使用來自不同設(shè)備制造商的硬件或者各種子系統(tǒng)來形成一套完整的自動(dòng)化生產(chǎn)線或者系統(tǒng)，在CODESYS出現(xiàn)之前并不是一件容易的事情。 不同設(shè)備通常會(huì)使用不同的PLC來實(shí)現(xiàn)控制，更不用說編程工具（語言）了。隨著引入國際IEC 61131-3作為獨(dú)立于制造商的工業(yè)控制編程標(biāo)準(zhǔn)，也引入了自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域全方位服務(wù)提供商的“萬物始于一”的論點(diǎn)。即使市場上PLC的編程工具相差很大，但是從緊湊型控制模塊到高性能軟PLC的一致性編程仍然是可行的。

       本篇案例，我們像大家介紹HOMAG（豪邁集團(tuán)）的案例。

       豪邁集團(tuán)從機(jī)械到自動(dòng)化軟硬件能夠保證一體化設(shè)計(jì)：從操作級別一直到傳感器/執(zhí)行器級別，始終使用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線技術(shù)，例如以太網(wǎng)（TCP / IP），Lightbus，Sercos或CAN（CANopen）；在軟件標(biāo)準(zhǔn)化方面，豪邁基于國際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61131-3編程語言對所有組件進(jìn)行編程，是因?yàn)楹肋~選擇德國CODESYS作為其集成控制系統(tǒng)的開發(fā)軟件。

從可視化到傳感器/執(zhí)行器級別的標(biāo)準(zhǔn)使用：

       為了能夠貫徹實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化方案，HOMAG將機(jī)器分為多個(gè)模塊。每個(gè)模塊均具備可拓展性，進(jìn)而可以包含其他模塊。另一方面，整個(gè)機(jī)器也被視為模塊，最終被組合成完整的生產(chǎn)線。當(dāng)然，模塊化的概念也從木工機(jī)械的機(jī)械原理和電氣學(xué)一直延伸到軟件應(yīng)用程序。具體來說：控制應(yīng)用程序分為“控制層”，“功能層”和“ I / O執(zhí)行層”。每個(gè)層級都有固定的接口，因此在與功能或復(fù)雜級別不同的模塊通訊時(shí)，接口上不需要重新定義?？刂茟?yīng)用程序的功能塊和變量也受此標(biāo)準(zhǔn)的約束，這使得機(jī)器模塊和控制軟件的自動(dòng)化分配成為系統(tǒng)組態(tài)的一部分。

       根據(jù)這種模塊化理念，從可視化級別開始，木工機(jī)械的控制技術(shù)分為不同的級別：如果需要，該機(jī)器的可視化PC（傳統(tǒng)的工業(yè)PC）可提供HMI和具有實(shí)時(shí)功能的插槽PLC。

標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備：

     HOMAG將帶有摩托羅拉處理器（M68040或PowerPC MPC740）以及基于VME總線的系統(tǒng)作控制器，它具有網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場總線連接的接口。該控制器可以與其他從屬系統(tǒng)或子系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，也可以通過TCP / IP或CANopen直接與輸入和輸出設(shè)備（I/O）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換（通訊）。同時(shí)，為了將智能概念進(jìn)一步帶入機(jī)器模塊中，HOMAG自己開發(fā)了分散控制模塊。憑借OS9操作系統(tǒng)下相關(guān)單元中的數(shù)據(jù)預(yù)處理和準(zhǔn)備工作，可以在木工加工中實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制：這些機(jī)器可以在將精度控制在0.01 mm的范圍內(nèi)，分辨率為0.001 mm，最大速度為150 m / min。

        同時(shí)，機(jī)器中有可編程的機(jī)電一體化子系統(tǒng)，將控制器，傳感器，執(zhí)行器和機(jī)械裝置集成在一個(gè)模塊化單元中。

      當(dāng)然，為了實(shí)現(xiàn)這種設(shè)計(jì)，對編程軟件有一定要求：

        該設(shè)備結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的所有控制（插槽PLC，VME總線中央控制，專有控制模塊和機(jī)電一體化子系統(tǒng)）均使用德國CODESYS軟件平臺進(jìn)行開發(fā)，根據(jù)IEC 61131-3國際標(biāo)準(zhǔn)語言編程。編程和通信的一致性是分布式智能概念的核心基礎(chǔ)，最終在木工機(jī)械中得以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，您一定想知道哪些特定的需求最終決定他們必須使用統(tǒng)一的編程和控制平臺？

       第一個(gè)要求是應(yīng)用程序開發(fā)人員可以在每個(gè)控制級別中使用結(jié)構(gòu)化文本代碼。在將應(yīng)用程序抽象化為不同層級的操作，這些操作既可以是連續(xù)執(zhí)行的，又可以進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)行的，實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求就必然選擇使用統(tǒng)一的編程平臺。另一方面，為了使代碼可移植，開發(fā)系統(tǒng)必須能夠支持不同的控制體系，意味著：對于控制器中的每個(gè)處理器，必須能夠在編程系統(tǒng)中使用機(jī)器代碼生成（編譯器），以便能夠滿足在一個(gè)大系統(tǒng)中的不同子系統(tǒng)可依據(jù)不同處理器的性能進(jìn)行設(shè)計(jì)。無論控制器的性能等級如何，開發(fā)工具的功能都必須統(tǒng)一。最后一個(gè)重要方面：網(wǎng)絡(luò)中的所有控制器必須具有集成的數(shù)據(jù)交換機(jī)制，以使應(yīng)用程序開發(fā)人員能夠在現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)中傳送數(shù)據(jù)。

HOMAG的PowerLine木工機(jī)床，由一系列機(jī)械模塊組成

     根據(jù)IEC 61131-3進(jìn)行編程，HOMAG選擇使用CODESYS軟件。并且CODESYS的眾多OEM合作伙伴形成了CODESYS自動(dòng)化聯(lián)盟，都可為其提供硬件設(shè)備。這些廠商可提供的程序均使用相同的編程系統(tǒng)，所有設(shè)備實(shí)際上只有一個(gè)可執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)程序。這也解決了應(yīng)用程序源代碼可轉(zhuǎn)換的問題-根本無需轉(zhuǎn)換，而僅是目標(biāo)系統(tǒng)（即要編程的控制器）的切換。簡而言之：CODESYS自動(dòng)化聯(lián)盟中設(shè)備的統(tǒng)一接口使得同時(shí)使用不同設(shè)備制造商的組件成為可能。尤其是對于木工生產(chǎn)線中，木工機(jī)器中多達(dá)40個(gè)主控制器和大約100個(gè)機(jī)電一體化子系統(tǒng)，這種方案更加高效。

      到目前為止，HOMAG使用了Beckhoff，Lenze，Sütron和Automata的設(shè)備，所有這些設(shè)備都可以使用CODESYS或其衍生產(chǎn)品進(jìn)行編程。

       工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)集成是創(chuàng)新的工業(yè)生產(chǎn)解決方案，綜合運(yùn)用控制理論、電子設(shè)備、儀器儀表、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)及其他技術(shù)。隨著自動(dòng)化市場競爭程度的全面加劇，系統(tǒng)集成商作為掌握特定領(lǐng)域行業(yè)知識和供應(yīng)商提供的先進(jìn)自動(dòng)控制平臺集成技能的解決方案提供者，在整個(gè)價(jià)值增值傳遞的過程中，系統(tǒng)集成商之間的競爭也越來越劇烈。自動(dòng)化控制系統(tǒng)集成所采用的產(chǎn)品、技術(shù)、方法、過程以至解決方案是具有共性的，面對激烈的競爭，要想在市場中立于不敗之地就必須通過經(jīng)驗(yàn)、知識的積累和提煉，順應(yīng)市場分化發(fā)展的大勢，形成并提升自己的系統(tǒng)集成能力。最重要的是通過不斷地降低總體擁有成本，力求在業(yè)界創(chuàng)造更多的成功業(yè)績，并最終建立良好的商業(yè)信譽(yù)，從而贏得客戶的長久信賴。

       使用來自不同制造商的硬件設(shè)備或者各種組件來形成一套完整的自動(dòng)化生產(chǎn)線或者系統(tǒng)，在之前并不是一件容易的事情。因?yàn)椴煌放频目刂破饕话銜?huì)采用不同的編程原理，更不用說編程工具（語言）了，所以使用一款具備標(biāo)準(zhǔn)、開放性能的編程平臺是開發(fā)智能化生產(chǎn)線和高端智能設(shè)備的必要條件。

       同時(shí)IEC 61131-3規(guī)范的語法提出一套可跨不同目標(biāo)平臺的可編程控制器實(shí)現(xiàn)機(jī)制。它使得系統(tǒng)集成項(xiàng)目跨平臺地使用不同硬件廠商的設(shè)備變成相對容易的事情。

       CODESYS，正是這樣一款支持開放的互聯(lián)接口、實(shí)現(xiàn)IEC61131-3語言和高級語言開發(fā)、可支持多種現(xiàn)場總線，并可實(shí)現(xiàn)跨硬件廠商（跨平臺）的設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一編程、配置的控制開發(fā)軟件平臺！它打破了自動(dòng)化從業(yè)者對單獨(dú)一個(gè)硬件品牌的嚴(yán)重依賴，是一件自動(dòng)化發(fā)展史上具有劃時(shí)代意義的革命性產(chǎn)品，會(huì)讓你的方案更經(jīng)濟(jì)，更有選擇性，更具可靠與可塑性。

1） CODESYS使來自不同硬件廠商的設(shè)備統(tǒng)一編程變成可能

全球有超過500多家的控制器生產(chǎn)廠商（也包含部分驅(qū)動(dòng)廠商、I/O廠商、可編程網(wǎng)關(guān)提供商等）基于CODESYS 開發(fā)產(chǎn)品，超過4000多家的設(shè)備使用者使用CODESYS進(jìn)行項(xiàng)目編程。這些廠商可提供的程序均使用相同的編程系統(tǒng)--CODESYS，所有設(shè)備實(shí)際上只有一個(gè)可執(zhí)行的Windows程序（即只有一個(gè)EXE文件）。采用國際IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)編程，結(jié)合各種專業(yè)的程序庫，解決了應(yīng)用程序源代碼可轉(zhuǎn)換的問題-根本就不需要轉(zhuǎn)換，而僅是目標(biāo)系統(tǒng)（即要編程的控制器）的切換。簡而言之：CODESYS讓設(shè)備的統(tǒng)一接口使使用不同制造商的組件成為可能，學(xué)會(huì)CODESYS一套軟件就可以對整個(gè)設(shè)備（或生產(chǎn)線）進(jìn)行編程控制。

如果您的項(xiàng)目需要選擇工控機(jī)進(jìn)行控制，CODESYS軟件可支持Windows和Linux平臺的工控機(jī)，且性能穩(wěn)定，尤其是Windows平臺下，CODESYS通過改變?nèi)蝿?wù)優(yōu)先級，可以讓控制系統(tǒng)變成硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)。CODESYS首先支持您開發(fā)行業(yè)化、定制化的產(chǎn)品，當(dāng)然CODESYS的眾多OEM合作伙伴也形成了CODESYS自動(dòng)化聯(lián)盟，都可為其提供硬件設(shè)備，讓您的方案更靈活更具選擇性。使用這樣一種自動(dòng)化開發(fā)平臺開發(fā)的產(chǎn)品必然具備穩(wěn)定、可靠、高效的特性，在提升您產(chǎn)品品質(zhì)的同時(shí)必然會(huì)降低開發(fā)成本。

2） CODESYS軟件支持幾乎所有主流現(xiàn)場總線，保證每個(gè)單元的設(shè)備通訊

IIOT(工業(yè)物聯(lián)網(wǎng))的實(shí)現(xiàn)方式來講，傳統(tǒng)自動(dòng)化的通信方式從設(shè)備層、控制層、工作站、一直到ERP層層傳遞，效率非常低，在未來自動(dòng)化領(lǐng)域這種通信方式會(huì)逐漸實(shí)現(xiàn)扁平化、離散化，那么實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備之間的信息交互現(xiàn)場總線技術(shù)是十分重要的！使用現(xiàn)場工業(yè)總線技術(shù)不但大大提高了通信能力和系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性， 而且大大節(jié)省了系統(tǒng)安裝時(shí)的布線費(fèi)用和硬件費(fèi)用， 并更加容易對系統(tǒng)進(jìn)行管理和維護(hù)。這一技術(shù)代表了自動(dòng)化的發(fā)展方向， 是工業(yè)現(xiàn)場級設(shè)備通信的一場數(shù)字化革命。

CODESYS提供廣泛的現(xiàn)場總線支持，能支持市面上大部分工業(yè)現(xiàn)場總線包括從通信POU到配置器和便攜式協(xié)議棧的所有內(nèi)容。如EtherCAT，CANopen，Profibus，Profinet，Modbus，EtherNet/IP，J1939、KNX、BACnet，同時(shí)通過第三方服務(wù)還可支持powerlink。

您會(huì)看到這些總線適用于工廠自動(dòng)化、流程自動(dòng)化、樓與自動(dòng)化、工程車輛自動(dòng)化、能源自動(dòng)化等多個(gè)自動(dòng)化領(lǐng)域。這便于系統(tǒng)集成商未來可以往多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域擴(kuò)展業(yè)務(wù)。

3）提供HMI設(shè)備數(shù)據(jù)接口，可實(shí)現(xiàn)第三方客戶端與控制系統(tǒng)建立通訊

CODESYS支持客戶做自己的HMI顯示設(shè)備，通過CODESYS Data Server可以實(shí)現(xiàn)顯示設(shè)備和控制，提供完全開放的組件接口，例如支持標(biāo)準(zhǔn)OPC DA和OPC UA協(xié)議，支持ODBC接口的數(shù)據(jù)庫。當(dāng)然，如果您的第三方系統(tǒng)或者應(yīng)用需要接入到現(xiàn)場集成系統(tǒng)中，我們還心的準(zhǔn)備了一款專業(yè)通訊工具PLCHandler，PLCHandler可以為第三方客戶端和基于CODESYS開發(fā)的控制器之間建立通訊。PLCHandler封裝了完整的底層通信協(xié)議，并提供了API接口。它作為軟件開發(fā)工具包（SDK），包含所有C/C++頭文件，PLCHander庫，示例配置文件和演示源代碼等。

4）支持OPC UA技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能化工廠和工業(yè)4.0要求下的數(shù)據(jù)跨平臺傳輸

     OPC UA是實(shí)現(xiàn)智能化工廠和工業(yè)4.0的標(biāo)準(zhǔn)接口，是OPC標(biāo)準(zhǔn)下的新一代技術(shù)，是基于TCP標(biāo)準(zhǔn)的獨(dú)立通訊平臺，其通訊協(xié)議可應(yīng)用于OPC組織的所有成員。OPC UA可以自動(dòng)建立與客戶端通訊，當(dāng)數(shù)據(jù)值和數(shù)據(jù)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)自動(dòng)觸發(fā)；可以管理數(shù)據(jù)緩存項(xiàng)。OPC UA軟件的開發(fā)不再依靠和局限于任何特定的操作平臺。過去只局限于Windows平臺的OPC技術(shù)拓展到了Linux、Unix、Mac等各種其它平臺?；贗nternet的WebService服務(wù)架構(gòu) (SOA) 和非常靈活的數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，不僅允許設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)，也允許將數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁邔蛹壍闹悄芟到y(tǒng)中， OPC UA的發(fā)展不僅立足于現(xiàn)在，更加面向未來。

5）具有強(qiáng)大的HMI人機(jī)界面可視化功能

     除了支持開發(fā)自己的人機(jī)界面以外，CODESYS還提供目標(biāo)（本地）可視化 Targetvisu 和 顯示在標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器

（PC/平板/智能手機(jī)）上的網(wǎng)絡(luò)可視化Webvisu。

      擁有Targetvisu，無需任何其他硬件，可視化界面直接顯示在控制器的內(nèi)置或者外置顯示器上，一般用于簡單的參數(shù)設(shè)置和設(shè)備調(diào)試。

       Webvisu則可以讓您隨時(shí)隨地在網(wǎng)絡(luò)瀏覽器中瀏覽可視化屏幕，只需要一臺聯(lián)網(wǎng)的電腦，您就可以隨時(shí)了解現(xiàn)場生產(chǎn)的真實(shí)情況。

       除此之外，CODESYS還提供一種可以描繪和實(shí)時(shí)反映整個(gè)生產(chǎn)線三維加工場景的Depictor工具，可以讓操作人員或者維護(hù)人員直觀的了解整個(gè)機(jī)器加工過程以完成生產(chǎn)過程的優(yōu)化、設(shè)備的維護(hù)。

6） 可選擇增加運(yùn)動(dòng)控制組件，實(shí)現(xiàn)單軸、主從軸和CNC數(shù)控、機(jī)器人等控制技術(shù)

      在同一個(gè)CODESYS編程軟件中，可以通過添加組件庫的方式，增加運(yùn)動(dòng)控制的模塊。CODESYS完整的運(yùn)動(dòng)控制，包含單軸運(yùn)動(dòng)控制、主從軸運(yùn)動(dòng)控制（電子凸輪曲線控制、速度比例控制、相位差控制），還支持CNC數(shù)控系統(tǒng)（支持標(biāo)準(zhǔn)G代碼和專業(yè)的插補(bǔ)、運(yùn)動(dòng)學(xué)控制功能塊）、多軸機(jī)器人的開發(fā)（機(jī)器人函數(shù)庫，如SCARA、DELTA、四軸機(jī)器人、六自由度多功能機(jī)器人等）。

      與此同時(shí)，用戶還可單獨(dú)采購CODESYS Depictor實(shí)現(xiàn)在線仿真功能。

7）CODESYS提供機(jī)器人數(shù)字孿生技術(shù)

       何謂機(jī)器人數(shù)字孿生技術(shù)？簡而言之，就是在虛擬軟件空間中完成實(shí)際機(jī)器人動(dòng)作、模型、數(shù)據(jù)的映射，從而反映機(jī)器人的全生命周期過程，在沒有真實(shí)的產(chǎn)品之前，通過數(shù)字化的模型，就可以了解機(jī)器人在真實(shí)的物理層能夠?qū)崿F(xiàn)的功能，尤其應(yīng)用在機(jī)器人的研發(fā)驗(yàn)證階段，可以提前避免很多系統(tǒng)問題和許多功能的測試，從而降低研發(fā)成本，增加產(chǎn)品的可靠性。

8）CODESYS原生支持控制器云管理方案

       基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)IIOT和大數(shù)據(jù)的CODESYS云方案，提供從設(shè)備端（控制器）到云端（CODESYS Automation Server）的整體解決方案。在設(shè)備端，CODESYS提供運(yùn)行在設(shè)備上的工業(yè)級實(shí)時(shí)系統(tǒng)內(nèi)核Runtime，可視化組件以及工業(yè)以太網(wǎng)現(xiàn)場總線。每個(gè)基于CODESYS開發(fā)的帶操作系統(tǒng)的控制器都可以當(dāng)作一個(gè)邊緣控制器來處理。同時(shí)，OPC UA Server作為CODESYS的組件之一，可實(shí)現(xiàn)基于不同硬件架構(gòu)或不同操作系統(tǒng)的設(shè)備之間以及設(shè)備與工廠之間的數(shù)據(jù)交換和傳輸。設(shè)備端和云端通過OPC UA通訊，可以真正實(shí)時(shí)地、跨時(shí)區(qū)地將過程數(shù)據(jù)上傳到云端。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)備份、智能控制等功能。

針對Windows工控機(jī)的單機(jī)授權(quán)—CODESYS Control RTE SL（硬實(shí)時(shí)最佳選擇）

      CODESYS Control RTE為Windows系統(tǒng)下的實(shí)時(shí)控制問題提供了解決方案。

      用戶只需要在PC機(jī)上安裝CODESYS Control RTE軟件，那么根據(jù)PC機(jī)的功能，它就會(huì)變成一臺先進(jìn)的高性能可編程控制器，并可以使用基于IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)的CODESYS IDE進(jìn)行編程，另外系統(tǒng)的功能也可以按需求進(jìn)行擴(kuò)展。一套軟件即可對來自不同廠家的設(shè)備進(jìn)行通訊控制。

產(chǎn)品優(yōu)勢：

1. 安裝方便。本身是款軟件，可直接安裝使用。

2. 實(shí)時(shí)性強(qiáng)。CODESYS Control RTE通過對Windows內(nèi)核進(jìn)行實(shí)時(shí)性改造，使其具有微妙級抖動(dòng)量的確定性，且不需要增加其它硬件，最終實(shí)現(xiàn)“硬實(shí)時(shí)”的控制功能。

3. 通訊便捷。僅需要一根網(wǎng)線就可以連接至其它IO模塊、智能儀表、伺服驅(qū)動(dòng)器、控制器，配置操作十分簡單。

4. 功能擴(kuò)展性強(qiáng)，可按需求拓展運(yùn)動(dòng)控制、其它總線通訊、多核控制、OPC通訊等功能。

5. 編程方便，支持IEC61131-3語言編程。

6. 部署在工業(yè)電腦上也相當(dāng)于自帶可視化，使電腦具備顯控一體功能。

    軟件包含強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)控制及 CNC 功能

（1） 單軸控制：電流環(huán)、 速度環(huán)、 位置環(huán)的控制

（2） 主從方式：實(shí)現(xiàn)電子齒輪（帶相位同步功能）、電子凸輪等

（3） CNC 控制：以功能塊的方式實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的多軸運(yùn)動(dòng)軌跡插補(bǔ)控制，無需自己編寫基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)學(xué)算法， 支持 G 代碼

（4） 機(jī)器人控制：SCARA機(jī)器人、DELTA機(jī)器人、四軸機(jī)器人、多關(guān)節(jié)的復(fù)雜機(jī)器人函數(shù)庫

同時(shí)支持用戶將自己的機(jī)器人函數(shù)庫集成在軟件中使用。

7.  良好地支持第三方的開發(fā)工具和應(yīng)用程序

（1） 具有 OPC ， OPC UA 功能

（2） 支持 ODBC 接口的數(shù)據(jù)庫

CODESYS Control RTE集成有以下總線協(xié)議： 

CODESYS CANopen主站/從站; 

CODESYS EtherCAT主站; 

CODESYS Modbus TCP主站/從站; 

CODESYS Modbus RTU主站/從站; 

CODESYS Sercos III Master ; 

CODESYS PROFIBUS主站; 

CODESYS PROFINET控制器; 

CODESYS PROFINET設(shè)備; 

CODESYS EtherNet / IP掃描器; 

CODESYS EtherNet / IP適配器;

CODESYS J1939 ; 

CODESYS OPC UA服務(wù)器