Привет, коллеги-автоматчики, программисты и все сочувствующие! На связи снова «Изнанка автоматизации».
Давайте вспомним, как выглядел наш профессиональный мир лет 15–20 назад. Честно говоря, это был настоящий феодализм. Каждый крупный производитель «железа» строил свою неприступную крепость с высоким забором и рвом с крокодилами.
- Хочешь программировать Siemens? Будь добр, изучай Step 7 и покупай их фирменный программатор.
- Переходишь на Rockwell Automation? Забудь всё, что знал, и погружайся в RSLogix.
- Столкнулся с Mitsubishi? Добро пожаловать в GX Works.
Инженер, меняющий работу или бренд оборудования, чувствовал себя иностранцем, который пытается выучить новый язык с нуля. При этом логика управления везде была одна (реле, таймеры, триггеры), но инструменты, интерфейсы и подходы отличались кардинально.
И тут на сцену вышла немецкая компания 3S-Smart Software Solutions (сейчас она называется CODESYS GmbH) с идеей, которая тогда казалась абсолютной утопией: «А давайте сделаем одну единую среду разработки вообще для всех контроллеров сразу?». От копеечного чипа в «умном доме» до промышленного монстра на нефтезаводе.
Так родился CODESYS (Controller Development System). Сегодня актуальная версия 3.5 — это не просто софт. Это глобальный промышленный стандарт, своего рода Android в мире ПЛК.
Если вы знаете CODESYS, вы получаете суперспособность — вы умеете оживлять сотни устройств разных брендов: от бюджетных российских ОВЕН и СТАБУР до немецких WAGO и Berghof или китайских Weintek и Kinco.
Давайте разберем детально, что у этой экосистемы под капотом, почему староверы до сих пор держат оборону на версии 2.3 и как этот софт превращает обычного электрика в IT-архитектора.
1. Айсберг: Как один софт управляет всем зоопарком?
Чтобы понять магию CODESYS, нужно осознать, что он устроен как айсберг и состоит из двух неравнозначных частей.
Верхушка: Среда разработки (IDE)
Это та самая программа, которую вы бесплатно скачиваете и ставите на свой ноутбук. Это ваше рабочее место. Здесь вы пишете код, рисуете красивые мнемосхемы, настраиваете сети и проводите отладку. Интерфейс CODESYS 3.5 построен на базе Visual Studio Shell. Если вы когда-нибудь видели современные среды программирования для айтишников, вы почувствуете себя как дома: те же вкладки, свойства, обозреватели решений. Это мощная, современная среда, которая, будем честны, требует хороших ресурсов от вашего ПК.
Подводная часть: Runtime (Исполнительная система)
Это главное «секретное оружие». Runtime — это своего рода операционная система или виртуальная машина (как JVM в Java), которая устанавливается внутрь самого контроллера. Именно Runtime делает кусок железа с процессором «умным».
В чем гениальность схемы? Производителю ПЛК (например, компании «Промсвязь» с брендом СТАБУР) больше не нужно тратить годы на написание своего компилятора и отладчика. Они просто покупают лицензию на Runtime, адаптируют его под свой процессор (ARM, x86 или MIPS) — и получают готовый программируемый контроллер.
Что это дает нам, инженерам? Настоящую кроссплатформенность. Вы можете написать сложный алгоритм управления насосной станцией, протестировать его на виртуальном контроллере прямо на своем ПК, а затем загрузить этот же самый код в реальный промышленный ПЛК, просто сменив «Таргет» (целевое устройство) в настройках проекта.
2. Священная война: Старая школа (2.3) против Новой волны (3.5)
В профессиональных курилках до сих пор не утихают споры между сторонниками «старой школы» и адептами прогресса.
CODESYS 2.3 — это легендарный «автомат Калашникова». Он простой, «легкий», невероятно надежный и работает даже на калькуляторе. Тысячи объектов по всей России до сих пор крутятся на ПЛК110 или ПЛК160 старой серии, и инженеры боятся их трогать.
Но индустрия не стоит на месте, и версия 3.5 появилась как ответ на требования Индустрии 4.0. Вот ключевые отличия, которые изменили правила игры:
- ООП (Объектно-Ориентированное Программирование). Это самый высокий барьер для входа инженеров «старой закалки». В версии 3.5 функциональный блок теперь ведет себя как полноценный Класс в C# или Java. Появились методы, свойства, интерфейсы, наследование и полиморфизм. Это позволяет писать гибкие библиотеки, которые можно переносить из проекта в проект годами.
- Динамическая память. Появилась возможность работать с указателями и выделять память динамически. В жестком реальном времени это считается опасной практикой, но иногда это просто необходимо для сложных алгоритмов.
- Конфигураторы шин. В версии 2.3 настройка Modbus часто напоминала ручное заполнение бесконечных Excel-таблиц. В 3.5 это удобное визуальное дерево устройств, где модули добавляются просто мышкой.
- Визуализация. Она стала векторной, масштабируемой и получила поддержку HTML5 (WebVisu). Теперь экраны оператора можно открывать на любом планшете или телефоне без установки плагинов.
3. Языковой барьер? Выбирай любой!
Сила CODESYS — в строгом следовании стандарту МЭК 61131-3. Это международное соглашение о том, как должны программироваться контроллеры. Стандарт описывает 5 языков, и CODESYS позволяет вам смешивать их в одном проекте как вашей душе угодно.
- ST (Structured Text) — Выбор профессионалов. Текстовый язык, синтаксически очень похожий на Pascal. IF Temperature > Setpoint THEN Fan := TRUE; END_IF;. Сегодня ST де-факто стал основным языком. Сложная математика, циклы FOR и WHILE, работа со строками и массивами — всё это делать на ST в разы быстрее, чем рисовать квадратики. Если вы пришли в АСУ ТП из IT-сферы, ST станет вашим родным домом.
- LD (Ladder Diagram) — Дань традициям. Язык релейно-контактных схем. Выглядит как электрическая схема: две шины питания, контакты и катушки. Идеален для простой логики: «Если нажата кнопка А И не нажат датчик Б, ТО включить мотор». Любой электрик поймет такую программу без обучения, но писать на нем сложные вычисления — это мучение.
- CFC (Continuous Function Chart) — Эксклюзив CODESYS. Это развитие языка FBD (функциональных блоков). В отличие от FBD, где блоки стоят строго по сетке, в CFC вы можете размещать их на «белом листе» свободно, как на холсте. Можно соединять их линиями связи, создавая наглядные схемы со сложными обратными связями, похожие на чертежи электроники.
- SFC (Sequential Function Chart) — Язык конвейера. Описывает алгоритм как последовательность шагов и переходов. Шаг 1: Нагрев -> Условие: Т > 100°C -> Шаг 2: Выдержка. Незаменим для циклических процессов и дозирования.
4. Убийца SCADA: Визуализация внутри
Раньше схема автоматизации выглядела так: есть ПЛК, который управляет, и есть отдельная дорогая панель оператора (HMI) или компьютер со SCADA, который показывает картинки. Их нужно было программировать в разном софте и долго «дружить» между собой.
CODESYS 3.5 сломал этот стереотип. Редакторы кода и редактор экранов теперь находятся в одном окне. Вы просто объявляете переменную xStart в программе и тут же перетаскиваете её мышкой на кнопку на экране. Никаких таблиц адресов Modbus, никакого маппинга тегов.
Технология WebVisu генерирует веб-страницу прямо на борту контроллера. Если у вас современный ПЛК (например, ОВЕН ПЛК210 или сенсорный моноблок СТАБУР), вам вообще не нужно покупать отдельную панель. Вы можете подключить монитор по HDMI или просто зайти на IP-адрес контроллера с браузера ноутбука, находясь в одной сети Wi-Fi. Для локальных задач это убийца классических SCADA-систем — вы получаете визуализацию «бесплатно» в комплекте с контроллером.
5. Коммуникационный комбайн: IoT и Промышленный Интернет
Современный завод — это не изолированный остров, а часть глобальной сети. CODESYS 3.5 превращает контроллер в коммуникационный хаб. В среду встроены конфигураторы для всех основных протоколов:
- Modbus TCP/RTU: Классика жанра. Подключить частотник, модуль ввода-вывода или китайский датчик — дело пары минут через удобное дерево конфигурации.
- EtherCAT: Быстрая шина для управления движением (сервоприводы, роботы). CODESYS позволяет контроллеру быть Мастером сети.
- OPC UA: Современный стандарт для связи с «верхним миром» (MES, ERP). В CODESYS 3.5 сервер OPC UA часто уже встроен в Runtime. Достаточно поставить галочку напротив переменной, и она станет видна для SCADA-системы всего предприятия.
- MQTT: Протокол интернета вещей. Контроллер может напрямую слать JSON-пакеты в облачные сервисы (Яндекс.Облако, AWS) или даже в Telegram-боты, минуя промежуточные сервера.
6. На чем это работает в России?
Гибкость CODESYS привела к тому, что он захватил рынок контроллеров среднего ценового сегмента.
- ОВЕН: Флагман российского «кодесис-строения». Их линейка ПЛК210 стала народным стандартом: мощный Linux на борту, CODESYS 3.5 и огромное сообщество пользователей.
- СТАБУР: Интересный сегмент панельных контроллеров (устройства «Все-в-одном»). Здесь экран, ПЛК и входы/выходы объединены в одном корпусе. Использование CODESYS здесь позволяет сэкономить на покупке панели оператора, так как визуализация выводится прямо на встроенный экран.
- Regul R500: Для тяжелой промышленности (нефтегаз, энергетика) существуют решения от компании «Прософт-Системы». Они программируются в среде Astra.IDE, которая также основана на ядре CODESYS, что позволяет специалистам легко мигрировать между простыми и сложными системами без переучивания.
7. Рентген для кода: Отладка
Написать код — это 20% работы. 80% времени уходит на то, чтобы понять, почему он работает не так, как вы задумали. И здесь CODESYS 3.5 предоставляет инструменты, которым позавидуют многие IT-разработчики.
- Режим эмуляции: Вам не нужен контроллер, чтобы начать. Встроенный SoftPLC запускает ваш код прямо на процессоре вашего ПК. Вы можете протестировать логику, сидя в самолете.
- Онлайн-мониторинг: Подключившись к ПЛК, вы видите значения всех переменных прямо в тексте программы в реальном времени (они подсвечиваются синим).
- Trace (Трассировка): Это встроенный многоканальный цифровой осциллограф. Вы выбираете любые переменные, и система пишет их значения с частотой цикла контроллера (например, каждую 1 миллисекунду). Это незаменимо при настройке ПИД-регуляторов или поиске «плавающих» ошибок, которые случаются раз в час и не видны глазом.
- Точки останова (Breakpoints): Да, вы можете поставить паузу в работе завода (лучше делать это только на столе!) и выполнить код пошагово, строчка за строчкой, проверяя состояние памяти.
Итог
CODESYS 3.5 перестал быть просто «программой для ПЛК». Это экосистема, которая стирает грань между миром IT и миром гаек и моторов. Она привносит в консервативную среду автоматизации современные практики: контроль версий, модульное тестирование, объектно-ориентированный дизайн.
Для инженера знание CODESYS 3.5 — это универсальная валюта на рынке труда. Неважно, с каким «железом» вам придется столкнуться завтра — будь то российский ОВЕН, немецкий WAGO или китайский клон. Если там стоит CODESYS, вы сможете вдохнуть в него жизнь. Это и есть свобода технического творчества, которую дарит открытый стандарт.
А вы уже перешли на версию 3.5 или держите оборону на 2.3? Какие контроллеры на CODESYS используете в работе? Пишите в комментариях, обсудим! И не забудьте подписаться на «Изнанку автоматизации» — здесь говорят правду о заводах.
Автор: Дмитрий Михилев, инженер АСУ ТП
#CODESYS #ПЛК #Автоматизация #МЭК61131-3 #Промышленность40 #ОВЕН #Визуализация #ОПП #Modbus #IndustrialIoT