Výukové programování sítě v codesys. Příklady jednoduchých programů pro CoDeSyS

Softwarový kurz CoDeSys je určen pro síťové integrátory, komisaře, inženýry, konstruktéry, výrobce zařízení a programátory.V průběhu výuky studenti získají dovednosti v používání programovatelného automatu ve standardních jazycích IEC: IL, SFC, FBD, LD, ST, - rozhraní CoDeSys, objekty standardní a uživatelské knihovny, techniky práce s vizualizérem, komponenta DDE , ve vzdáleném režimu.

Laboratorní práce jsou prováděny jak v simulačním režimu, tak pomocí ovladače Wago. Za tímto účelem jsou studenti seznámeni s principy fungování regulátoru a doprovodného softwaru.

Softwarové prostředí CoDeSys

CodeSys je jedním z nejrozvinutějších a plně vybavených nástrojů pro programování logických automatů ve standardních jazycích IEC. Programovatelné logické automaty (PLC) jsou zařízení, která automatizují provoz průmyslových a domácích spotřebičů nebo výrobních komplexů. PLC na fyzické úrovni jsou zařízení, která mají několik diskrétních a analogových vstupů a výstupů, přičemž logika jejich činnosti je stanovena softwarově v jádru mikropočítače.

Název CodeSys je zkratka pro „Controller Development System“. Softwarový balík vyrábí a distribuuje německá společnost 3S-Smart Software Solutions.

Několik stovek výrobců zařízení vyrábí automatizační zařízení, která podporují softwarové rozhraní CoDeSys.

Pro programování jsou k dispozici všechny standardní jazyky IEC: IL (Instruction List) ? jazyk podobný assembleru, ST (Structured Text) ? Jazyk podobný Pascalu, LD (Ladder Diagram)? jazyk reléového obvodu, FBD (Function Block Diagram) ? jazyk funkčních bloků, SFC (Sequential Function Chart)? jazyk stavových diagramů.

CoDeSys jako rozšíření standardu IEC implementuje podporu pro objektově orientované programování a také jazyk CFC (Continuous Function Chart), který je upraven.

Popis hotového projektu je uložen v jediném souboru. Překladač CoDeSys generuje spustitelný strojový kód na základě projektu, čímž zajišťuje nejvyšší možný výkon aplikačních programů. Podporovány jsou různé procesory slavných značek. CoDeSys funguje na všech 32bitových Windows. CoDeSys a řadič spolupracují prostřednictvím zprostředkující aplikace serveru Gateway. Může pracovat lokálně i vzdáleně přes TCP/IP. Kontroléry se připojují k serveru Gateway pomocí protokolů RS232, TCP/IP nebo CAN.

Komplex CoDeSys je distribuován bez licence a lze jej nainstalovat na několik pracovních stanic.

Softwarový produkt CoDeSys je široce používán při programování regulátorů vyráběných různými společnostmi. Mezi nejznámější:

OWEN PLC 100 regulátor; skupina podniků VyatkaStroyDetal v Kirově vyrábí a instaluje zařízení na výrobu pěnových desek; první automatizovaná bloková forma s ovládacím panelem na bázi OWEN PLC 100 byla instalována v Almetěvsku v Tatarstánu; OWEN regulátor PLC100 nainstalovaný se 2 rozšiřujícími moduly; program PLC byl vytvořen v CoDeSys v jazycích SFC a CFC; regulátor analyzuje vstupní signály z různých snímačů a poté generuje výstupní signál pro ovládání pneumatických ventilů a magnetických spouštěčů; vizualizaci a rozhraní člověk-stroj zajišťuje panel ARIES IP320;

modulární PLC Moeller XC100-FC; Enercon GmbH, největší německý výrobce větrných elektráren, používá ve svém systému řízení generátoru PLC XC100-FC naprogramované v prostředí CoDeSys; PLC XC100-FC monitoruje parametry sítě a stav baterií záložního zdroje, řídí proces klimatizace včetně vytápění a chlazení a řídí činnost světelných signálů;

mobilní PLC SMA „Enduro“; instalovaný v kontejnerových jeřábech Liebherr, ovládá pohyb jeřábového výložníku a konzoly s kabinou operátora; současně řídí pohony a elektrickou automatizaci;

Berghof Dialog Controller DC1005; pro přepravu při lakování karoserií vyvinula společnost EISENMANN programovatelné raketoplány „Vario-Shuttle“, které umožňují nastavit optimální trajektorie pro vstup a výstup karoserií z van a také řeší problém tvorby bublin a šmouh na površích při nanášení základního nátěru; každý raketoplán je individuálně naprogramován; pro diagnostiku a nastavení je každý raketoplán vybaven displejem integrovaným s řídicí jednotkou; všechny akce jsou naprogramovány pomocí nástroje CoDeSys;

Wago I/O systém; podporuje všechny standardní typy fieldbus; systém obsahuje základní ovladač a sadu vstupních/výstupních modulů; diskrétní I/O moduly pracují se signály od 5 do 250 V a mohou mít diagnostickou funkci; analogové moduly podporují všechny standardní typy signálů: 0(4) -20mA, 0-10V, ±10V, termočlánky, odporové teploměry.

Také modifikovaný CoDeSys, známý jako GX9100 a FX Builder, se používá k programování logiky ovladačů Johnson Ctrls, v tomto pořadí, rodiny DX a FX. Programovací jazyk je upravený FBD.

Cíle a cíle kurzu

Účel kurzu: jednoduchým a stručným způsobem připravit specialisty na automatizaci budov na programování průmyslových regulátorů pomocí softwarového prostředí CoDeSys.

Po absolvování předmětu bude student schopen:

• Vytvořte specifikaci pro systém Wago I/O
• Programujte interní logiku PLC v různých jazycích IEC pomocí CoDeSys;
• Vyzkoušejte vytvořené programy pomocí vestavěného simulátoru CoDeSys a na skutečném zařízení
• Vizualizujte provoz PLC pomocí CoDeSys
• Integrujte I/O systém Wago do sítě LonWorks.

Vydané certifikáty

Po absolvování kurzu student obdrží certifikát v ruštině opravňující programovat PLC v prostředí CoDeSys.

Kód kurzu	Období
CDS-201	09.04
CDS-201	17.05
CDS-201	07.06
CDS-201	08.07
CDS-201	19.08
CDS-201	21.10

1.Úvod. Úvod do PLC a prostředí CoDeSys

• Historie vzniku softwarového balíku CoDeSys
• Koncept PLC. Principy činnosti PLC. Příklady PLC
• Architektura PLC
• Provozní podmínky a režim PLC
• Terminologie: doba odezvy, cyklus skenování, watchdog, systémový software, fieldbus
• Požadavky na průmyslové pneumatiky.

2. Přehled jazyků IEC a prostředí CoDeSys

• Otevřený a uzavřený přístup k programování PLC
• Porovnání různých softwarových systémů
• Přehled jazyků IEC: vlastnosti a podobnosti, výhody a nevýhody
• Typy dat
• Složky organizace programu: programy, funkce, funkční bloky
• Vstupní a výstupní parametry. Proměnné. Variabilní alokace paměti
• Struktura softwaru CoDeSys. Přehled nabídek a zkratek
• Textové a grafické editory
• Vytváření jednoduchých projektů v prostředí CoDeSys
• Spouštění a ladění projektů

3. Jazyk LD

• Kontakty a relé. Sériové a paralelní zapojení kontaktů
• Normálně zavřené a otevřené kontakty. Samosvorné relé
• Pořadí provádění obvodů. Štítky a přechody
• Rozšíření pomocí funkčních bloků
• Práce s obvody v Runtime režimu

4. ST jazyk

• Základní principy programování
• Syntaxe výrazů, operátory přiřazení
• Priorita provozu
• Operátoři výběru
• Příkazy smyčky
• Přerušuje
• Komentáře

5. Jazyk IL

• Základní principy programování
• Pokyny a jejich formát
• Baterie
• Tagy
• Závorky
• Modifikátory
• Operátoři
• Volání složek organizace programu
• Komentáře
• Práce s kódem za běhu

6. Jazyk FBD

• Základní principy programování
• Komponenty grafu
• Komunikační linky. Prováděcí příkaz
• Inverze logického signálu
• Konektory a zpětná vazba
• Značky, přechody a návrat
• Vkládání ST výrazů

7. Jazyk SFC

• Základní principy programování
• Kroky a přechody
• ID a stav přechodu
• Počáteční krok
• Paralelní a alternativní větve. Skákání
• Zjednodušené a standardní SFC
• Vstupní a výstupní akce
• Kroková kontrola
• Klasifikátory akcí
• Vnitřní proměnné
• Ladění a běh

8. Jazyk CFC

• Základní principy programování
• Komponenty diagramu. Komunikační linky. Uspořádání prvků na diagramu
• Prováděcí příkaz
• Inverze logického signálu
• Konektory a zpětná vazba
• Značky, přechody a návrat
• Funkční bloky pro řízení průmyslových procesů
• Práce s grafy za běhu

9. Další funkce CoDeSys

• Vytvoření mimického diagramu
• Přidávání tvarů pro animaci. Nastavení chování tvarů
• Záložka Zdroje
• Konfigurace alarmů
• Konfigurace úkolů
• Logování
• Správa knihovny
• Sledování hodnot proměnných
• Import a export projektu
• Srovnání projektů. Slučování projektů. Dokumentování projektů
• Nastavení přístupových práv

10. Architektura Wago PLC. Integrace PLC do sítě LonWorks

• Stručné informace o produktech Wago. Příklady použití na reálných předmětech. Recenze softwaru používaného s ovladači Wago. Programovatelné a neprogramovatelné ovladače Wago. Protokoly podporované Wago. Architektura a technické vlastnosti ovladačů Wago.
• Nástroj Wago-IO-Check. Instalace. Připojení PC k ovladači. Monitorování a řízení provozu I/O modulů.
• Stručný přehled možností technologie LonWorks. Stručný přehled softwaru LonMaker Turbo. Vytvoření jednoduché sítě LonWorks pomocí softwaru LonMaker Turbo, její zprovoznění a testování
• Struktura paměti ovladače Wago. Syntaxe pro deklaraci exportovaných bodů. Deklarování konfiguračních vlastností LonWorks jako proměnných v energeticky nezávislé paměti
• Instalace a spuštění softwaru Wago-TOPLON. Načítání informací o exportovaných proměnných ze souboru. Organizujte a konfigurujte síťové proměnné LonWorks a konfigurační vlastnosti na základě exportovaných proměnných.
• Uvedení zařízení do provozu a zobrazení síťových proměnných a konfiguračních vlastností pomocí softwaru LonMaker Turbo.
• Vytvoření sítě LonWorks pomocí softwaru LonMaker Turbo včetně ovladače Wago

Metodika školení

• Na začátku kurzu je studentovi poskytnuta studijní příručka v ruštině
• Učitel prezentuje hlavní koncept ve formě snímků s podrobnými komentáři
• Během tréninkového procesu probíhají diskuse a ankety studentů ke každé části kurzu.
• Minimálně polovina vyučovacího času kurzu je věnována praktickému výcviku na specializovaném školicím stánku
• Na konci každého bloku programu kurzu a ukázek studenti provádějí laboratorní práce
• V průběhu výukového procesu probíhají diskuse o výsledcích samostatné práce a ankety studentů pro jednotlivé sekce kurzu
• Certifikace studentů se provádí na základě výsledků laboratorních prací.

Organizace a pravidla školení:

• Školení probíhá ve speciálně vybavené učebně
• Studentům je k dispozici osobní počítač se softwarem a mobilní výuková sada
• Výuka probíhá v jeden den, bez rozdělení
• Vyučování začíná v 10:00, končí v 18:00
• Během vzdělávacího procesu jsou 4 přestávky po 15 minutách a přestávka na oběd 45 minut.
• O přestávkách mezi vyučováním je žákům nabízena káva a čaj

• Automatizace zvláště nebezpečných, technicky složitých a unikátních objektů. Pokročilý školicí kurz pro získání certifikátu LON. Školní dny: 5. Hodiny vyučování: 40.
• Projektování inženýrských zařízení pro zvláště nebezpečné, technicky složité a unikátní budovy a stavby. Nenahrává se na internet. Školní dny: 4. Vyučovací hodiny: 16.
• Automatizace zvláště nebezpečných, technicky složitých a unikátních objektů, krátký kurz. Pro ty s certifikáty LON, KNX nebo CoDeSys.
• Programování kontrolérů na CoDeSys. Prezenční vzdělávání. Školní dny: 2. Vyučovací hodiny: 16.
• Programování regulátorů rodiny FX a na nich založených dispečerských systémů. Networking, programování regulátorů, SCADA.
• Práce s hardwarovými servery NxE (NAE) dispečerského systému MetaSys system extended architecture (MSEA). Práce s hardwarovými servery NxE. Školní dny: 2. Vyučovací hodiny: 16.
• Programování a provoz automatů řady FEC/FAC a na nich založených dispečerských systémů. Nová řada ovladačů Johnson Controls. Školní dny: 3. Vyučovací hodiny: 24.
• Programování a obsluha regulátorů rodiny DX. Specializovaný kurz pro provoz a údržbu starších zařízení Johnson Controls. Školní dny: 3. Vyučovací hodiny: 24.
• Programování a obsluha regulátorů a dispečerských systémů řady DX, FX. Pokročilý kurz pokrývající základy všech starších síťových prvků JC.

V tomto příspěvku uvádím několik jednoduchých programů pro regulátory určené pro CoDeSyS 2.3 a CoDeSyS 3.5. Maximálně je prezentováno několik možností programovacích jazyků standardu IEC - ST, CFC, LD atd. Příklady programů CoDeSyS vám pomohou při implementaci konkrétní automatizační úlohy.

Z tohoto článku se dozvíte:

Ahoj všichni, drazí přátelé, Gridin Semyon je v kontaktu. Ke svému cíli se posouvám studiem robotiky. Četl jsem spoustu informací o různých mechanických součástkách, programovacích jazycích a jednodeskových počítačích.

Ano, učím se programovací jazyk Python. Dělám testy v mobilní aplikaci SoloLearn. Vřele doporučuji začátečníkům, kteří se studiem teprve začínají. Prog v ruštině. V každé lekci je vám vysvětlen význam každého operátoru, každého příkazu a každé funkce. Po lekci uděláte testy a pokračujete dál. Od jednoduchých po složité.

Pokud má někdo zájem, využijte!!! Článek bude krátký, tak nenadávejte. Vzhledem k tomu, že slova nemohou v tomto tématu mnoho popsat, stáhněte si jej a používejte ve svých programech.

Mimochodem, udělal jsem malou část online elektrických výpočtů, pokud máte zájem.

Požadovaný software a hardware

V zásadě nejčastěji používám regulátory OWEN - PLC100/150/154, PLC63/73, PLC110/160.

Co si pamatuji, tak CoDeSyS používají WAGO, Emko, Raspberry PI a podle mě i některé regulátory ABB.

Co tedy potřebujeme, abychom mohli začít:

1. programovací prostředí CoDeSyS;
2. Nezbytné knihovny pro programovací prostředí;
3. Cílový soubor pro vaše zařízení.

Podrobnější seznam ovladačů na CoDeSyS.

Domácí PLC:

1. Aries PLC
2. Fastwel Fastwel IO
3. SKB PSIS CP6000 (psisCON™)
4. NIL AP NLcon-CE
5. Rozbalte S-7188 microPLC, modul 4S-PLCcore
6. PROLOG MSTS
7. ERGOS TRS (robot)
8. ARCTUR CEP-1
9. JSC Avtomatika UZS-K

Zahraniční PLC používané v Rusku:

1. Beckoff
2. Kontron
3. WagoIO
4. Moeller, programovací systém Xsoft
5. Festo
6. Berghof Panel PLC
7. Mitsubishi top model System Q
8. HollySyS

Ukázkové programy pro CoDeSyS

Abych vám pomohl vyvíjet software pro PLC, připojuji malý seznam různých příkladů.

P LC EATON se programují pomocí softwarového nástroje XSoft-CoDeSys-2.

Softwarový balík XSoft-CoDeSys-2 je založen na standardním softwaru CoDeSys od 3S (Smart Software Solutions, Německo).

Poznámka: EATON má také další softwarové balíčky založené na softwaru CoDeSys: ECP Soft (CoDeSys v2.3.5), MXpro (CoDeSys v2.3.6), easySoft-CoDeSys v2.3.9.

Podrobné informace, uživatelské příručky a další dokumentace k softwarovému balíku XSoft-CoDeSys-2 jsou k dispozici v sekci "Software -> XSoft-CoDeSys-2" na oficiálních stránkách divize EATON:

Obecné informace o softwaru CoDeSys.

CoDeSys je díky své funkčnosti, spolehlivosti a otevřeným rozhraním jedním z lídrů v oblasti automatizačního programování průmyslových počítačů a regulátorů. Je vybrán jako základní nástroj mnoha předními světovými poskytovateli hardwarových řešení pro průmyslovou automatizaci (zejména v Evropě, viz: http://www.codesys.com/company/customer-reference-table.html).

CoDeSys jako programovací nástroj pro průmyslové počítače a regulátory je konzistentní a vzájemně se doplňující soubor prvků a je rozdělen na 2 části: programovací prostředí a exekuční systém.

Základem celého komplexu je programovací prostředí, které umožňuje vyvíjet aplikační programy pro logické automaty v pěti specializovaných editorech s použitím různých jazyků definovaných normou IEC 61131-3:
- seznam instrukcí IL podobný assembleru;
- Pascal-like strukturovaný text ST;
- funkční blokový diagram jazyka FBD;
- jazyk reléových diagramů LD;
- jazyk sekvenčních funkčních diagramů SFC.

CoDeSys implementuje šestý specializovaný jazyk, Continuous Function Chart (CFC). Prakticky se jedná o stejné standardní funkční bloky FBD, ale s možností vytvářet velké obvody s volným umístěním prvků a zpětnovazebním zapojením.

Tyto editory obsahují obrovské množství pomocných funkcí, které urychlují psaní programů. Mezi ně patří: automatická deklarace proměnných, vstupní asistenti, inteligentní korekce vstupu, kontrola syntaxe a barevné zvýraznění při zadávání, škálování, automatické připojování a umísťování grafických prvků, podpora objektově orientovaného programování.

Programovací prostředí CoDeSys je plně přeloženo do ruštiny, včetně souborů nápovědy a kontextově citlivých tipů. Na webu 3S si můžete stáhnout verzi programovacího prostředí v ruštině. Je distribuován zdarma. Neexistují žádná omezení počtu instalací nebo hardwarových vazeb.

Kromě standardních knihoven IEC má 3S implementaci v podobě interní knihovny protokolů CANopen (master/slave). Interní knihovny jsou napsány v jazycích IEC a jsou nezávislé na hardwaru. CANopen je podporován v CoDeSys a vestavěném síťovém konfigurátoru pomocí souborů EDS. Díky tomu je podpora tohoto komplexního protokolu v CoDeSys vyřešena pro jakoukoli hardwarovou platformu.

Vestavěný emulátor CoDeSys umožňuje ladit aplikační software bez připojení ovladače. Po připojení k zařízení je programovací prostředí CoDeSys schopno ladit programy a zařízení pomocí funkcí sledování, změny a opravy hodnot proměnných, sledování toku provádění, nastavování bodů přerušení, aktualizace horkého kódu a grafického trasování v reálném čase. V kontinuálních výrobních procesech může CoDeSys korigovat již běžící program za chodu. Změněné části jsou zkompilovány a odeslány do řadiče a runtime systém zahrnuje nový kód.

Na výstupu programovacího prostředí je aplikační program převeden na strojový kód pro konkrétní procesor. Vestavěné optimalizační kompilátory CoDeSys vytvářejí strojový kód, který je načten do paměti řadiče.

Pro programování regulátoru v prostředí CoDeSys musí mít vestavěný prováděcí systém (Control Runtime System). Prováděcí systém je součástí CoDeSys umístěného v zařízení. Instalují se do řídicí jednotky během výrobního procesu a podléhají licencování výrobců PLC.

Velká část kódu runtime systému funguje pouze během přípravy programu: načítá kód do paměti procesoru, spravuje úlohy, monitoruje, prohlíží a zaznamenává proměnné, shromažďuje data trasování a trendů, obsahuje optimalizovaný standardní kód knihovny atd. . Jádro, které spravuje aplikační úlohy, je extrémně kompaktní.

CoDeSys SP RTE zaujímá zvláštní místo mezi 3S prováděcími systémy. Jedná se o multitaskingový spouštěcí systém s vlastním jádrem v reálném čase pod Windows NT, 2000 nebo XP. CoDeSys SP RTE zaručuje deterministické doby odezvy s přesností v rozsahu mikrosekund. V tomto případě nejsou potřeba žádná rozšíření operačního systému ani další hardware.

Pro práci s konkrétním zařízením vyžaduje programovací prostředí CoDeSys tzv. cílový soubor. Zaznamenává typ procesoru, přidělení paměti a další potřebné informace o hardwaru. Kromě toho může výrobce zařízení poskytnout CoDeSys značné množství specifických funkcí (konfigurátory systémových a síťových modulů, další nástroje, proprietární knihovny a mnoho dalšího). Všechny jsou součástí konfigurační sady cílové platformy. Taková sada může obsahovat know-how a může být placená.

Pokud se při instalaci CoDeSys použije CD od výrobce řadiče, pak se sada cílové platformy připojí automaticky. V opačném případě musíte použít aplikaci InstallTarget, zadat cestu k souborům cílové platformy (tlačítko OPEN) a poté (výběrem požadované platformy) kliknout na tlačítko INSTALL.

Komunikační nástroje CoDeSys zahrnují symbolická a DDE rozhraní. Komunikační server, OPC a DDE servery jsou součástí softwaru. PC komunikuje s programovacím systémem prostřednictvím pomocného komunikačního serveru (brány). Komunikační server umožňuje interakci s jedním nebo více prováděcími systémy PLC. Je možné, že programovací systém a komunikační server jsou aplikace běžící na stejném stroji. V tomto případě se komunikační server spustí automaticky po provedení příkazu Login. Pokud je komunikační server umístěn na jiném počítači v síti, musí být spuštěn předem. Když je server spuštěný, na pravé straně hlavního panelu Windows se objeví ikona CoDeSys. Po navázání komunikace s PLC se obrázek ikony zvýrazní. Komunikační server nadále funguje nezávisle na programovacím systému a je samostatně vypnutý.

Pro rozšíření možností CoDeSys vytvořila společnost 3S řadu dalších aplikací: balíček pro budování systémů řízení pohybu CoDeSys SoftMotion, inženýrské rozhraní ENI, vizualizační nástroj CoDeSys HMI a také řadu specializovaných knihoven.

Vestavěná vizualizace CoDeSys se svými schopnostmi blíží komerčním SCADA systémům. Vestavěná vizualizace nevyžaduje žádné přípravné práce. Úzké propojení vizualizačního a realizačního systému zajišťuje maximální efektivitu bez jakýchkoli dodatečných nákladů. Hotovou vizualizaci lze použít několika různými způsoby:
1) přímo v programovacím systému;
2) na libovolném PC pomocí samostatné Win32 aplikace CoDeSys HMI;
3) prostřednictvím webového prohlížeče v sítích TCP/IP;
4) v ovladači vybaveném displejem.

Ve všech těchto případech není nutné žádné speciální programování. Všude funguje stejná vizualizace. Standardní balíček CoDeSys navíc obsahuje bezplatné servery OPC a DDE. V případě potřeby zajišťují komunikaci se SCADA systémy.

Inženýrské rozhraní ENI (ENgineering Interface) slouží k řešení problému synchronizace akcí týmu vývojářů a přesného zaznamenávání všech změn a vylepšení při práci na velkých projektech.

CoDeSys SoftMotion je funkční sada nástrojů pro řízení pohybu zabudovaná do programovacího prostředí a prováděcího systému CoDeSys, od jednoduchých pohybů podél jedné osy až po komplexní vícerozměrnou interpolaci moderních CNC.

Stručná charakteristika XSoft-CoDeSys-2.

Softwarový balík XSoft-CoDeSys-2 obsahuje další komponenty (sada cílové platformy, konfigurační soubory zařízení, specializované knihovny) od společnosti EATON.

Hardwarový konfigurátor zobrazuje všechny místní I/O a vzdálené periferie (Profibus nebo CANopen) v jednom uživatelském rozhraní.

Vstupy a výstupy můžete konfigurovat a parametrizovat přímo nebo pomocí symbolického názvu. Tím se zabrání chybám v přiřazení proměnných mezi PLC a periferiemi. Je také možné testovat proměnné online.

Eaton Automation poskytuje hotové knihovny pro programování řídicích jednotek v prostředí XSoft-CoDeSys-2 pro různé aplikace.

Knihovny jsou propojeny pomocí správce knihoven XSoft-CoDeSys-2. Po připojení knihovny jsou její funkční bloky dostupné jako standardní.

Rozhraní funkčních bloků jsou jednoduchá a k pochopení obvykle nevyžadují rozsáhlé čtení dokumentace. Uživateli jsou tak poskytnuta hotová řešení pro automatizační úlohy.

Nástroje regulace zpětné vazby.

Sada obsahuje cca 120 funkčních bloků. To umožňuje použití zpětnovazebního regulátoru ve formě standardních funkčních bloků. Funkční bloky lze kombinovat a kaskádovitě vytvářet vlastní řešení.

PID regulátor: PID regulátor s děleným rozsahem poskytuje řešení pro typický problém vytápění a chlazení. Regulátor automatického ladění se používá k automatickému nastavení parametrů před zahájením fáze řízení.

Třípolohový regulátor: Kromě standardních třípolohových PID regulátorů jsou k dispozici možnosti přizpůsobení libovolné době otevření ventilu. Skenovací periody diferenciálních a integrálních součástí jsou automaticky optimalizovány.

Pulzní šířková modulace (PWM): Pokud v systému není žádný analogový akční člen, je na výstupech regulátoru použito PWM. Je možný standardní algoritmus PWM a signál podobný šumu s vysokou spínací frekvencí.

Fuzzy regulátor:Řídicí bloky fuzzy logiky umožňují i ​​nezkušenému uživateli integrovat fuzzy logiku do konceptu řídicího systému. Dokonce i faktor zesílení a požadovaná hodnota PID lze snadno naprogramovat pomocí fuzzy logiky.

Zpracování a simulace signálu: Ke zlepšení kvality signálu lze použít funkční bloky lineárního zpoždění a filtry PT1. Filtry PTn prvního až desátého řádu lze simulovat pomocí sady funkčních bloků bez dalších softwarových balíčků.

Polohovací funkce.

Sada obsahuje základní polohovací funkční bloky pro základní úkoly a také výkonnější bloky s následujícími funkcemi:
- Asynchronní pohyb mezi body.
- Polohování master-slave (např. interpolace).
- Přírůstkové polohování.
- Polohování v rotaci s optimalizovaným průchodem přes úvrať.
- Automatická kalibrace.
- Manuální režim s omezenými kroky.
- Sledování chyby obrysu, přerušení drátu, rozsah polohování.
- Dokončovací zóna sníženou rychlostí na konci polohování.
- Kompenzace pokrytí mrtvého středu pro hydraulická rotační zařízení.

Elektronická převodovka.

Lze konstruovat pomocí synchronizačních funkčních bloků. Různé rychlosti lze synchronizovat s jakýmkoli převodovým poměrem. Lze také implementovat fázové blokování s programovatelným offsetem mezi master a slave. Existují tři možnosti hlavního zařízení:
- Interní master je řízen stejným programem.
- Externí master používá externí zařízení k ovládání masteru. Inkrementální kodér registruje jakýkoli pohyb hlavní osy.
- Pomocí virtuálního masteru jsou podřízené osy synchronizovány se simulovanou osou.

Aplikace: synchronizace lisu s virtuálním vůdcem, synchronizace fází a rychlostí řemenových pohonů, tažení vlnitých materiálů s 5 poháněnými osami se zvyšujícími se převodovými poměry.

Létající pila.

Tato funkce je kombinací elektronického řazení a polohování. Polohování se provádí vzhledem k pohybujícímu se objektu.

Komunikační funkce.

Kromě obvyklého vzdáleného připojení k periferním zařízením přes průmyslové sběrnice, jako je CANopen nebo Profibus, je důležitá komunikace mezi PLC a PLC a připojení k systémům vyšší úrovně. OPC, FTP, TCP/IP, e-mail, web jsou jen některé z technologií, které lze použít k připojení a výměně souborů.

FTP server:Řídicí jednotka Eaton Automation používá k ukládání programů standardní souborový systém. To platí i pro externí paměťové karty připojené přes USB. Sady parametrů (receptury) lze jednoduše vytvořit jako běžný soubor a přenést do PLC. Taková data můžete snadno aktualizovat na libovolném počítači.

FTP klient: Funkce umožňuje ukládat soubory vytvořené PLC na síťové disky. Pokud je například přijímající disk nedostupný kvůli problémům se sítí, lze pro záznam vybrat jiný síťový disk. Denní a týdenní záznamy tak mohou být uloženy lokálně a kdykoli automaticky archivovány. Zápis souboru z PLC na síťovou jednotku jednoduše vyžaduje volání několika funkčních bloků.

UDP a TCP/IP: Jedná se o protokoly používané na různých síťových platformách, které umožňují jednoduchou, standardizovanou výměnu dat mezi PLC a externími zařízeními. Mohou to být jiné ovladače nebo aplikace na PC.

Modbus RTU/TCP: Tento komunikační protokol je široce používán v různých typech sítí. Modbus lze implementovat na základě sériového připojení (RS232/485) nebo jako Modbus IP Ethernet. K dispozici jsou hotové knihovny pro Modbus master a slave.

OPC server: Téměř všechny SCADA systémy, vizualizační a řídicí systémy podporují rozhraní OPC klient/server. OPC server používají kontroloři k prezentaci dat OPC klientům. OPC server podporuje přístup k datům přes sériové rozhraní a přes Ethernet, každý OPC server je schopen zpracovávat požadavky od více klientů. Pokud je třeba data použít vícekrát, například pro vizualizaci systému nebo databáze, mohou různé softwarové balíky přistupovat k datům přes OPC server, aniž by bylo nutné harmonizovat požadavky a normy různých výrobců.

SMS a email: Stavové informace nebo chybová hlášení lze zasílat prostřednictvím SMS nebo e-mailu - jak pro logování, tak pro přímou komunikaci se servisními techniky. Hotové uživatelské moduly poskytují všechny možnosti pro neustálé sledování provozního stavu automatiky.

Vestavěná vizualizace.

Programovací systém obsahuje vestavěný vizualizační editor. Poskytuje sadu hotových grafických prvků (obdélník, zaoblený obdélník, elipsa, mnohoúhelník, křivka, křivka, sektor, bitmapa *.bmp, vizualizace, tlačítko, tabulka, prvek ActiveX, indikátor šipky, sloupcový graf, histogram, tabulka alarmů , trend , soubor WMF). Tyto prvky lze propojit s proměnnými projektu. Tvar a barva grafických prvků se bude během běhu programu měnit v závislosti na hodnotách proměnných.

Při vývoji aplikace může uživatel vytvářet vizualizační formuláře přímo v programovacím systému.

Pro sledování a změnu dat v regulátoru nejsou potřeba žádné další nástroje. Formuláře vytvořené v rámci programovacího systému lze používat ve 4 různých režimech provádění bez úprav, v případě potřeby i paralelně:

1. Přímo v programovacím systému: Pokud je PLC připojeno k programovacímu systému, pak není potřeba nic dalšího k testování a praktickému použití vámi vytvořených vizualizačních formulářů. V interaktivním režimu okamžitě získáte skutečnou reprezentaci vizualizace uvnitř programovacího systému.

2. Windows – vizualizace, CoDeSys HMI: Program Win32 CoDeSys HMI zobrazuje vizualizační formuláře na PC bez instalace programovacího prostředí CoDeSys. Vyměňuje si zprávy s PLC přes stejné rozhraní jako programovací prostředí. Použití mechanismů OPC (OPC - OLE for Process Control) nebo DDE (DDE - Dynamic Data Excange) není vyžadováno.

3. Webová vizualizace: Volitelně XSoft-CoDeSys-2 generuje XML popis z vizualizačních dat, který je načten spolu s java appletem (aplet je program napsaný v programovacím jazyce JAVA, který lze spustit pomocí prohlížečů) do kontroléru a zobrazen přes TCP. /IP v prohlížeči (prohlížeči) . Vizualizační data na široké škále počítačových platforem se tak budou zobrazovat interaktivně.

4. Cílová vizualizace: U regulátorů s integrovaným displejem lze vizualizační data z programovacího systému stáhnout s aplikací do cílového systému. Automaticky se zobrazují na vestavěném displeji.

Ne všechny typy dotykových panelů EATON podporují vizualizaci cíle CoDeSys.

Například dotykový panel řady XV-2xx od společnosti EATON nepodporuje zobrazování cíle CoDeSys:

​

Dotykový panel řady XV-1xx od EATON podporuje vizualizaci CoDeSys:

Rychlý start – vytvoření projektu.

Projekt zahrnuje následující objekty: POU, datové typy, vizualizace, zdroje, knihovny.

Softwarové jednotky (POU) zahrnují funkční bloky, funkce a programy. Každá softwarová komponenta se skládá z části deklarace a části kódu. K zápisu celého kódu POU se používá pouze jeden z programovacích jazyků IEC.

Funkce je POU, která vrací pouze jednu hodnotu.

Funkční blok je POU, která přijímá a vrací libovolný počet hodnot.

Program je POU, která může během výpočtů generovat libovolný počet hodnot.

Programy nebo funkční bloky lze doplnit akcemi. Ve skutečnosti jsou akce další sadou podprogramů zabudovaných do POU. Akce mohou být popsány v jazyce odlišném od jazyka, ve kterém se provádí odpovídající funkční blok nebo program.

CoDeSys podporuje všechny operátory IEC: aritmetické operátory; bitové operátory; operátory směn, operátory výběru; srovnávací operátory; provozovatelé adres; operátor hovoru; typové konverze; matematické funkce.

Projekt může používat několik knihoven, které zahrnují POU, datové typy, které vyžadují, a globální proměnné. Knihovní POU lze používat stejným způsobem jako uživatelem definované.

Kromě standardních (základních) datových typů: logický, celočíselný, racionální, řetězce, čas a datum můžete na jejich základě vytvářet vlastní (vlastní) typy: pole, ukazatele, výčet, struktury, typové aliasy, omezení rozsahu hodnoty.

Operandy mohou být konstanty, proměnné, adresy a volání funkcí.

Při vytváření nového projektu musíte vybrat PLC, pro které bude program napsán:

V tomto případě je nutné nakonfigurovat toto PLC pro řešenou úlohu:

Poté vytvořte softwarové komponenty potřebné k vyřešení problému:

Poté přidejte knihovny potřebné k vyřešení problému, pokud nejsou připojeny automaticky:

Pomocí vizualizace může uživatel vytvořit grafické znázornění návrhu ovládacího objektu. Je přímo propojen s programem ovladače vytvořeným v CoDeSys.

Po dokončení programování zkompilujte projekt a opravte případné chyby:

Po odstranění chyb zahajte ladění. Povolit emulaci:

Kliknutím na tlačítko CONNECT zkontrolujte, zda je projekt správně dokončen. Chcete-li to provést, musíte ručně změnit vstupní data a ujistit se, že výstupy regulátoru reagují podle potřeby. V případě potřeby můžete sledovat hodnoty proměnných v softwarových komponentách:

Pomocí správce receptur můžete zadat seznam proměnných, jejichž hodnoty je třeba dodržovat.

V případě chyb v kódu můžete nastavit body přerušení. Když je proces v určitém okamžiku zastaven, můžete v daném okamžiku zobrazit hodnoty proměnných projektu. Provedením projektu krok za krokem můžete zkontrolovat logickou správnost vašich programů.

Během procesu ladění můžete nastavit hodnoty proměnných programu, nastavit pevné hodnoty pro vstupy a výstupy regulátoru, řídit sekvenci provádění procesu a určit místo v programu, které se provádí.

Funkce deníku umožňuje zaznamenávat operace, akce uživatele a pokrok v chronologickém pořadí. To je nezbytné při analýze chybových stavů během ladění.

Pomocí trasování můžete graficky sledovat změny hodnot proměnných za určité časové období a případně je propojit s událostí.

Po odladění projektu nakonec zkontrolujte fungování programu v pracovních podmínkách na skutečném hardwaru. Všechny ladicí funkce jsou přitom plně dostupné. Chcete-li provést tuto operaci, musíte deaktivovat režim emulace a nakonfigurovat spojení s PLC - ONLINE ‒> KOMUNIKAČNÍ PARAMETRY:

​

Stisknutím tlačítka CONNECT zkontrolujte provádění programu v ovladači:

Představena je architektura, hlavní vlastnosti a možnosti multifunkčního softwarového balíku určeného k řešení problémů průmyslové automatizace CoDeSys V3 a jsou uvedeny jeho nejdůležitější a nové komponenty.

N a dnes je CoDeSys (Controller Development System) celosvětově nejpopulárnějším hardwarově nezávislým komplexem pro programování aplikací PLC a vestavěných řídicích systémů. Jeho hlavní součástí je programovací prostředí v jazycích normy IEC 61131-3. Komplex běží na počítači. Programy jsou zkompilovány do strojového kódu a nahrány do řídicí jednotky. V CoDeSys lze implementovat jakýkoli problém, který má řešení ve formě programu.

Účel a oblasti použití CoDeSys

A Zpočátku byl CoDeSys zaměřen na úkoly vyžadující autonomii, spolehlivost a maximální výkon při minimalizaci hardwaru. To mu umožňuje jít daleko za tradiční PLC systémy IEC 61131-3. Automobily, jeřáby, bagry, sklápěče, jachty, tiskařské stroje, dřevoobráběcí stroje, licí a válcovací stroje a montážní stroje největších světových značek dnes zahrnují jeden nebo skupinu integrovaných ovladačů s CoDeSys. V roce 2011 provedla ITQ GmbH studii charakteristik a rozšíření softwarových nástrojů v oblasti strojírenství a mobilních aplikací v Evropě. CoDeSys a nástroje na něm založené (Bosh Rexroth IndraWorks, Beckhoff TwinCAT aj.) podle jeho výsledků používá 36 % firem. Univerzální nástroje konkurující CoDeSys dohromady tvořily 7 %.

N a dnes se CoDeSys úspěšně používá ve všech oblastech průmyslu bez výjimky. Na světě existuje více než 350 společností, které vyrábějí regulátory s CoDeSys jako standardním programovacím nástrojem. V roce 2011 se prodalo 500 tisíc licencí na různá zařízení s CoDeSys. Všechny konkurenční systémy několikanásobně zaostávají, což nám umožňuje přesvědčivě mluvit o světovém prvenství.

NA CoDeSys je jako produkt zaměřen na výrobce ovladačů. Při vývoji nového řadiče do něj instalují exekuční systém CoDeSys Control. Z jejích komponentů sestaví požadovanou konfiguraci, doplní vlastní know-how a specifické komponenty a získá vlastní nástrojový software. CoDeSys se zpravidla dostane k uživateli v krabici spolu se zařízením. Stačí mu nainstalovat systém a přejít k řešení svých praktických problémů. Všechny obchodní a technické záležitosti související s podporou jádra řadiče, všech typů jeho hardwarových modulů, knihoven, zásobníků a síťových konfigurátorů by ho neměly trápit. To vše za něj musí rozhodnout vývojáři PLC a CoDeSys společně.

Programovací prostředí- jedná se o část, se kterou se uživatel přímo zabývá (obr. 1). Funguje na PC a je hlavní součástí komplexu. Obsahuje editory pro devět programovacích jazyků PLC, včetně standardních jazyků IEC 61131-3. Uživatel si může vybrat jeden z nich a programovat pomocí jednoduchých nástrojů nebo využít plnou sílu nejnovějších nástrojů CoDeSys. Výstup CoDeSys přímo vytváří rychlý strojový kód. Podporovány jsou všechny běžné rodiny mikroprocesorů od 16 do 64 bitů.

Rýže. 1. Úprava diagramu FBD v CoDeSys

S Programovací software CoDeSys obsahuje sadu nástrojů pro přípravu a ladění programů, kompilátory, konfigurátory, editory vizualizací atd. V případě potřeby je funkčnost systému doplněna volitelnými komponenty. Projekt CoDeSys lze uložit nejen na disk PC, ale i v řadiči, pokud má dostatek paměti, čímž se zabrání ztrátě zdrojových kódů nebo záměnám v projektech. Pro velké projekty je zajištěno použití systému správy verzí (SVN).

D Pro ladění uživatel nemusí otevírat speciální ladicí okna ani vytvářet žádné seznamy proměnných. Po připojení k PLC ožijí editory programových vstupů. Přímo zobrazují hodnoty všech proměnných viditelných na obrazovce. Navíc ve složitých výrazech jsou viditelné všechny mezivýsledky.

V CoDeSys V3 jako první na světě implementoval podporu objektově orientovaného programování (OOP) v jazycích standardu IEC 61131-3. Vývoj konceptu začal v roce 2005. Byla zavedena řada nových klíčových slov pro definování metod, vlastností, rozhraní a dědičnosti, která umožnila vyvinout známý funkční blok v objekt. Uživatel se může rozhodnout psát programy obvyklým způsobem nebo použít objekty. Tento přístup nevytváří zbytečné problémy „starým“ aplikačním programátorům. Zároveň budou moci realizovat svůj potenciál mladí specialisté, kteří vystudovali OOP na vysoké škole a již si bez této technologie nedokážou představit seriózní práci. Navrhovaná rozšíření OOP prošla testem času v CoDeSys, získala široké schválení a budou zahrnuta do standardu.

A Mezi novinky, které CoDeSys přidal v minulém roce, patří stránkově orientovaná podpora jazyků FBD a Python pro automatizaci práce v programovacím prostředí. Pro tyto účely se obvykle používají dávkové soubory. Jsou vhodné pro primitivní úkoly, ale neumožňují provádět různé akce na základě podmínek, analyzovat soubor XML, zpracovávat výsledky a odesílat je e-mailem. Použití Pythonu odstraňuje všechna myslitelná omezení.
CoDeSys obsahuje I/O konfigurátory podporující Modbus, PROFIBUS, PROFINET, DeviceNet, CANopen, J1939, EtherCAT, SERCOS III, Ethernet IP polní sítě a velké množství servisních modulů.

CoDeSys dodávané zdarma. Plně funkční distribuční sada je k dispozici ke stažení z webu 3S-Smart Software Solutions. Obsahuje rozhraní a interaktivní dokumentaci v ruštině.

Automatizační platforma CoDeSys

V CoDeSys V3 je první na světě, který implementuje end-to-end automatizační platformu. Z komponent s pevnými rozhraními je sestaven nejen prováděcí systém, ale také programovací prostředí. Je založen na technologii Microsoft .NET. Automation Platform umožňuje rozložit CoDeSys na jednotlivé komponenty a sestavit je podle potřeby přidáním vlastních komponent. To umožňuje výrobcům PLC bezproblémově integrovat své vlastní softwarové nástroje a technologii CoDeSys.

T Typické oblasti použití CoDeSys Automation Platform:

r rozšíření funkcionality CoDeSys: možnost přidat do programovacího prostředí nový programový editor, nástroj pro konfiguraci specializované terénní sítě, automatizaci některých standardních operací (průvodců) atd.;

h Výměna komponentních komponent (plug-in) CoDeSys: pokud standardní komponenta programovacího prostředí nevyhovuje uživatelským požadavkům, pak je možné ji nahradit např. změnou formy zobrazování programů, vzhledu oken atp. ;

S vytvoření vlastního softwarového balíčku založeného na CoDeSys. Známými příklady jsou systémy SoMachine od Schneider Electric a TwinCAT 3 od Beckhoff.

Prováděcí systém CoDeSys Control

Ovládání CoDeSys je část, kterou je třeba zabudovat do PLC. Často vyvstává otázka: „Pokud CoDeSys produkuje strojový kód jako výstup, proč tedy vůbec potřebujeme exekuční systém? Odpověď spočívá v základní myšlence technologie PLC. Při programování PLC musí uživatel myslet výhradně na podstatu aplikačního problému. Neměl by se starat o organizaci paměti, postupy pro dotazování I/O modulů, způsoby synchronizace dat, funkce síťové výměny a komunikace s vyšší úrovní, volání cyklických a událostních úloh, organizaci fixačních výstupů při ladění zařízení atd. Aplikační programátor PLC tedy pro získání zadání hodnoty do svého programu vybere proměnnou a nastaví jednotky měření, parametry filtrování a další parametry v dialogovém okně. Popravčí systém za něj musí udělat veškerou gruntovou práci. Pokud musí programátor myslet na předávání bajtů nebo volání funkcí knihovny pro práci s I/O, pak to není PLC? a o pohodlí a spolehlivosti programování aplikací není třeba mluvit.

V Celkem CoDeSys Control zahrnuje více než 200 komponent. Každá „sestava“ pro konkrétní model PLC se bude lišit. Jeho složení je určeno možnostmi zařízení a typem PLC. Zahrnutí absolutně všech komponent by pro každý případ vedlo k neodůvodněnému nárůstu hardwarových zdrojů a nákladů. Například povolení editace horkého kódu bez zastavení PLC zdvojnásobuje požadavky na RAM. Některé komponenty jsou dostupné v několika verzích. Například komponenta správce úloh. Nejlevnější PLC může mít jeden hardwarový časovač, který tiká každých 10 ms, a žádný OS. K tomu se hodí jednoduchý cyklický plánovač úloh bez preempce. Některé další komponenty, jako je CNC nebo zásobník CANopen, s ním nebudou moci pracovat, ale nejsou vyžadovány v PLC této úrovně. U PLC s výkonným 32 nebo 64bitovým procesorem a RT OS má smysl zahrnout nejpokročilejšího „správce úloh“ s podporou událostí, reálného času a více aplikací v jednom zařízení. S každou takovou aplikací lze pracovat jako s nezávislým PLC: načítat, spouštět, zastavovat a ladit programy, aniž by to ovlivnilo provoz jiných aplikací.

Ovládání CoDeSys může fungovat pod jakýmkoli OS nebo dokonce bez něj. Nejčastěji používané operační systémy jsou VxWorks, Windows CE a Linux. Existují úpravy pro RT-OS32 (RTKernel), QNX, Nucleus, pSOS, OS9, TenAsys INtime. Výrobce zařízení může nezávisle přizpůsobit CoDeSys Control pro jiný OS.

V V některých případech může být přizpůsobení CoDeSys Control vašemu zařízení problematické. Omezením může být nedostatek technických specialistů, odpovídající úroveň nebo ekonomické podmínky. V takových případech je vhodné použít hotové procesorové moduly (PLCcore) s již upraveným a nainstalovaným CoDeSys Control. Populární PLCcore pro CoDeSys je Beck IPC@CHIP.

Ovládání CoDeSys se neustále vyvíjí. Jsou přidány zásadně nové komponenty a jsou vylepšeny „malé detaily“. Například pro moderní rychlá PLC s CoDeSys bylo nutné zavést nový datový typ pro práci s nanosekundovými časovými intervaly. Běžný uživatel CoDeSys se nemusí starat o návrh runtime systému. Stačí mu pravidelně stahovat a instalovat bezplatné aktualizace v souladu s doporučeními výrobce PLC.

SoftPLC CoDeSys SP RTE

CoDeSys SP RTE je speciální spouštěcí systém pro operační systémy Windows s vestavěným hard real-time kernelem. Umožňuje přeměnit běžný počítač na vysokorychlostní PLC. I/O jsou připojeny přes provozní sítě. SP RTE zajišťuje stabilitu pracovního cyklu programů IEC v rozsahu mikrosekund a chod regulátoru při zamrznutí OS.

Vizualizace CoDeSys

S Software CoDeSys je vybaven vestavěným vizualizačním a operátorským řídicím systémem. Přímo v CoDeSys můžete vytvořit grafické rozhraní pro operátora nebo objektový model, bez použití externích nástrojů. Pro integraci s programem stačí zaregistrovat odpovídající proměnné ve vlastnostech prvků. Není potřeba vytvářet soubory symbolů, konfigurovat komunikaci nebo provádět jiné rutinní operace. Pokud CoDeSys funguje, pak fungují i ​​vizualizační nástroje.

CoDeSys HMIčasto nazývaný SCADA systém. To není pravda. Nemá tak výkonné grafické nástroje, nepoužívá OPC, nemá nástroje pro údržbu denních archivů a integraci s databází, stejně jako programovací funkce. Poskytuje ale kontrolu v reálném čase a je řádově méně náročný na zdroje. Veškerá inteligence systému je soustředěna v PLC a HMI funguje jako tenký zobrazovací klient. Jeho typickými aplikacemi jsou vestavěné ovládací panely pro obráběcí stroje, nakladače, jeřáby, tramvaje a podobné systémy, kde je potřeba rychlá, zaručená odezva a cena zařízení je kritická.
Datový server umožňuje shromažďovat data od více kontrolérů. Není však nutné, aby byly všechny naprogramovány v CoDeSys. Datový server je součástí prováděcího systému.

V Vizualizace CoDeSys může běžet paralelně na několika zařízeních:

CoDeSys WebVisu umožňuje ovládat provoz vašeho systému odkudkoli a kdykoli prostřednictvím internetu. Webový server je součástí runtime systému.

CoDeSys HMI je samostatná utilita určená pro ovládání operátora ze samostatného počítače v lokální síti.

CoDeSys TargetVisu- komponenta integrovaného prováděcího systému určená pro vytváření panelových PLC. Používá se v místních ovládacích panelech.

A Nejnovější vizualizační inovace CoDeSys zvýrazňují balíček knihoven vizualizačních prvků pro různé aplikační oblasti s moderní grafickou prezentací [viz. obr. 2.]. Nejpůsobivějším prvkem je 3D pohybový editor pro SoftMotion.

Obr.2. Vizualizace automobilového panelu

CoDeSys SoftMotion

CoDeSys SoftMotion je funkční sada nástrojů pro řízení pohybu zabudovaná do programovacího prostředí CoDeSys a prováděcího systému: od jednoduchých pohybů podél jedné osy až po víceosé CNC. Podporován je pohyb po vzorech (ECAM) a interpretace programů v G-kódech (obr. 3). Programovací prostředí má vestavěný textový a grafický 3D editor pro specifikaci trajektorií a sadu vizualizačních prvků pro standardní mechatronické komponenty. SoftMotion můžete nainstalovat na 32bitové PLC s matematickým koprocesorem.

Rýže. 3. G-kód pohybu v CoDeSys a jeho vizuální reprezentace

Bezpečnost CoDeSys V3

NA Bezpečnostní komplex je zaměřen na zajištění bezpečnosti tam, kde jsou přítomni lidé. CoDeSys Safety je sada nástrojů, která umožňuje vyvíjet řídicí jednotky splňující požadavky normy IEC 61508 pro bezpečnostní zařízení Safety Integrity Levels 3 (SIL3). Zahrnuje bezpečný runtime systém, bezpečný kompilátor, bezpečné síťové konfigurátory, knihovny PLCopen Safety a sadu dokumentů včetně testovací a certifikační metodiky. Tato technologie je podstatně složitější než běžné PLC systémy. Například před spuštěním kódu se provádí řada speciálních kontrol. Po načtení strojového kódu do řadiče a vytvoření boot image je kód stažen zpět do vývojového prostředí, dekompilován a porovnán se zdrojovým textem. Bezpečné ovladače úrovně SIL3 musí projít povinnou certifikací. Jedná se o velmi složitý a nákladný proces. Použití CoDeSys Safety vám to umožňuje výrazně zjednodušit.

V Výše byla zmíněna technologie PLCcore, která radikálně zjednodušuje tvorbu regulátorů s CoDeSys. Podobná myšlenka byla implementována pro bezpečné ovladače. Je založen na certifikovaném modulu TwinSafe EL6900 od společnosti Beckhoff. Integrací do zařízení, které podporuje CoDeSys a EtherCAT Master, získáme vlastní řadič SIL3.

D U systémů SIL2 je vše mnohem jednodušší. CoDeSys je certifikován jako spolehlivý systém s více než 1 milionem aplikací. Pro SIL2 jsou použity všechny standardní jazykové editory IEC, kompaktní runtime systém s definovanou sadou komponent, certifikované knihovny prvků a bezpečné I/O.

Redundance CoDeSys

V Opakem bezpečných (Safety), spolehlivých systémů (Redundance) je často potřeba tam, kde je pro člověka obtížně dosažitelný, nebo kde je zastavení provozu zařízení nepřijatelné z technologických či finančních kritérií. Například 5 minut prostoje ve vykládací lince velkého námořního přístavu je dražší než náklady na všechna elektronická zařízení.

Redundance CoDeSys je speciální plug-in pro programovací prostředí a sadu komponent runtime systému, který zajišťuje synchronizaci, diagnostiku a přepínání hlavního a záložního regulátoru.

CoDeSys Professional Developer Edition- nový produkt komplexu CoDeSys. Je zaměřen na rostoucí skupinu uživatelů s vyšším vzděláním a zkušenostmi s moderními profesionálními programovacími systémy ve vyšších počítačových jazycích. Jeho oborem je tvorba velkých nebo nových unikátních projektů, které nemají obdoby. Profesionální edice vývojového prostředí CoDeSys obsahuje následující komponenty: systém pro správu verzí projektu založený na Subversion (SVN), grafické editory UML (diagramy tříd, stavů a ​​aktivit) a analyzátor statického kódu. Všechny tyto komponenty jsou nainstalovány a integrovány do programovacího prostředí. Systém správy verzí je nezbytný u velkých projektů, na kterých pracuje skupina lidí. Při ukládání změn do běžného souboru projektu CoDeSys jsou tyto přepsány starými informacemi. Je ztracena beze stopy. Při použití SVN se ukládá celá historie oprav s uvedením, kdo, kdy a za jakým účelem opravoval. Pokud úprava způsobí problémy, můžete se kdykoli vrátit k ověřené verzi. Jeden projekt může navíc otevřít více lidí ze svých pracovišť. Každý člověk může paralelně vládnout „svým“ částem. Správa verzí se přirozeně integruje do programovacího prostředí. Pro všechny programovací jazyky včetně grafických jsou tedy poskytovány vizuální prostředky pro porovnání verzí.

A Integrace UML byla dalším logickým krokem po implementaci OOP v CoDeSys. Diagram tříd poskytuje vizuální znázornění závislostí funkčních bloků, metod a rozhraní, které lze nyní graficky upravovat. Stavové diagramy a diagramy aktivit jsou nové jazyky pro vývoj aplikačních projektů. Umožňují popsat stavy a přechody složitých procesů. Oba vysokoúrovňové jazyky jsou navrženy tak, aby zjednodušily spolupráci programátorů a procesních inženýrů, urychlily konstrukci aplikační struktury a samotné programování.

S Analyzátor statického kódu kontroluje, zda zdrojový kód programů IEC vyhovuje více než 50 adaptivním pravidlům. Identifikuje potenciálně nebezpečná místa, která mohou způsobit chyby, a okamžitě je odstraní, ještě před fází ladění a testování projektu. To zlepšuje kvalitu kódu, urychluje práci a umožňuje vyhnout se chybám od samého začátku.

NA Sada nástrojů pro profesionální vývojáře se stále rozšiřuje. V současné době jsou ve vývoji: profilovač kódu a generátor testů.

CoDeSys Application Composer

CoDeSys Application Composer naopak se nezaměřuje na složité vědecké projekty, ale na každodenní aplikované úkoly. Rozhodujícími faktory jsou v nich čas vzniku projektu, jednoduchost procesu programování a spolehlivost výsledného kódu. Při provádění prací na automatizaci podobných objektů, jako jsou chytré domácnosti nebo tiskové stroje, zvýší Application Composer produktivitu práce o dva řády.

S Projekt aplikace je ponechán na základě předem připravených sad modulů aplikačního programu. Takový modul může sloužit určité části stroje nebo systému. Může to být například pneumatický válec, automobilový operátor, termostat nebo softwarová jednotka pro řízení přístupu nebo síťový konfigurátor. Každý modul obsahuje programový kód, konfiguraci I/O, parametry a grafické znázornění pro vizualizaci. Uživatel sestaví strukturu svého řídicího systému pomocí potřebných modulů. Jejich nastavení a propojení definuje ve speciálních editorech. Integrované generátory kódu pak automaticky vytvoří kompletní, dobře strukturovanou softwarovou aplikaci v jazycích IEC61131-3. Zároveň se vygeneruje odpovídající vizualizace. Programy se zkompilují a načtou do ovladače. Uživatel může přijatý kód v případě potřeby zobrazit a opravit.

Rýže. 4. Projekt ovládání relé aplikace Composer

T Tento přístup vám umožňuje přejít od rutinního programování k modulárnímu návrhu aplikačních projektů. Otevírá dveře uživatelům, kteří dobře znají strukturu strojů a technologii odpovídající výroby, ale neovládají programování.

Závěr

B Díky vynikající funkčnosti, spolehlivosti a otevřeným rozhraním se CoDeSys stal lídrem v oblasti programovacích nástrojů PLC. Není náhodou, že si jej jako základní nástroj zvolilo mnoho předních světových dodavatelů hardwarových řešení pro průmyslovou automatizaci.

R Vývojář CoDeSys - společnost 3S-Smart Software Solutions GmbH (Německo) si nikdy nestanovil prioritní úkol „implementace rozpočtu“ a distribuce CoDeSys prostřednictvím levnější nebo zjednodušené instalace na libovolné typy kontrolérů od jakýchkoli společností. Ke spuštění CoDeSys Control stačí 1 den, ale vydání nového PLC s CoDeSys je vždy seriózní práce, která vyžaduje kompetentní organizaci, přítomnost kvalifikovaných specialistů a přísnou implementaci řady fází, od montáže až po finální testování. produkt jako celek.

V V květnu 2012 se ve Smolensku konala výroční uživatelská konference CoDeSys, na které hlavní inženýr evropské pobočky Hitachi, pan Kenji Shimoda, hovořil o převodu nových ovladačů Hitachi z proprietárního softwaru na CoDeSys, který zabral trochu více než 1 rok. Toto je krátká doba na vývoj nového PLC s CoDeSys. Překlad zahrnoval samotnou adaptaci, integraci s vlastním softwarem, testování veškeré funkčnosti na zkušených PLC, sepsání aplikačního manuálu a startovacích příkladů a školení distributorů. Přístup zrychlené rozpočtové instalace, typický pro některé konkurenční systémy IEC, s přenesením části nákladů a technických obtíží na bedra uživatelů v CoDeSys zásadně neplatí. CoDeSys nenajdete v PLC sestavených „na koleně“. Vždy se bude jednat o produkty firem, které stojí pevně na nohou a mají dostatek prostředků pro kompetentní marketing, kvalitní vývoj a podporu.

P Jednoduchost a pohodlí speciálně pro koncového uživatele je hlavní myšlenkou CoDeSys. Společnost 3S-Smart Software Solutions o to usiluje s německým nasazením již mnoho let. Složení komponent CoDeSys se již počítá ve stovkách a stále roste. Každá nová součást je však zaměřena na zjednodušení řešení nové řady aplikovaných problémů. CoDeSys vděčí za svůj neustálý vývoj a obrovskou popularitu výhradně koncovým uživatelům.

Literatura

1. Jorn Link. SPS-Benchmark: Das Ergebnis. Počítačová automatizace. 2011. 9.

2. Dieter Hess. Objektově orientovaná rozšíření IEC 61131-3 // Moderní automatizační technologie. 2006. č. 2.

Jak je popsáno v prvním článku, PLC cyklicky čte vstupy, spouští aplikační program a zapisuje výstupy. Proto se psaní programu pro PLC liší od tradičního psaní programu pro mikrokontroléry a PC. Programy pro PLC podléhají přísným požadavkům na spolehlivost; jedna věc je zamrznutí textového editoru a jiná věc pro program, který řídí jaderný reaktor. Dalším neméně důležitým požadavkem je včasná reakce na událost. Co to znamená nereagovat na událost v průmyslu včas? To znamená ztrátu kontroly nad technologickým procesem. Což v některých případech, jako například reaktor, povede k nenapravitelným následkům.

Podívejme se na rozdíly mezi psaním programu pro PLC a mikrokontrolér. Vezměme si například nejjednodušší úkol pro MK - blikající LED. Mám podezření, že každý začal své seznámení s MK tímto úkolem. Algoritmus bude následující

1. Zapsat protokol do portu. 1.
2. Časová prodleva
3. Napište log.0 do portu.
4. Časová prodleva
5. Skok na začátek programu podle značky.

Podle tohoto algoritmu nebude program na PLC fungovat, obsahuje nekonečnou smyčku. Ale v PLC se celý aplikační program provádí od začátku do konce v každém provozním cyklu a jakýkoli program musí řídit systémový program. Proto s takovou organizací algoritmu naše PLC zamrzne. I když odstraníme přechod značkou na začátek, program nebude fungovat tak, jak chceme. Port bude vždy ve stavu log.0, protože fyzická instalace výstupů se provádí až po spuštění celého aplikačního programu. Mezistavy jsou tedy pouze programové proměnné v paměti a na hardwaru se nijak nezobrazují.

Kromě toho by bylo také dobré organizovat časovou prodlevu pomocí časovače, periodicky kontrolovat jeho hodnotu a nečekat nadarmo, než tento čas uplyne, jistě existuje pro regulátor jiná důležitější práce;

S ohledem na výše uvedené by správný algoritmus vypadal takto:
1. Zkontrolujte časovač, pokud doba pauzy vypršela
a) invertujte výstup
b) spusťte nové odpočítávání
2. Konec programu

Níže si tento algoritmus zavedeme do praxe a nyní se podíváme na hlavní rysy jazyka LAD (Ladder Diagram).

Reléový obvod se skládá ze dvou vertikálních sběrnic, mezi nimi jsou horizontální obvody tvořené kontakty a reléovými vinutími. Příklad na obrázku:

Normálně otevřený kontakt

Normálně uzavřený (inverzní) kontakt

Cívka relé

Počet kontaktů v obvodu se může lišit, ale vinutí je stejné.

Každý kontakt je spojen s logickou proměnnou, která určuje jeho stav. Pokud je normálně zavřený kontakt, pak TRUE, pokud je otevřený, je pro inverzní kontakt FALSE, naopak je sepnut, když je proměnná FALSE; Název proměnné je napsán nad kontaktem a slouží jako jeho název.

Sériově zapojené kontakty jsou ekvivalentní logické operaci AND a paralelně zapojenému OR. Inverzní kontakt je ekvivalentní operaci NOT. Paralelní připojení vinutí je povoleno, ale sériové připojení nikoli. Vinutí relé může být i inverzní, pak kopíruje inverzní stav obvodu do příslušné logické proměnné.

Myšlenka reléových obvodů spočívá v tom, že všechny obvody pracují paralelně, tzn. proud je dodáván do všech obvodů současně. Ale víme, že procesor provádí program sekvenčně a my to nemůžeme dělat současně. Podobně v LAD se program provádí postupně zleva doprava, shora dolů. Procesorový cyklus je však malý, a proto dochází k paralelnímu efektu.

Každá proměnná ve stejném obvodu má stejnou hodnotu. I když relé v obvodu změní proměnnou, nová hodnota dorazí na kontakty až v dalším cyklu. Obvody umístěné nahoře obdrží novou hodnotu proměnné okamžitě a obvody umístěné níže - až v dalším cyklu. Přísné pořadí provedení je velmi důležité a díky nim zůstává LAD diagram stabilní i za přítomnosti zpětných vazeb.

Ačkoli to odporuje analogii LAD s reléovými obvody, pořadí provádění programu LAD může být narušeno pomocí značek a přechodů. To zhoršuje čitelnost programu a může být obtížné jim porozumět, ale jak se říká, pokud opravdu chcete, můžete. K tomu je vhodné rozdělit program na moduly a mezi moduly provádět přechody.

Možnosti programu LAD lze rozšířit vložením funkčních bloků. Lze vložit všechny standardní funkční bloky obsažené v IEC. Popisy funkčních bloků naleznete v nápovědě.

Pojďme vytvořit náš první LAD program v prostředí CoDeSys. , stačí použít vyhledávač

Po instalaci zvolte vytvoření nového projektu a CoDeSys vás požádá o výběr cílové platformy pro PLC. Určení cílové platformy je nezbytné, aby prostředí vědělo, pro jaký typ řadiče je program psán. Vyberte 3S CodeSyS Sp PLCWinNT V2.4 a klikněte na OK.

Název projektu ponechte jako výchozí, vyberte jazyk LD

Rozhraní programu je v ruštině a je intuitivní. Když najedete na prvek, objeví se název. Doporučuji vám zvážit všechny prvky a také položky hlavního menu.

Chcete-li přidat prvek do programu, musíte kliknout levým tlačítkem myši na pracovní pole programu a poté kliknout LMB na prvek, který chcete do programu umístit. Například normálně otevřený kontakt byste měli získat následující.

Místo otazníků napište název naší proměnné, například SB, a stiskněte Enter, objeví se okno deklarace proměnné, vyberte Bool a stiskněte OK.

Zvažte, z jakých typů si můžete vybrat, a také jaké třídy proměnných.

Implementujme programy pro blikání LED a obecně řečeno program pro generátor jednoho pulzu

K implementaci programu využíváme funkční blok časovače TP. Časovač TP – jedná se o jednopulzní časovač s dobou trvání určenou vstupem PT.

Zatímco IN je FALSE, výstup Q = FALSE, výstup ET = 0. Když IN přejde na TRUE, výstup Q se nastaví na TRUE a časovač začne měřit čas na výstupu ET, dokud není dosaženo doby trvání specifikované pomocí PT. Počítadlo se dále nezvyšuje. Výstup Q tedy generuje puls trvání PT na hraně vstupu IN.

Chcete-li vložit TP, na panelu nástrojů vyberte:

A objeví se asistent výběru funkčního bloku.

Stáhněte si soubor projektu a pojďme se podívat, jak to funguje.

V počátečním okamžiku X= False, takže inverzní kontakt X je sepnut a časovač T2 je spuštěn, výstup Q= True, takže obvod je zapnutý. A protože vinutí v obvodu je inverzní, znamená to, že zkopíruje inverzní stav obvodu do X a X zůstane False, po přetečení časovače Q = False a inverzní vinutí změní X na True. Poté se spustí T1, po přetečení resetuje X na False a vše se opakuje. Proměnná X je výstup generátoru. Časovač T2 nastavuje pauzu a T1 dobu trvání pulsu.

Sestavení projektu Projekt -> Kompilace

V online sekci vybíráme Režim emulace a pak Spojení A Start. A vidíme, že se náš obvod začíná přepínat, obvod, kde „teče proud“, je zvýrazněn modře. Také v oblasti deklarace proměnných vidíme aktuální hodnotu proměnných.

Výstup generátoru lze zobrazit pomocí digitálního sledovače, přejděte na kartu Zdroje v levém dolním rohu

Vybrat Digitální tracer -> Doplněk -> Nastavení trasování, zobrazí se následující okno

Nastavíme cykličnost nahrávání Ručně, klikněte na správce a vyberte proměnné X(Bool)

Klikněte Dobře . Výběr peří do naší proměnné

Vyberte si online Spojení, stiskněte Start, další Pokročilé -> Spustit trasování, také vybrat Automatické trasování

Uvažujme další příklad řízení motoru s elektronickou komutací statorových vinutí
Nebudu prezentovat samotný program, stáhněte si projekt. A řeknu vám o algoritmu práce.

Všechny časovače se spouštějí startovacím signálem. Každý časovač měří okamžik, kdy fáze končí. Proměnné Y1-Y3 jsou výstupy příslušné regulační fáze. Každý výstup se zapne, pokud časovač ještě nepřeteče a předchozí výstup je vypnutý. Posledním okruhem je okruh automatického restartu.