Назначение и особенности программного комплекса codesys
На вход устройства управления мехатронных (робототехнических) систем поступают сигналы с датчиков I0, I1, I3, I4 (рисунок 1). Устройство управления должно выработать выходной сигнал Q в соответствии с булевой функцией, приведенной в индивидуальном задании в приложении А. В режиме визуализации изменение состояния входных сигналов производится нажатием кнопки мышки на соответствующий символ входного сигнала. Изменение состояния входных и выходных сигналов должно сопровождаться изменением их цвета. Пример визуализации приведен в приложении Б.
Программный комплекс CoDeSys разработан компанией 3S-Smart Software Solutions GmbH (3S). Основным его назначением является программирование устройств управления мехатронных (робототехнических) систем на базе программируемых логических контроллеров (ПЛК) и промышленных компьютеров в международном стандарте МЭК 61131-3. Ряд решений 3S привел к тому, что CoDeSys стал штатным инструментом программирования ПЛК более 100 ведущих европейских изготовителей: ABB, Beckhoff, Beck IPC, Berger Lahr, Bosch Rexroth, ifm, Keb, Kontron, Lenze, Moeller, WAGO, Fastwel и др.
Рисунок 1 – Структурная схема мехатронной системы
Несмотря на развитие CoDeSys в сторону обеспечения требований ПЛК высшего класса, комплекс можно применять и с недорогими моделями контроллеров. Специализированные встроенные компиляторы машинного кода и гибко адаптируемая система исполнения позволяют получить максимум возможностей из ограниченных аппаратных ресурсов.
CoDeSys один из мощнейших инструментов МЭК 61131-3 программирования контроллеров, доступных для операционной системы Windows. Он полноценно поддерживает все пять стандартных языков программирования. CoDeSys непосредственно способен генерировать машинный код для большинства широко распространенных процессоров. CoDeSys объединяет мощь высококлассных инструментов программирования для языков высокого уровня, таких как C или Паскаль с простотой работы и практической функциональностью ПЛК систем программирования.
CoDeSys обладает рядом особенностей, выделяющих его среди конкурирующих систем:
- быстрое внедрение;
- эффективные средства ввода;
- высокая производительность.
CoDeSys имеет готовые решения для большинства широко распространенных платформ. Простота настройки не отражается на быстродействии прикладных проектов, компилятор и система исполнения тщательно отработаны. Все это позволяет подготовить контроллеры к выходу на рынок в минимальные сроки.
Функции автоматического объявления и форматирования, адаптивный Ассистент ввода максимально упрощают работу. Все команды имеют возможность управления мышью и быстрого ввода с клавиатуры. Это делает работу программиста комфортной и эффективной.
Встроенный компилятор непосредственно генерирует быстрый машинный код. Это обеспечивает максимально высокую производительность прикладных проектов. Современные интеллектуальные технологии, включая "инкрементальный компилятор", позволяют обрабатывать проекты, содержащие тысячи переменных и сотни программных компонентов очень быстро. CoDeSys обеспечивает разработчика набором высокоэффективных инструментальных средств, включая полноценную эмуляцию ПЛК, отладку по шагам, точки останова, визуализацию объекта управления, трассировку значений переменных, "горячую" корректировку кода.
CoDeSys содержит следующие компоненты:
- эмулятор ПЛК;
- редакторы для программирования на языках:
- список инструкций (IL);
- диаграммы функциональных блоков (FBD);
- релейно-контактные схемы (LD);
- структурированный текст (ST);
- последовательные функциональные схемы (SFC);
- непрерывные функциональные диаграммы (CFC);
- генераторы кода для:
- Motorola PowerPC;
- Motorola 68xxx;
- Motorola MC683xx;
- Motorola ColdFire;
- Intel 8051 и программно совместимые с ним;
- Intel 80186;
- Intel 80x86, 80386, 80486, Pentium и совместимые;
- ARM (т.е. StrongARM, NET+ARM);
- Infineon (Siemens) 80C16x;
- Infineon TriCore;
- Hitachi SH 2/3/4;
- Hitachi H8;
- Texas Instruments DSP TMS32028x;
- DDE и OPC серверы;
- элементы визуализации;
- графический иерархический ПЛК конфигуратор;
- менеджер библиотек;
- он-лайн функции:
- мониторинг значений переменных;
- запись и фиксация значений переменных в ПЛК;
- отладка проекта (точки останова, выполнение по шагам и по циклам, контроль стека вызовов);
- горячая коррекция кода, без остановки ПЛК;
- контроль процесса выполнения;
- графическая трассировка.
В CoDeSys имеются следующие языки программирования:
- список инструкций (IL) – простой машинно-независимый ассемблер;
- структурированный текст (ST) – высокоуровневый 'Паскаль-подобный' язык;
- функциональные блоковые диаграммы (FBD) – графический язык описания логических и аналоговых вычислений. CoDeSys автоматизирует составление FBD диаграмм самостоятельно размещая программные компоненты и соединения;
- релейно-контактные схемы (LD) – графический язык, описывающий логику работы программы в форме соединения контактов и обмоток реле. Как и в FBD, редактор LD автоматически размещает и проводит соединения компонентов схемы;
- последовательные функциональные схемы (SFC) – графический язык, ориентированный на описание взаимосвязанных состояний и действий системы. CoDeSys поддерживает все без исключения типы действий, предусмотренные стандартом;
- непрерывные функциональные схемы (CFC) – редактор, аналогичный FBD, но в отличие от него не разделяет диаграмму на цепи, а оперирует со свободно размещаемыми компонентами. Диаграммы могут иметь обратные связи и настраиваемый порядок выполнения.
Непосредственно в CoDeSys есть возможность создать произвольное визуальное отображение. Атрибутами (цвет, размер, положение и т.д.) графических объектов управляют значения переменных проекта.
Графическая трассировка позволяет наглядно отслеживать изменения значений переменных во времени. Одновременно можно контролировать до 20 переменных и синхронизировать запуск трассировки с определенным событием.