💡 OpenC𝐏𝐋𝐂

Projekt to warstwa abstrakcji między aplikacją a peryferiami mikrokontrolera. Podobnie jak Arduino, ale ukierunkowana na automatykę. Bez własnego IDE i C++. Wielowątkowość zapewnia 🔀VRTS, eliminując typowe problemy RTOS. System ma wbudowaną konsolę CMD jak 🐧Linux, a 🔮Wizard upraszcza programowanie mikrokontrolerów do poziomu znanego z 🐍Python'a. Technologicznie najbliżej mu do 🪁Zephyr'a, ale jest prostszy, bliższy natywnym rozwiązaniom, z działającym debuggerem i skupiony na automatyce zamiast IoT.

W świecie technologii, programowanie staje się coraz bardziej złożone (często na życzenie samych programistów). Niekiedy poziom skomplikowania aplikacji jest nieproporcjonalny do problemu, który rozwiązuje lub wartości, jaką dostarcza. Chcemy, aby nasze rozwiązanie były możliwie proste, interfejs intuicyjny, a nakład technologiczny minimalny. Wykorzystujemy dobrze znane narzędzia, takie jak Visual Studio Code, system kontroli wersji Git oraz język C, który pomimo swojego wieku nadal jest numerem jeden wśród programistów Embedded. Nic nie stoi więc na przeszkodzie, aby pojawiło się go trochę więcej w automatyce, co pozwoli iść branży z duchem 🌐IT!

Zapotrzebowanie na automatyków było, jest i będzie bardzo duże. W przeszłości, kiedy programistów było niewielu, a za automatykę brali się głównie elektrycy, zaprojektowanie języka drabinkowego ladder logic 🪜LAD było strzałem w dziesiątkę! Opierał się bowiem na logice znanej z układów elektrycznych. Dziś sytuacja się odwróciła: kod w języku C jest często bardziej czytelny dla absolwentów kierunków technicznych niż drzewo logiczne ze styków i cewek. Nie zapominajmy, że język C powstał jako język ogólnego przeznaczenia, dlatego charakteryzuje się dużą uniwersalnością, szczególnie w porównaniu do sandbox'ów dostarczanych przez producentów sterowników PLC.

Praktyczne porównanie języków LAD, ST i ANSI C można zobaczyć na przykładzie systemu 🟢start🔴stop.

🖥️ Our Controllers

Wszystkie sterowniki bazują na rodzinie STM32G0 i zostały zaprojektowane tak, aby w pełni wykorzystać potencjał mikrokontrolera. Mają ustandaryzowane wymiary dopasowane do montażu na szynie DIN. Wyposażono je w rozłączne terminale 5.0mm, co ułatwia instalacje oraz serwis. Cała linia została pomyślana jako spójna platforma, gdzie różne modele uzupełniają się funkcjonalnie, dzięki czemu można je łatwo łączyć w większe systemy.

Pierwszy sterownik z rodziny OpenCPLC. Cechuje się wszechstronnością ze względu na różnorodność peryferii. Choć pełni funkcję demonstracyjno-edukacyjną, z powodzeniem sprawdzi się również w małych projektach.	Mały i tani sterownik do pracy autonomicznej, szczególnie w maszynach budowlanych. Wyposażony w wiele potencjometrów dla konfiguracji bez komputera oraz napięcie referencyjne 10V do obsługi joysticków i bezpośredniego pomiaru na wejściach analogowych.

Sterownik do średnich i dużych projektów, jako moduł rozszerzeń (jedna magistrala komunikacyjna). Wyposażony w liczne wejścia i wyjścia cyfrowe, z drugą grupą wyjść tranzystorowych zasilanych niezależnie od głównego. Ma też kilka wejść analogowych, przydatnych w mniejszych projektach.	Sterownik do średnich i dużych projektów. Jako jednostka główna lub moduł rozszerzeń, gdy potrzebne są dodatkowe kanały analogowe. Posiada wiele wejść i wyjść analogowych, stabilne zasilanie oraz napięcie ujemne dla dokładniejszych pomiarów i generacji sygnałów.

Framework udostępnia warstwę abstrakcji typową dla automatyki. Zamiast znanych z embedded GPIO (general purpose input output) czy ADC (analog digital converter) pracujemy z TO, RO, DI oraz AI, AO. Sprzęt jest mapowany do tej warstwy, więc każdy nowy sterownik wymaga tylko nowej mapy peryferiów, aby działać w ekosystemie.

Układ	Opis	Uno	Eco	Dio	Aio
RO	Wyjścia przekaźnikowe: 5A 230VAC, 7A 30VDC. Licznik przełączeń.	4	2	-	-
TO	Wyjścia tranzystorowe: 4A. Sterowane napięciem zasilania. Wszystkie mogą pracować w trybie PWM.	4	5	12	4
XO	Wyjście triakowe: 12-230VAC. Detekcja przejścia przez zero z wykorzystaniem wejścia cyfrowego.	2	-	-	-
DI	Wejścia cyfrowe: od 12VDC stan wysoki. Obsługa 230VAC. Większość może działać jako liczniki.	4	4	12	4
AI	Wejścia analogowe: 0-10V, 4-20mA, 0-20mA lub 0-10V z wtórnikiem napięciowym.	2	4	4	10
AO	Wyjście analogowe: 0-10V, 0-20mA rail-to-rail.	-	-	-	4
RTD	Wejście czujników rezystancyjnych, dostosowane do PT100 i PT1000.	1	-	-	-
RS	Interfejs komunikacyjny RS485 z obsługą Modbus RTU, BACnet lub bare metal.	2	1	1	2
I2C	Magistra komunikacyjna z buforem 5V i pull-up 1kΩ.	1	-	-	1
POT	Potencjometr. Działa jak wewnętrzne AI. Umożliwia konfigurację bez użycia komputera.	1	6	3	-
BTN	Przycisk lub przełącznik. Działa jak wewnętrzne DI.	1	5	-	-
LED	Dioda informacyjna RGB.	1	1	1	1
FLASH	Pamięć nieulotna kB: program, konfiguracja, emulacja EEPROM.	512	128	512	512
RAM	Pamięć operacyjna kB: bufory i obliczenia.	144	36	144	144
RTC	Zegar czasu rzeczywistego: data i godzina.	🕑	-	🕑	🕑

🆚 Key Advantages

Sterowniki OpenCPLC wyróżniają się możliwością pracy w środowiskach, gdzie typowe PLC zawodzą. Obsługują standardową automatykę 24VDC, ale także 12VDC, typowe dla maszyn mobilnych w przemyśle (np. budowlanym czy rolniczym). Zapewniają pomiar napięcia zasilania VCC, co ma znaczenie przy zasilaniu sterownika bezpośrednio z akumulatora. Przyjmują bezpośrednie sygnały 230VAC na wejściach, co eliminuje konieczność stosowania dodatkowych modułów. Wyjścia 4A pozwalają sterować obciążeniami bezpośrednio, a firmware FW wgrywany bez systemu operacyjnego OS zapewnia szybki start i wysoką stabilność pracy. Każdy sterownik jest fabrycznie skonfigurowany jako moduł rozszerzeń, ale można go łatwo przeprogramować do pracy jako samodzielny PLC.

Sterownik PLC	Zasilanie	DI1️⃣	DI 230V	Typ TO	Prąd TO	Get VCC	FW/OS
Siemens S7-1200	20.4-28.8V ❌	≥15V ❌	❌	Source	0.5A	❌	FW
Siemens S7-1500	19.2-28.8V ❌	≥15V ❌	❌	Both	0.5A	✅	FW
Mitsubishi iQ-F	20-28V ❌	≥15V ❌	❌	Both	0.5A	✅	FW
Beckhoff CX7000	20.4-28.8V ❌	≥11V ✅	❌	Source	0.5A	❌	OS
WAGO PFC200	18-31.2V ❌	≥15V ❌	❌	Both	0.5A	❌	OS
Allen-Bradley	10-28.8V ✅	≥11V ✅	❌	Source	0.5A	❌	FW
Schneider Modicon	20.4-28.8V ❌	≥15V ❌	❌	Source	0.5A	❌	FW
Phoenix Contact	19.2-30V ❌	≥11V ✅	❌	Both	0.5A	❌	OS
B&R X20	20.4-28.8V ❌	≥15V ❌	❌	Sink 💀	0.5A	✅	FW
Delta DVP-SS2	20.4-28.8V ❌	≥15V ❌	❌	Both	0.5A	❌	FW
Eaton easyE4	12.2-28.8V ✅	≥9V ✅	✅	Both	0.5A	❌	FW
ABB AC500	20-30V ❌	≥15V ❌	❌	Both	0.5A	✅	FW
Bosch Rexroth	18-30V ❌	≥15V ❌	❌	Both	0.5A	✅	FW
Unitronics	10.2-28.8V ✅	≥15V ❌	❌	Both	0.5A	❌	FW
Turck TX500	10-32V ✅	≥12V ✅	❌	Source	0.5A	❌	OS
OpenCPLC	11-32V ✅	≥9V ✅	✅	Source	4A	✅	FW

Dane w tabeli są poglądowe. Większość sterowników umożliwia rozbudowę o dodatkowe moduły, np. z wyższą wydajnością prądową lub do obsługi sygnałów 230V. Wartości odnoszą się do standardowych wejść cyfrowych i wyjść tranzystorowych.

🤝 Collaboration

Na rynku automatyki coraz więcej firm i inżynierów dostrzega, że własne konstrukcje mogą dać im przewagę rynkową. Takie rozwiązania można skalować wraz z rozwojem biznesu oraz dopasować do specyfiki projektu. Problemem może być brak doświadczenia w embedded, długi czas tworzenia rozwiązania od podstaw oraz ryzyko, że pomimo pochłoniętych zasobów projekt po prostu się nie uda. OpenCPLC upraszcza ten proces, oferując otwarty framework i gotową bazę sprzętową. Całość można zrealizować w przejrzystym, dwuetapowym modelu:

• 1️⃣ Wdrożenie projektu na naszych sterownikach referencyjnych z otwartym firmware. Pozwala od razu testować pomysły i rozwijać aplikację.
• 2️⃣ Projekt dedykowanego hardware. Można go rozpocząć równolegle, aby szybciej dojść do rozwiązania docelowego, później, gdy prototyp zacznie działać i chcemy ograniczyć ryzyko, lub dopiero w momencie zwiększenia nakładów.

W ten sposób powstają rozwiązania szybkie i dopasowane, łatwe do skalowania dzięki własnej produkcji, a stabilny framework zapewnia im wysoką niezawodność.