Введение в CoDeSys 3.5 и язык CFC на примере СПК110

Что такое CoDeSys

CoDeSys (Controller Development System) — это интегрированная среда разработки (IDE) для программирования промышленных контроллеров, таких как программируемые логические контроллеры (PLC) и человеко-машинные интерфейсы (HMI). Разработанная немецкой компанией 3S-Smart Software Solutions, CoDeSys широко используется в автоматизации процессов в промышленности, энергетике, ЖКХ и других отраслях. Она поддерживает программирование устройств от различных производителей, обеспечивая универсальность и совместимость благодаря стандарту IEC 61131-3. CoDeSys применяется для создания программного обеспечения для управления технологическими процессами, визуализации данных и настройки протоколов обмена, таких как Modbus, EtherCAT и другие.

Основные преимущества CoDeSys:

• Универсальность: Поддержка оборудования от разных производителей, включая ОВЕН.
• Гибкость: Поддержка всех языков стандарта IEC 61131-3.
• Инструменты отладки и визуализации: Встроенные редакторы для создания HMI и диагностики программ.
• Открытость: Большое сообщество разработчиков и доступ к бесплатной версии IDE.

Обзор языков IEC 61131-3 и преимущества CFC

Стандарт IEC 61131-3 определяет пять языков программирования для промышленных контроллеров:

1. LD (Ladder Diagram) — релейно-контактные схемы, удобные для электриков.
2. FBD (Function Block Diagram) — блочно-ориентированное программирование.
3. IL (Instruction List) — низкоуровневый язык, похожий на ассемблер.
4. ST (Structured Text) — текстовый язык, напоминающий Pascal или C.
5. SFC (Sequential Function Chart) — язык для описания последовательных процессов.

К этим языкам CoDeSys добавляет CFC (Continuous Function Chart) — расширенную версию FBD, которая позволяет свободно размещать функциональные блоки на рабочем поле, не привязываясь к строгой сетке. Преимущества CFC:

• Визуальная ясность: Свободное расположение блоков упрощает понимание сложных алгоритмов.
• Гибкость: Возможность задавать произвольный порядок выполнения блоков.
• Интуитивность: Удобен для инженеров, работающих с графическими схемами.
• Модульность: Легко интегрировать и повторно использовать функциональные блоки.

CFC особенно полезен для создания сложных систем управления, где требуется наглядное представление связей между элементами.

Установка CoDeSys 3.5

Для работы с CoDeSys 3.5, включая программирование панельных контроллеров ОВЕН, необходимо установить среду разработки и соответствующие Target-файлы. Вот пошаговая инструкция (у меня в распоряжении имеется СПК110 и я буду объяснять на ее примере):

1. Скачивание и установка CoDeSys:

* Перейдите на сайт OWEN (https://owen.ru/product/spk1xx).

* В разделе "ПО, примеры и инструкции" скачайте установочный файл CodeSYS и Target файлы для вашего устройства.

* Запустите установочный файл и следуйте инструкциям мастера установки.

2. Установка Target-файлов для СПК110:

* Для работы с контроллерами ОВЕН СПК110 необходимы Target-файлы версии 3.5.17.31 или новее.

* Скачайте Target-файлы с сайта ОВЕН (https://owen.ru/product/codesys_v3) в разделе "Сервисное ПО".

* Запустите Target файл и выберите полную установку.

3. Подготовка оборудования:

* Убедитесь, что СПК110 подключен к ПК через Ethernet или USB (обязательно наличие питания СПК).

Первый запуск и создание проекта

После установки CoDeSys 3.5 выполните следующие шаги для создания пустого проекта для СПК110:

Создание проекта:

* Откройте CoDeSys V3.5 и выберите Файл→ Новый проект.

* В появившемся окне выберите категорию СПК.

* Укажите имя проекта, например, MyProgram.

* В поле Шаблоны выберите SPK1хх из списка устройств (убедитесь, что Target-файлы установлены).

Конфигурация проекта:

В дереве проекта дважды щелкните на Device (Owen SPK1хх), чтобы открыть конфигуратор.

Настройте параметры связи (например, IP-адрес СПК110), в моем случае USB и мне нужно сконфигурировать локальный GATEWAY:

• Выбираю Gateway > Конфигурация локального gateway.
• Нажимаем кнопку "Добавить" и выбираем USB-порт.
• Нажимаем "Сканировать сеть" должно появиться ваше устройство, выбираем его и нажимаем "Ок".

Создание CFC-программы:

* В дереве проекта выберите PLC_PRG (PRG) и удалите его (он создан автоматически в языке ST).

* Заново создайте файл PLC_PRG (PRG). Для этого правой клавишей нажмите на Application > Добавление объекта > POU. В открывшемся окне укажите наименование PLC_PRG, выберите тип "Программа" и язык CFC.

* После создания он должен автоматически открыться (если нет - открываем двойным щелчком).

* Добавьте входные и выходные переменные (например, Input1: BOOL и Output1: BOOL).

* Разместите функциональный блок, например, AND, соединив его с входами и выходами.

* Сохраните проект (Файл → Сохранить).

Загрузка и тестирование:

* Подключите СПК110 к ПК.

* Нажмите Онлайн → Логин для подключения к контроллеру.

* Запустите его (Отладка → Старт).

Заключение

CoDeSys 3.5 — мощный инструмент для разработки систем управления. Язык CFC упрощает создание сложных программ благодаря визуальному подходу и гибкости. Установка CoDeSys и Target-файлов для СПК110 позволяет быстро начать программирование. В следующих статьях мы рассмотрим более сложные примеры программирования и настройки визуализации для СПК110.