[发明专利]一种基于CoDeSys的嵌入式软PLC系统

说明书

本发明公开了一种基于CoDeSys的嵌入式软PLC系统，属于自动化控制与信息技术领域，包括树莓派主板、模块连接组件、模块外壳、CoDeSys RTE实时核以及系统入口程序软件。系统包括硬件部分，用于支持系统内核运行和通信连接，以及软件部分，用于实现系统功能逻辑。所述软PLC系统支持多种工业总线协议，包括Modbus、Modbus TCP、EtherCAT、EtherNet/IP、PROFINET、CANopen，以及OPC和TCP/IP协议，并支持数据库存储和查询功能。本发明基于软PLC技术开发通信模块，拓展了通信模块对于多种通信协议的支持，并增加了实时数据库功能，非常适用于数字化车间联网系统。

技术领域

本发明公开了一种以树莓派为硬件平台，基于CoDeSys开发环境应用于工业通信网络的多协议嵌入式软PLC数据采集系统，属于自动化控制与信息技术领域。

背景技术

互联网和物联网技术推动制造业向智能化方向发展，将生产数据采集到生产信息系统是其中至关重要的环节。而控制系统及其通信方式多样化导致设备与设备、设备与系统、系统与系统之间难以建立通信网络，无法实现高效联接。

软PLC技术使用PC机或嵌入式控制器作为硬件支撑平台，利用软件实现PLC的基本功能，包括逻辑控制、通信控制等。CoDeSys软件是PLC完整开发环境，其实时核可以将硬件平台改造成高性能可编程控制器，软件平台支持IEC61131-3标准，集成现场总线配置器，可针对不同硬件设备和现场总线协议进行系统开发。树莓派是基于ARM的微型电脑主板，以SD卡为内存硬盘，具有PC机的基本功能，同时支持CoDeSys实时核CODESYS Control forRaspberry PI。

目前市面上用于多协议通信及协议转换的通信模块较多，但受成本限制，大多无法支持多种工业总线协议和传感器通信协议，或配置复杂局限于某一类或几类控制器配套使用，或二次开发难度大难以延伸其他功能，无法适用于数字化程度愈来愈高的复杂生产环境。

针对上述问题，特提出一种基于CoDeSys的嵌入式软PLC系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于CoDeSys的嵌入式软PLC系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于CoDeSys的嵌入式软PLC系统，包括树莓派主板、模块连接组件、模块外壳、CoDeSys RTE实时核以及系统入口程序；

所述树莓派主板用于运行CoDeSys RTE实时核和系统入口程序，同时主板上的以太网口、USB口以及使用GPIO口扩展IO用于对外通信的物理连接，主板支持Wi-Fi、蓝牙用于无线传输；

所述模块连接组件集成采集芯片和电平转换芯片，连接所述树莓派主板上的针式GPIO插脚，并通过所述模块连接组件PCB板上的端子排引出信号接口；

所述模块外壳用于为所述树莓派主板及模块连接组件提供安装空间，并提供电气和物理防护；

所述系统入口程序用于启动所述基于CoDeSys的嵌入式软PLC系统，同时开放TCP通信、连接数据库以及二次开发。

优选的，所述系统包括硬件部分和软件部分。

其中硬件部分包括树莓派主板、模块连接组件、模块外壳，用于支持系统内核运行和通信连接；软件部分包括CoDeSys RTE实时核和系统入口程序，用于实现所述系统功能逻辑。

优选的，所述软PLC系统独立于所述嵌入式控制器之外，所述软件部分也可以运行在其他嵌入式控制器或IPC设备。