# Master IO-Link sur Raspberry Pi ## Master IO-Link Raspberry Pi Cet article fait suite à la communication entre TwinCAT 3 et un Master IO-Link Profinet. Il est également possible de connecter un Master IO-Link Profinet sur un Raspberry Pi 4 avec le Runtime Codesys. Le schéma du montage utilisé est représenté ci-dessous : [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688462969365.jpg)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688462969365.jpg) - Le Raspberry Pi va constituer notre PLC. Le Runtime Codesys est installé dessus. Il va gérer la communication Profinet avec le Master IO-Link Profinet AL1100 d'IFM. - @IP du Raspberry Pi est ```192.168.1.15``` - Le Master IO-Link Profinet AL1100 d'IFM va être associé à deux capteurs IO-Link - Détecteur de distance O5D150 - Bouton capacitif KT6101 - @IP du Master IO-Link est ```192.168.1.198``` - Le PC de développement va permettre de générer le code PLC et le transférer sur le Raspberry Pi. Contrairement à TwinCAT où le Runtime est exécuté sur le PC, dans cette application, le Runtime est sur le Raspberry Pi. - @IP du PC de dev : ```192.168.1.55``` **Prérequis :** - Codesys 3.5 installé (et fonctionel) sur un PC de développement -> cf article - Runtime Codesys installé sur un Raspberry Pi -> cf article Il est également nécessaire d'avoir lu l'article sur la communication entre le Master IO-Link Profinet et TwinCAT car plusieurs aspects vont se retrouver ici : - les fonctions en langage ST pour le décodage des capteurs - l'association des variables ## Projet Codesys - Créer un Standard New Project - Choisir pour le Device Codesys Control for Raspberry PI MC SL - Choisir Ladder Logic pour PLC_PRG [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688462984690.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688462984690.png) [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688462990985.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688462990985.png) ### Gateway et Raspberry Pi En double cliquant sur Device, dans les Communications Settings: - Gateway -> Add New Gateway [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463001713.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463001713.png) - Placer l'adresse IP du PC développement (@IP=192.168.1.55 dans mon cas) [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463009547.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463009547.png) À droite de la Gateway, - placer l'adresse IP du Raspberry Pi - en appuyant sur Entrée, un fenêtre de Device User Logon apparaît : - mettre le User Name du Raspberry pi -> pi - mettre le Password -> 3.14 dans mon cas [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463016891.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463016891.png) La liaison avec le Raspberry Pi doit passer au vert et indiquer (active) [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463022993.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463022993.png) Si tout est au vert, on peut passer à la liaison Profinet ### Configuration de la liaison Profinet Faire un clic droit sur Device : - Add Device [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463029401.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463029401.png) Dans l'arborescence Profinet IO : - Choisir Ethernet - et faire Add Device [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463035570.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463035570.png) Sur Ethernet(Ethernet), faire un clic droit : - Add Device [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463041811.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463041811.png) Dans l'arborescence Profinet IO Master : - Choisir PN-Controller [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463048665.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463048665.png) ### GSDML du Master IO-Link Profinet d'IFM Comme pour TIA Portal, le Master IO-Link Profinet n'est pas installée de base dans Codesys. Il est nécessaire d'ajouter le fichier GSDML correspondant dans le Device Repertory. Dans l'onglet Tools, faire : - Device Repertory [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463055522.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463055522.png) Cliquer sur Install [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463062169.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463062169.png) et sélectionner le GSDM correspondant à votre Master IO-Link. Pour rappel, le fichier GSDML du Master IO-Link Profinet AL1100 se télécharge directement chez IFM. - après avoir sélectionné le fichier, faire open. [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463067779.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463067779.png) ### Ajout du Master IO-Link En cliquant sur PN_Controller (PN-Controller), faire - Add Device Dans l'arborescence Profinet IO -> IO -> ifm electronic, choisir - AL1100, ifm electronic - faire Add Device [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463074697.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463074697.png) ### Configuration Profinet et IO-Link Double cliquer sur Ethernet (Ethernet) - Dans Network interface, faire Browse - une fenêtre Network Adapters apparait - choisir l'interface ```eth0``` qui correspond à l'interface ethernet du Raspberry Pi [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463080650.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463080650.png) Double cliquer sur PN_Controller et modifier la plage d'adresses pour les Slave - First IP Address : ```192.168.1.2``` - Last IP Address : ```192.168.1.254``` - Subnet Mask : ```255.255.255.0``` - Default Gateway : ```192.168.1.1``` [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463091931.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463091931.png) Double cliquer sur AL1100 (AL1100) et modifier les IP Parameter - IP Address : ```192.168.1.198``` - Subnet Mask : ```255.255.255.0``` - Default Gateway : ```192.168.1.1``` [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463098003.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463098003.png) Dans _4 _Ports (4 Ports) , sur le Port_1, faire - Plug Device [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463104290.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463104290.png) Comme nous avons branché le bouton capacitif KT6101 sur le port 1, il faut lui associer la taille de IO-Link Inpurt + Output adapté au message. Dans notre cas, choisir : - IO-Link In/Out 4/4 Byte + PQI - et faire Plug Device [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463110483.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463110483.png) Avant d'aller plus loin, nous allons tout de suite configurer le rafraichissement automatique des données : En double cliquant sur Port 1, en bas à droite, dans le champs Always Update Variables : [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463116297.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463116297.png) Faire : - Enabled 1 (uses bus cycle task if not used in any task) [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463123505.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463123505.png) Vérifier que cela soit bien pris en compte sinon les valeurs des capteurs n'apparaîtrons pas ! [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463131002.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463131002.png) On va procéder de manière analogue pour Port_2 : - on clic sur Plug Device [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463137987.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463137987.png) Il s'agit du détecteur de distance O5D150 qui est branché sur Port_2, celui ci nécessite 2 Bytes d'Input pour le message : - IO-Link 2 Bytes + PQI - et Plug Device [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463144034.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463144034.png) Pareil que précédement, on fait attention à autoriser Always update variables avec l'option : - Enabled 1 (use bus cycle task if not used in any task) [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463152819.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463152819.png) [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463159041.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463159041.png) Pour les Port_3 et Port_4, comme aucun capteur n'est branché dessus, nous placerons Disabled [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463165745.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463165745.png) ### Test rapide du fonctionnement du Master IO-Link Sans oublier de faire Save, cliquer sur - Generate Code (F11) [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463172112.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463172112.png) Pour se connecter sur le Raspberry Pi et y transférer le code Automate, cliquer sur la petite prise de courant (Login) - Codesys peut indiquer ce message en indiquant qu'une application est déjà en Run sur le Raspberry Pi, confirmer avec Yes le tranfert. [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463179257.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463179257.png) [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463196243.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463196243.png) On clique sur : - Start (F5) [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463203616.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463203616.png) Normalement, tous les éléments passent au vert. [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463209025.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463209025.png) En cliquant sur le Port_2, dans - PN/IO SubModule I/O Mapping, en développant l'arborescence, on peut voir les données de distance dans : - Input datat 2 Bytes[0] %IB12 - Input datat 2 Bytes[0] %IB13 Ces données varient avec la distance mesurée. Comme pour TwinCAT, il faudra mapper ces données aux variables du programme Automate. [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463217843.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463217843.png) En cliquant sur le Port_1, dans - PN/IO SubModule I/O Mapping, en développant l'arborescence, on peut voir les données de distance dans : - Input datat 4 Bytes[0] %IB5 - Input datat 4 Bytes[1] %IB6 - ... Ces données varient avec l'appui sur le bouton capacitfif. Pareillement, nous devrons mapper ces variables capteur au programme automate. [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463223962.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463223962.png) Pour se déconnecter, on clique sur Stop pour Logout. ### Bilan Cette première étape nous a permis de valider la bonne communication avec le Master IO-Link. Les prochaines étapes seront: - création des fonctions de décodage pour les capteurs - mapping des variables automate avec les variables IO-Link - création d'une IHM permettant d'afficher ces résultats - test de l'IHM sur une tablette ## Programme Automate et fonctions capteurs Les différentes étapes présentées ci-dessous seront très similaires à celles présentées pour l'association d'un Master IO-Link à TwinCAT. ### Fonction capteur O5D150 Dans Application faire : - Add Object -> POU... [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463230560.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463230560.png) Dans Add POU : - Name : FB_O5D150 - Type : Function block - Implemention Language : ST [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463238369.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463238369.png) Le programme de la fonction FB_O5D150 est identique à celui présenté dans TwinCAT : [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463244113.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463244113.png) De même pour l'instanciation et l'appel de fonction, seule variante, le PLC_PRG est dans notre cas écrit en Ladder, ce qui signifie qu'il est nécessaire d'ajouter un bloc à nommer fbO5D150 pour réaliser l'appel de fonction. [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463250050.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463250050.png) On peut ajouter une variable SwitchState de type dans le PLC_PRG simplement en écrivant SwitchState en sortie du bloc. [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463255122.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463255122.png) Nous allons mapper les variables de la fonction O5D150 aux variables IO-Link : - dans Port_2 -> PN I/O SubModule Mapping - cliquer à côté de la petite boîte bleue dans variable au niveau de la ligne %IB12 BYTE [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463261826.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463261826.png) Trois petits points doivent apparaîtrent et lancer l'Input Assistant: - choisir dan PLC_PRG -> fbO5D150 -> aInputBytes [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463267761.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463267761.png) Placer à la fin de la variable [0] pour indiquer qu'il s'agit de l'élément 0 de l'array of Byte. [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463274538.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463274538.png) On fait de même pour la ligne %IB13. Noubliez pas de placer à la fin de la variable [1] pour indiquer qu'il s'agit de l'élément 1 de l'array of Byte. [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463281498.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463281498.png) On effectue un Save, suivi d'un Generate, Login et Start - et normalement le PLC_PRG indique la valeur de distance mesurée par le capteur O5D150. [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463290913.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463290913.png) On n'oublie pas de faire Stop et Logout pour faire des modification du programme. ### Fonction bouton capacitif KT6101 Comme pour le capteur O5D150, le code pour le bouton capacitif KT6101 est identique à celui développé pour TwinCAT. [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463300721.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463300721.png) On réalise l'instanciation et l'appel de la fonction fbKT6101 dans PLC_PRG [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463328234.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463328234.png) Pour le mapping des variables IO-Link, on procède de la même manière que le capteur O5D150 [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463336024.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463336024.png) On fait Generate, Login et Start : - Le capteur de distance est toujours fonctionnel - Le bouton capacitif réagit en fonction de l'appui [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463344298.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463344298.png) Pour finaliser cette démonstration, nous allons intégrer une IHM et réaliser une WebVisu sur tablette. ## Visualisation IHM et WebVisu Pour intégrer une visualisation : - Clic droit sur Application -> Add Object -> Visualization... - Dans la fenêtre Add Visualization, laisser le Name : Visualization et faire Add [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463354291.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463354291.png) Pour simuler les deux couleurs lumineuses Bleue et Verte, j'utilise une astuce sur la visualisation : - Je crée un voyant Bleu que j'associe à la variable PLC_PRG.fbKT6101.bSSC1 que j'inverse avec NOT(). - ce voyant passera au premier place avec la même variable dans Bring to foreground - -> uand le voyant bleu est allumé, il passe au premier plan [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463361090.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463361090.png) Pour le voyant vert, je procède de la même manière sans inverser la variable PLC_PRG.fbKT6101.bSSC1 [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463367698.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463367698.png) Je supperpose les deux voyants sur l'IHM : - si le voyant Bleu est actif, il passera au premier plan - si le voyant Vert est actif, il passera au premier plan Une jauge de distance est également placée : - la variable associée à la jauge est ```PLC_PRG.fbO5D150.nCurrentDistance``` - Scale End est configuré à 200 pour la distance max du capteur en cm - Main Scale est placée à 20 [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463374296.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463374296.png) On souhaite également afficher la distance dans un champ, nous placerons ainsi un rectangle qui servira de champ de visualisation : [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463381369.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463381369.png) Dans le champ Text, nous mettrons : - ```%d``` pour la valeur à afficher en Int Dans le Champ Text variable, nous mettrons : - ```PLC_PRG.fbO5D150.nCurrentDistance``` [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463389208.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463389208.png) Il reste à faire la connexion au Raspberry Pi et lancer le Runtime : - Generate, Login, Start Et l'IHM s'anime en fonction des mesures et appuis sur les capteurs. [![](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/scaled-1680-/image-1688463399633.png)](https://innovation.iha.unistra.fr/uploads/images/gallery/2023-07/image-1688463399633.png) ## WebVisu Il est possible de récuperer cette IHM sur une page Web à travers la WebVisu. - On place l’adresse IP du Raspberry Pi dans le navigateur de la tablette suivi du numéro de port 8080 et l’on charge la page webvisu.htm - 192.168.1.15:8080/webvisu.htm - On peut visualiser la mesure de distance faite par le capteur ainsi que les appuis sur le bouton capacitif