Programmation en Ladder avec CODESYS et Raspberry PLC

Dans l'automatisation industrielle, la programmation en Ladder Logic (ou logique à relais) est l'une des méthodes les plus utilisées pour contrôler des machines et des processus. Elle est intuitive, graphique et idéale pour les systèmes de contrôle industriel. Dans cet article, nous allons explorer comment programmer un Raspberry Pi PLC en utilisant CODESYS, un environnement de développement intégré (IDE) populaire pour l'automatisation, et la logique Ladder.

Qu'est-ce que CODESYS ?

CODESYS est un environnement de développement intégré qui permet de créer des applications pour l'automatisation industrielle. Il est compatible avec une variété de matériels, dont le Raspberry Pi. CODESYS prend en charge plusieurs langages de programmation, dont la programmation en Ladder (LD), le Structured Text (ST), le Function Block Diagram (FBD), et d'autres.

La programmation en Ladder Logic (LD) est particulièrement populaire dans l'automatisation industrielle car elle ressemble au schéma de câblage électrique, ce qui la rend facile à comprendre pour les ingénieurs électrotechniciens. Ce langage est idéal pour la conception de systèmes de contrôle simples, comme l’allumage de lumières ou la commande de moteurs.

Pourquoi utiliser CODESYS avec Raspberry Pi PLC ?

Le Raspberry Pi est une plateforme flexible et économique, parfaite pour les projets d'automatisation industrielle. En utilisant un Raspberry Pi PLC avec CODESYS, vous pouvez bénéficier des avantages d'un système programmable puissant tout en utilisant un matériel peu coûteux. Cela permet de :

• Créer des applications industrielles flexibles et modulaires.

• Utiliser des outils de développement professionnels pour programmer des applications à la fois simples et complexes.

• Exploiter les nombreuses interfaces et E/S offertes par le Raspberry Pi pour communiquer avec des capteurs, actionneurs et autres dispositifs industriels.

CODESYS offre également la possibilité de programmer le Raspberry Pi en mode PLC et de le connecter à divers appareils via des protocoles industriels comme Modbus ou Ethernet/IP, ce qui en fait un outil polyvalent pour les projets d’automatisation.

Prérequis pour la programmation en Ladder avec CODESYS et Raspberry Pi

Avant de commencer à programmer en Ladder avec CODESYS, vous devez configurer quelques éléments :

1. Installer CODESYS :

   • Téléchargez et installez CODESYS sur votre PC depuis le site officiel de CODESYS.

   • Assurez-vous de disposer de la version qui prend en charge le Raspberry Pi.

2. Configurer le Raspberry Pi PLC :

   • Utilisez un Raspberry Pi 3 ou 4 avec une carte SD contenant Raspberry Pi OS.

   • Connectez le Raspberry Pi à un réseau (via Ethernet ou Wi-Fi).

   • Installez un serveur CODESYS Control pour Raspberry Pi. Cela permet au Raspberry Pi de fonctionner en tant que contrôleur PLC.

   Vous pouvez installer le serveur CODESYS Control sur le Raspberry Pi en suivant les instructions disponibles sur le site de CODESYS.

3. Connexion avec CODESYS :
   Une fois le Raspberry Pi configuré et le serveur CODESYS Control installé, ouvrez CODESYS sur votre PC. Dans l'IDE CODESYS, vous pouvez ajouter votre Raspberry Pi en tant que contrôleur PLC et commencer la programmation.

Créer un projet Ladder dans CODESYS

Une fois que votre Raspberry Pi est prêt à être utilisé avec CODESYS, vous pouvez créer un projet et commencer à programmer en Ladder Logic.

Étapes pour créer un projet Ladder :

1. Créer un nouveau projet CODESYS :

   • Ouvrez CODESYS sur votre PC.

   • Créez un nouveau projet et sélectionnez votre Raspberry Pi comme contrôleur cible.

   • Choisissez "Ladder Logic" comme langage de programmation.

2. Configurer les entrées et sorties (E/S) :
   Le Raspberry Pi dispose de plusieurs broches GPIO qui peuvent être utilisées pour des entrées et sorties numériques. Dans CODESYS, vous pouvez configurer ces E/S pour contrôler des appareils externes comme des moteurs, des capteurs, des relais, des voyants, etc.

   • Allez dans le menu "Devices" de CODESYS, sélectionnez votre Raspberry Pi et configurez les E/S numériques ou analogiques selon vos besoins.

3. Programmer en Ladder :
   Le langage Ladder ressemble à un schéma de câblage électrique, où vous définissez des relais et des contacts pour créer des circuits logiques.

   Exemple simple de programmation Ladder pour allumer une LED lorsque le bouton est pressé :

   • Condition : Si le bouton est appuyé (entrée numérique), allumer la LED (sortie numérique).

   • Structure Ladder : Vous reliez le contact (entrée) et la bobine (sortie) pour que la LED s’allume lorsque le bouton est pressé.

   Voici un exemple de logique Ladder simple :

   
   

   [Bouton]----| |-----+----(LED) | [Contact]

   Dans cet exemple, le contact du bouton est en série avec la bobine de la LED. Lorsque le bouton est pressé, le circuit est complété et la LED s’allume.

4. Télécharger le programme sur le Raspberry Pi :
   Une fois que vous avez terminé la programmation de votre projet, vous pouvez télécharger le programme directement sur le Raspberry Pi via le réseau. CODESYS vous permet de téléverser votre programme et de tester son fonctionnement sur le Raspberry Pi en temps réel.

5. Test et débogage :
   Vous pouvez utiliser les outils de débogage de CODESYS pour tester votre programme, surveiller les variables et les états des E/S en temps réel. Vous pouvez également effectuer des ajustements à la volée si nécessaire.

Avantages de la programmation en Ladder avec CODESYS et Raspberry Pi

• Interface graphique : La programmation en Ladder est intuitive et visuelle, ce qui la rend idéale pour les personnes ayant une expérience en électricité ou en automation industrielle.

• Facilité d’intégration : Vous pouvez facilement connecter votre Raspberry Pi à divers dispositifs externes via les ports GPIO ou d'autres protocoles comme Modbus.

• Évolutivité : CODESYS permet de gérer des systèmes complexes en combinant différents langages de programmation, des E/S multiples et des réseaux industriels.

• Coût réduit : Utiliser un Raspberry Pi comme PLC permet de réduire les coûts matériels tout en conservant une grande flexibilité.

Exemple d'application : Commande de moteur avec CODESYS

Imaginons que vous souhaitiez contrôler un moteur à l’aide d'un Raspberry Pi PLC et CODESYS. Vous pouvez configurer un bouton d'entrée pour démarrer le moteur et une condition de sécurité pour l'arrêter.

• Entrée : Un bouton poussoir pour démarrer le moteur.

• Sortie : Un relais pour contrôler l'alimentation du moteur.

Avec la programmation Ladder dans CODESYS, vous pouvez facilement créer un circuit logique pour contrôler le démarrage et l'arrêt du moteur, tout en intégrant des capteurs de sécurité pour stopper le moteur en cas de problème.

Conclusion

La programmation en Ladder avec CODESYS et un Raspberry Pi PLC est une solution puissante et flexible pour l'automatisation industrielle. Elle permet de créer des systèmes de contrôle sophistiqués tout en bénéficiant des avantages du Raspberry Pi, comme la faible consommation, le faible coût et la flexibilité. Que ce soit pour des projets simples ou complexes, cette combinaison vous permet de tirer parti des outils professionnels d'automatisation tout en utilisant une plateforme abordable.

Points Clés :

• CODESYS permet de programmer le Raspberry Pi en utilisant le langage de programmation Ladder Logic.

• La programmation en Ladder est idéale pour les ingénieurs en automatisation, car elle ressemble à un schéma de câblage.

• Vous pouvez utiliser les entrées et sorties du Raspberry Pi pour contrôler des dispositifs externes.

• CODESYS est une plateforme puissante et flexible, idéale pour la programmation de systèmes industriels.