяет создавать, отлаживать и загружать проект на исполнение в контроллер. При этом все взаимодействия с контроллером происходят непосредственно с помощью CODESYS и никакого другого программного обеспечения не требуется.

Начиная с CODESYS 3.0, версии полностью русифицированы и устанавливаются независимо друг от друга (свежая версия не обновляет предыдущую, а устанавливается параллельно), но при этом необходимо устанавливать их исключительно в порядке возрастания [1].

Web-визуализация – это технология, позволяющая наблюдать и управлять CODESYS визуализацией посредством Web-браузера на любой аппаратной платформе. При этом, CODESYS может формировать описания объектов визуализации проекта в формате XML и загружать их в контроллер. Web-сервер обрабатывает данные контроллера и также в формате XML создает постоянно обновляемую визуализацию (рис. 1).

Таким образом, она будет отображаться в Web-браузере на любом подключенном через Интернет компьютере независимо от платформы (например, с целью удаленного управления) [2].

Рис. 1. Web-визуализация в CODESYS V3

Raspberry Pi 2 – это маленький компьютер, представляющий собой одну небольшую плату, на которой расположены все компоненты, которая компактнее по размерам (примерно 6х9 см), чем большинство современных. Однако по своим возможностям он превосходит некоторые настольные ПК [3].

В настоящее время на Raspberry Pi реализованы многие проекты: беспроводная точка доступа, конвертор речи, фотокамера, метеостанции, игровая консоль, робот, платформа для «умного дома», веб-сервер и т.д., т.к. его процессор (семейства ARM Cortex-A7) дает возможность установить CODESYS Control и управлять различными видами устройств [4].

Использование в качестве управляющего элемента микрокомпьютера Raspberry Pi по сравнению с программируемым логическим контроллером, является целесообразным потому, что время рабочего цикла исполнения программы соизмеримо с современными панельными контроллерами при более низкой стоимости.

Ниже приведена разработка проекта, в котором технологическим объектом управления является 5–ти проводной шаговый двигатель 28byj-48.

Двигатель содержит две обмотки, причем каждая имеет отвод от середины, итого получается 4 фазы. Отводы обмоток соединены вместе как изображено на схеме (рис. 2), в результате каждый из контактов четырех фаз соединен с красным проводом, к которому подключается питание. Вращение ротора происходит за счет коммутации фаз шаг за шагом. Для поворота на требуемый угол или выполнения некоторого количества оборотов на фазы двигателя подают серию импульсов, под действием которых вал поворачивается на серию шагов [5].

Рис. 2. Схема фаз двигателя 28byj-48

Для управления данным двигателем была написана программа (рис. 3), которая подает импульсы тока на фазы двигателя последовательно на каждую обмотку), что обеспечивает вращение вала двигателя.

Управление шаговым двигателем осуществляется Raspberry Pi 2 через плату расширения Pi Face Digital 2. Данная плата имеет 4 ключа (кнопки) S0–S3 (рис. 4), которые служат для пуска вращения двигателя в направлениях по/против часовой стрелки [6].

Для упрощения процесса управления, была разработана (рис. 5) визуализация пульта управления шаговым двигателем.

Рис. 3. Функциональная схема управления

Рис. 4. Pi Face Digital 2

Рис. 5. Визуализация пульта управления

На данной визуализации представлены индикаторы, кнопки и направляющие движением. В левой части изображены индикаторы, которые указывают на то, что управление объектом производится с помощью встроенных на плату расширения ключей (Control with Pi Face button). В то время, как, индикаторы в правой части изображения указывают на управление объектом, при задействовании кнопок на экране визуализации (Control with button on the LED).

Для вызова Web-визуализации через Интернет необходимо ввести в браузере следующий адрес: http://<IP Адрес Web-сервера>:<Порт Web-сервера>/webvisu.htm, где IP адресом Web-сервера является IP адрес Raspberry Pi, т.е. 169.254.148.240, а портом Web-сервера служит 8080. В конечном итоге необходимо ввести в строку браузера адрес: http://169.254.148.240:8080/webvisu.htm [7].