CODESYS在智能生产线中的应用案例：浅谈包装行业———自适应式智能设备原创

消费品制造商更喜欢具备生产性和经济性于一体的包装设备。未来高端智能设备的特点是“可用性”高，到底什么是“可用性”，首先要求尽可能少的操作人员以及能源消耗，第二材料利用率高。一个现代化的工厂必须具备充足的适应性，适应生产过程的任何要求。对于设备制造商而言，这意味着他们必须随时提供客户所需的模块化功能扩展，并将其集成到现有的制造设备中。基于PC的软控制技术和分散式驱动技术有助于实现这种机器设备的要求，因为软件中已经具备扩展功能，并且可以通过简单、标准化的接口进行连接。为了使系统在后期适应新的产品类型，并在低输出下以高速运行，系统必须能自动调整生产模式。只有这样，机器才能一键式生产，不需要手动设置新产品或模式。要执行自动调整模式，需要解决硬件和软件两个层面的难点，首先需要在控制部分采用性价比高的驱动技术，除了电力驱动技术外，还经常使用气动技术。其次，软件层面，软件必须是开放性架构，提供开放性接口，方便控制层面的模块化设计，并且需具备强大的通讯能力，并且能够支持第三方智能传感器和应用程序。

CODESYS软件分三层架构，可用下图来表示：

1、开发层CODESYS Development System（具有完善的在线编程和离线编程功能）、编译器及其配件组件、可视化界面编程组件等，同时供用户可选的运动控制模块可使其功能更加完整和强大。IEC 61131-3 编辑器。CODESYS提供了所有IEC61131-3所以定义的五种编程语言：如结构化文本（ST）、顺序功能图（SFC）、功能块图（FBD）、梯形图（LD）和指令表，此外还支持连续功能图（CFC）的编程语言。编译器：负责将CODESYS中的应用程序转换为机器代码并且优化可编程控制器的性能。当用户输入了错误的应用程序代码时，立刻会接收到编译器发出的语法错误警告及错误信息，让编程人员可以迅速做出相应纠正。用户可以不必改变编程方式，就可以使用不同的基于CODESYS编程的硬件装置（系统）进行工程开发。硬件/现场总线配置器：针对不同制造商的硬件设备及不同现场总线协议，该部分负责在CODESYS中对相应参数进行设定。可视化界面编程：直接在CODESYS中即可实现可视化编程（人机界面HMI），系统已经集成了可视化编辑器。运动控制模块：运动控制功能已经集成在CODESYS中，形成了SoftMotion(CNC)软件包。基于PLCopen的工具包可以实现单轴、多轴运动；电子凸轮传动；电子齿轮传动；复杂多轴CNC控制等。
2、通信层应用开发层和硬件设备层之间的通讯是由CODESYS中的网关服务器来实现的，CODESYS网关服务器中安装了OPC服务器。CODESYS 网关服务器。作用在应用开发层和硬件设备层之间，可以使用TCP/IP协议或通过CAN等总线实现远程访问，是CODESYS开发工具包不可分割的一部分。CODESYS OPC服务器。对基于CODESYS进行编程的控制器，无需考虑所使用的硬件CPU，已经集成并实现了OPC V2.0规范的多客户端功能，且能同时访问多个控制器。
3、设备层在使用基于IEC 61131-3标准的编程开发工具CODESYS对一个硬件设备进行操作前，硬件供应商必须要在设备层预先安装CODESYS的实时核（CODESYS Runtime）。同时，也可以通过使用CODESYS的可选组件：如CODESYS目标可视化编程模块或网络可视化编程模块来实现功能上的扩展。
4、CODESYS软件架构中各层关系CODESYS代码执行机制是编译执行，用户在开发层编写完成的IEC程序通过集成的编译器编译为二进制代码，再通过以太网或串口下载至设备层中，最终该应用程序中的文件已经被转为二进制代码存放在目标设备中，根据用户设定的执行方式循环执行对应程序。
以下为CODESYS产品系列的架构图