Codesys sur Raspberry PI 4 et IHM

Le Runtime Codesys pour Raspberry Pi

Présentation

Codesys fournit un Runtime pour cible Raspberry Pi afin de le transformer en Automate exécutant du code Ladder / FBD / CFC et sur lequel nous pouvons piloter les GPIO.

Le plugin peut se télécharger ici
Il est nécessaire d'avoir un compte Codesys (gratuit)
Le Runtime est gratuit mais il stoppe au bout de 2h ce qui nécessite un redémarrage (pas gênant pour un TP, inutilisable en production)
Si vous souhaitez le Runtime sans la limite des 2h, il vous coûtera 100€ pour une clé de licence à demander directement chez Codesys

Avis perso :

Il est tentant de se dire, qu'avec ce plugin à 100€ + un Raspberry Pi 4 à 50€, on peut atteindre des performances équivalentes à un système IPC à 2k€ chez Siemens ou autre sauf que :

Un Raspberry Pi n'est pas durci pour résister à un environnement industriel (pas de garantie)
Pas de possibilité de connecter des cartes I/O simplement, il faut passer par un bus de terrain de type Ethernet ou alors mettre des adaptateurs 0/24V sur les GPIO.
De base, les performances temps réels ne sont pas garanties. (L'OS de la Raspberry Pi n'est pas patché RealTime ou Xenomai)
Par contre, on peut intégrer facilement en plus des outils de type MQTT, NodeRed, Grafana car le Raspi possède une forte puissance de calcul face à un automate classique.

Malgré les limitations, des industriels parient sur ce type d'outils en production avec un applicatif qui nécessiterait normalement du matériel beaucoup plus coûteux. Dans le cadre d'un projet étudiant ou d'un POC, il s'agit d'un outil adapté et c'est toujours valorisant pour un étudiant de BUT GEII de pouvoir dire à un entretien qu'on a réalisé son propre IPC basé sur un Runtime Codesys sur cible Raspberry Pi 4.

Installation du Runtime Raspberry Pi sur Codesys

Pour installer l'AddOn, faire Tools -> CODESYS Installer

Cliquer sur Install File

Sélectionner le fichier téléchargé précedemment

On ferme le logiciel Codesys en arrière Plan et l'on fait OK ||| |:------------------------------------------------------|------------------------------------------------------:|
On coche I accept the license agreements et normalement l'AddOn est correctement installé. On peut passer à la création d'un Projet pour le Raspi.

Projet Codesys sur Raspberry Pi 4

Arborescence de projet

On crée un Standard Project nommé Test_Raspi
Enregistré dans le dossier Codesys\Raspi à créer

Pour Device, on choisit CODESYS Control for Raspberry Pi MC SL
PLC_PRG : en Ladder (LD)

On obtient l'arborescence de projet suivante :

Update du Raspberry Pi

On fait un update du Raspberry Pi dans Tools -> Update Raspberry Pi

On met le username du Raspi : pi
On met le mdp : xxxx
On met l'adresse IP du Raspberry Pi : 192.168.1.15 (on peut également faire un scan)
On clique sur Install
On vérifie le System Info que des données apparaîssent (bug sinon)
On clique sur Configure
La création d'un User peut être demandé avec un login et un mdp pour avoir l'autorisation de transférer du code sur l'automate. Perso, j'ai choisi le même login et mdp que pour le Raspi.

Connexion et Gateway

On double clique sur Device
Il faut créer une nouvelle Gateway correspond à la carte réseau sur laquelle est branchée votre Raspberry Pi
L'adresse IP de la carte Ethernet était dans cet exemple de 192.168.1.100 (à adapter selon votre config)
On place l'adresse IP de votre Raspberry Pi à côté de la Gateway et l'on appuie sur la touche entrée

Programme de test Raspberry Pi

Nous souhaitons faire dans ce programme de test un pilotage de LED à partir d'un Bouton Poussoir :

Le BP est branché en Pull-Up ce qui signifie qu'à l'état de repos, il envoie 3.3V, à l'état actif, il envoie 0V
Le BP est branché sur la GPIO 17
La Led est branchée sur la GPIO 4

Voici le programme crée pour piloter la LED
Comme le BP est actif à l'état de repos, on aura la LED qui sera allumée, si on appuie sur le BP, la LED s'éteindra

Il faut maintenant affecter les GPIO aux variables BP et LED
On configure GPIO 4 comme Output pour la LED
On configure GPIO 17 comme Input pour le BP

Dans I/O Mapping on affecte la variable BP au Bit 17 pour Digital Input

De manière équivalente on affecte la variable LED au Bit 4 pour Digital Output

Test

On fait Generate Code (F11)
On fait Login (Alt+F8)

On fait START (F5)
On remarque que la LED est automatiquement allumée, ce qui est conforme au comportement attendu
Quand on appuie sur le BP, la LED s'éteint (conforme aussi)
Vous venez de créer un Automate avec un Raspberry Pi -> Bravo !