ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА CoDeSys

Кафедра «Мехатронные системы»

Р.Гартянски, Ю.Никитин

Методическое пособие к выполнению лабораторной работы

«Изучение языков программирования CoDeSys»

Ижевск 2008

Рецензент: А.Б.Турыгин, канд. техн. наук, доцент

Зав. кафедрой: Ю.В.Турыгин, докт. техн. наук, профессор

В пособии рассмотрены вопросы использования программного комплекса CoDeSys. Приведены основные требования к содержанию лабораторной работы и отчета. Рассмотрены назначение, особенности программного комплекса CoDeSys, компоненты и языки программирования CoDeSys – Список Инструкций (IL), Диаграммы Функциональных блоков (FBD) и Релейно-контактные схемы (LD). Приведен порядок выполнения проекта в программном комплексе CoDeSys. Даны контрольные вопросы и список рекомендуемой методической и справочной литературы. В приложении приведен пример.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение..............................................................................................…….. 4

1 Цели и задачи лабораторной работы……………………...................… 4

2 Содержание лабораторной работы и требования к содержанию отчета 4

3 Назначение и особенности программного комплекса CoDeSys……… 5

4 Языки программирования программного комплекса CoDeSys………. 7

4.1 Язык IL (Instruction list)………………………………………………... 7

4.2 Язык релейно-контактных схем (LD)…………………………………. 9

4.3 Язык функциональных блоковых диаграмм (FBD)………………….. 10

5 Порядок выполнения работы……………………………………………. 16

6 Контрольные вопросы……………………………………………. ….…. 18

7 Список литературы………………………………………………………. 18

Приложение А (обязательное) Варианты заданий………………………. 19

Приложение Б (рекомендуемое) Примеры программ CoDeSys………… 20

ВВЕДЕНИЕ

В данном пособии рассмотрены вопросы использования программного продукта CoDeSys для автоматизации технологических процессов. Приведены основные требования к содержанию лабораторной работы и отчета. Рассмотрены назначение, особенности программного комплекса CoDeSys, компоненты и языки программирования CoDeSys – Список Инструкций (IL), Диаграммы Функциональных блоков (FBD) и Релейно-контактные схемы (LD). Приведен порядок выполнения работы в программном комплексе CoDeSys. Даны контрольные вопросы и список рекомендуемой методической и справочной литературы. В приложении А даны индивидуальные задания на лабораторную работу. В приложении Б приведены примеры программ и визуализации.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Основной целью выполнения лабораторной работы является закрепление навыков программирования в среде программного комплекса CoDeSys на трех языках программирования. Задачами лабораторной работы являются закрепление навыков программирования в системе МЭК 61131-3 на трех языках программирования (Список Инструкций (IL), Диаграммы Функциональных блоков (FBD) и Релейно-контактные схемы (LD)) и визуализации.

СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ И

ТРЕБОВАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ ОТЧЕТА

В результате выполнения лабораторной работы должны быть разработаны:

- главная программа PLC_PRG на трех языках программирования (Список Инструкций (IL), Диаграммы Функциональных блоков (FBD) и Релейно-контактные схемы (LD));

- визуализация проекта для каждого языка программирования;

- отчет.

Отчет должен содержать следующие разделы:

- задание;

- введение, в котором описывается решаемая задача, кратко описываются разделы лабораторной работы;

- разработка главной программы PLC_PRG на трех языках программирования (Список Инструкций (IL), Диаграммы Функциональных блоков (FBD) и Релейно-контактные схемы (LD));

- разработка визуализации проекта для каждого языка программирования;

- результаты вычислительного эксперимента

- выводы;

- список литературы.

НАЗНАЧЕНИЕ И ОСОБЕННОСТИ

ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА CoDeSys

Программный комплекс CoDeSys разработан компанией 3S-Smart Software Solutions GmbH (3S). Основным его назначением является программирование ПЛК и промышленных компьютеров в стандарте МЭК 61131-3. Ряд неординарных 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. Некоторые из них используют CoDeSys как базовое ядро собственных систем программирования, известных под собственными торговыми марками.

Несмотря на очевидно наметившееся 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 "выжать" максимум 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.

3.1 Быстрое внедрение

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.

3.2 Эффективные средства ввода

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.

3.3 Высокая производительность

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:

1 Эмулятор ПЛК

2 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).

3 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.

4 DDE и OPC серверы

5 Элементы визуализации

6 Графический иерархический ПЛК конфигуратор

7 Менеджер библиотек

8 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:

1 Список Инструкций (IL). Простой машинно-независимый ассемблер.

2 Структурированный текст (ST) Высокоуровневый 'Паскаль-подобный' язык.

3 Функциональные блоковые диаграммы (FBD). Графический язык описания логических и аналоговых вычислений в очень простой и выразительной форме. CoDeSys автоматизирует составление FBD диаграмм самостоятельно размещая программные компоненты и соединения.

4 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.

5 Последовательные функциональные схемы (SFC). Графический язык, ориентированный на описание взаимосвязанных состояний и действий системы. CoDeSys поддерживает все без исключения типы действий предусмотренные стандартом.

6 Непрерывные функциональные схемы (CFC). Редактор CFC аналогичен 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.