Embedded – סביבת פיתוח משולבת המיועדת לכתיבה והפעלה של תכנות בקרה

המורכבות הגדלה והולכת של הדרישות מתוכנות האוטומציה והבקרה, מחייבת פלטפורמת תכנות ידידותית למשתמש הנמצאת בסביבת הייצור וזמינה לטכנאים ומהנדסי התהליך הנמצאים בשטח ולא רק עבור מהנדסי הבקרה. תכנת CODESYS שפותחה ע”י חברת S3 מגרמניה, מאפשרת לראשונה סביבת פיתוח מלאה הכוללת כתיבת לוגיקה בשפות תכנות גרפיות וטקסטואליות בהתאם לתקן 61131-3IEC, ליישומי בקרת תנועה מורכבים המחייבים תכנות בזמן אמת ויצירת ממשק גמיש ונוח למשתמש עם כלים מובנים.

התאימות המלאה של התוכנה עם הקוד הפתוח, לתקן 61131-3IEC, המהווה את הסטנדרט הבינלאומי כיום לכתיבת תוכנות בקרה באוטומציה תעשייתית, והשימוש בפרוטוקולי תקשורת פתוחה, מאפשרת פלטפורמת פיתוח חדשנית המועדפת בעיקר לבקרים במדחסים תעשייתיים, בשקילה תעשייתית, ובתכנות מינון בטכנולוגיות מתקדמות בתחום הרפואי. בנוסף בכל מקום בו שטח רצפת הייצור מוגבל, CODESYS  מציגה פתרונות קלים, זמינים ונגישים באמצעות הטמעת התוכנה בסביבת הייצור עצמה על כרטיסי הבקרה. באמצעות העברת יישומי אוטומציה שפותחו עבור פלטפורמות מסוימות לפלטפורמות חדשות מקנה CODESYS  למשתמשים רמת שימוש חוזר בתוכנה שלא היתה קיימת קודם לכן. בנוסף CODESYS משפרת את מהירות הפיתוח והיעילות ע”י היכולת לשלב בפרויקטים חדשים מודולים של תוכנה שפותחו עובר פרויקטים אחרים או ע”י מפתחים מצד שלישי.

התכנה מוטמעת כחלק אינטגרלי מכרטיסי הבקרה ומציעה אפשרויות תכנות נרחבות. ההטמעה נתמכת בכל סוגי ה – CPU  הנפוצים בשוק ומערכות ההפעלה הקיימות. כמו כן מתאפשרת הטמעה גם ללא מערכת הפעלה כלל. קוד המכונה שנוצר מקביל בתכונותיו למוצר הקומפיילרים של שפת  C ומבוצע על ידי המעבד במהלך ריצה בזמן אמת. CODESYS משלבת ניפוי מלא של באגים (טעויות תכנות) ואפשרויות מעקב לאורך כל הדרך לקבלת קוד מקומפל לביצוע – ללא כל צורך בהוספת כלים נוספים. המשתמשים יכולים לפתח את תכנת הבקרה עם CODESYS, להטמיע את התוכנה בכרטיסי הבקרה וגם להפעיל את המערכות הלכה למעשה. יצרני כרטיסי הבקרה יכולים להטמיע ממשק תכנות נוח כולל יכולת לצפות מראש את גובה ההוצאה הכלכלית הכרוכה בהטמעה זו.  יצרני כרטיסי בקרה וגם המשתמשים שלהם יכולים ליהנות משימוש בהוספות מובנות מעבר לחבילת הבסיס כגון תמיכה במגוון רחב של פרוטוקולי תקשורת וממשק משתמש המכיל אמצעי הדמיה מהמתקדמים ביותר.

CODESYS מורידה באופן משמעותי את זמן הפיתוח ואת רמת הסיכון לכל יישום מוטמע מתוחכם המוטמע בכרטיס בקרה. קיימים מבחר של יישומי CODESYS עבור Embedded Devices :

  • בקרי טמפרטורה ומתקני מיזוג אוויר
  • מערכות בדיקה
  • שליטה על מכונות באמצעות יישומים ספציפיים לכל מתקן
  • מאזניים תעשייתיים חכמים
  • תאורה אוטומטית / חימום אוטומטי / הצללה אוטומטית בבנייני משרדים
  • מערכות התראה על תקלות
  • מערכות שטיפת רכב
  • מכונות חקלאיות המפעילות יחידות תפעוליות המבוקרות באמצעות בקרי עבודה
  • דלתות חכמות לכניסת כלי רכב
  • מדחסים תעשייתיים ניידים
  • מכשירי בקרה למכונות לייצור מזון קומפקטי
  • מערכות חכמות להספקת חשמל
  • יחידות בקרה חכמות לניווט אוטומטי של יכטות
  • בקרים למנופים ולמכונות בנייה
  • בקרים ויחידות בקרה לייצור חשמל

  • CODESYS מהווה סביבת פיתוח משולבת מלאה (IDE), אשר כוללת את כל פונקציות התכנות, כמו גם פונקציות מקיפות לאיתור באגים ובדיקת קוד באופן שוטף באמצעות סימולטור מלא הכולל גרפים וסקופ. CODESYS מאפשרת פיתוח מוצרים חדשים כמו בקרת תנועה, מסכי הפעלה ובקרי בטיחות – הכל בסביבת פיתוח אחת ותוך תמיכה קלה במגוון סוגי התקשורות והתצוגות. שפות התכנות שלCODESYS (בין אם השפה הגרפית או השפה הטקסטואלית) מותאמות לסטנדרט IEC 61131-3 ומיועדות במיוחד לפיתוח תוכנה של יישומי בקרה בענפים שונים. הפרדה של תוכנת מערכת ותכנת היישום מובילה לכך שמפתחי היישום לא צריכים לדאוג לפונקציות המערכת. כך נותנת CODESYS בידי המפתחים מודולים מובנים שיטתיים לפיתוח האפליקציות ליישומים הנדרשים כמו למשל ל- UML ואוטומציה של בדיקות, או חיבור לכלים חיצוניים כמו ה  Apache Subversion® או Matlab / Simulink. CODESYS תומכת בארכיטקטורות המעבדים הנפוצים בתעשייה, באמצעות תכניות גיבוי מלאות, ומערכת Run-Time המתאימה לפלטפורמות מגוונות דוגמת Infineon C167 / Tricore, Arm/Cortex, PowerArchitecture, Renesas SH או Intel Atom/80×86.CODESYS תומכת בכל סוגי הליבות, המעבדים ומערכות ההפעלה של השרתים והמחשבים הנפוצים ביותר בתעשייה. ניהול רשתות תקשורת במערכת הבקרה כמו CAN  ו-EtherCat או MODEBUS , מבוצע ע”י הוספת הממשק כחלק סטנדרטי מסביבת הפיתוח. כך ניתן להפחית משמעותית את זמן העבודה מתחילת הפיתוח ועד לקבלת התוצאה הסופית בהשוואה לפיתוח עם שפת  C: קיצור זמני ביצוע שינויים מקוונים לשניות בודדות וללא צורך בהפעלה מחדש של האפליקציה.
  • יעילות תפעולית בקוד פתוח
    • ממשק תכנות נוח להפחתה דרסטית של זמן הפיתוח לכל יישום עם אלמנטים של שפת תכנות מונחית עצמים ואפשרויות ניפוי באגים בזמן אמת.
    • הורדת סיכוני הפיתוח באמצעות היצע רב של פונקציות שמוכנות מראש ונבדקו בצורה מלאה ולפיכך זמינות באופן מידי.
    • הסמכה של יישומי הבטיחות על פי תקן SIL2 ובהתאם לדרישות IEC 61508 קצרה באופן משמעותי בהשוואה לפיתוחים בשפת C.
    • ערכות מוכנות להערכת ביצועים של מודולים של חומרה ולפיתוח אבי טיפוס.
    • סביבת פיתוח חינמית עם אפשרויות דיאגנוסטיקה מקיפות.
    • סביבת פיתוח מקיפה לכתיבה ויישום תכניות, ממשק משתמש, חיבור לתקשורת ואבחון בעיות.

קהילה של מתכנתים השותפים למערכת והמכירים אותה, הזמינים לכל עזרה באמצעות שיתוף ידע.

אינטגרציה מלאה של מערכות אוטומציה

  • תמיכה במערכות העובדות עם הפרוטוקולים לרשתות מחשבים תעשייתיים fieldbus ובפרוטוקולים עצמם : מחולל תצורה משולבת למערכות  CANopen, EtherCAT,  IEC 61850, Modbus, BACnet וכו’
  • מודולי תקשורת של CODESYS ל CANopen, EtherCAT, Ethernet / IP, PROFINET, J1939 ,  IEC 61850 אשר ניתנות להתקנה בפלטפורמות שונות.
  • גישה בסיסית Raw-CAN לפרוטוקולים קנייניים בהם ניתן להשתמש כספריות מותאמות אישית.
  • פיתוח של ממשקי משתמש מעשיים: עריכה גרפית עם אלמנטים מודרניים של הדמיה המובנים בסביבת הפיתוח עצמה.
  • אפשרות להוספת עורך לכתיבת יישומים לבקרת תהליך בהתאם לתקן IEC 61850
  • ממשקי משתמש לבדיקות, הזמנת העבודה והפעלת עבודה על פלטפורמות שונות: ב IDE, על מחשב המרוחק ממקום הפיתוח, או ישירות בתצוגה במתקן המשולב עצמו.
  • ממשקי משתמש להפעלה מרחוק, לתחזוקה או לאבחון על ידי דפדפן אינטרנט עם HTML5: ניטור התפקוד מטאבלט או מטלפון חכם.
  • תקני תקשורת תעשייתית זמינים באופן מיידי: חילופי נתונים באמצעות תוכנת התיווך  OPC/OPC UA ללא עלויות יישום והתאמה.

לאחרונה השיקה חברת S3 את CODESYS V3.5 המציגה מודולים חדשים שמעצימים את השימוש בתוכנה ומקצרים את זמני הפיתוח באופן משמעותי. לדוגמא –   CODESYS Professional Developer Edition שמכיל כלים חשובים נוספים כמו:

  • שפת המודלים המשולבת  UML CODESYS המאפשרת ליצור ולהציג את מבנה התכנית על ידי תרשים התואם את סוג הפיתוח או את רצף הפונקציות של התכנית באמצעות תרשים המצבים שנוצר על ידי המכונה.
  • מערך הניתוח הסטטי של  CODESYS Static Analysis המאפשר לזהות מראש בעיות אפשריות בפונקציות שיצרת או לקבוע מדדים ליישום התוכנה.
  • CODESYS Profiler : אפשרות לנתח מהם זמני העיבוד עוד לפני הצבתה במערכת היעד (תוך כדי פיתוח).
  • CODESYS SVN : חיבור למערכת ניהול הגרסאות Apache Subversion® עם מאגר הפרויקטים המלא וניהול גרסאות ישירות ממבנה הפרויקט בכלי הפיתוח.

מנהל הטסטים של CODESYS  CODESYS Test Manager: לפיתוח אפליקציות המבוססות על מודל V : יצירה, ביצוע ותיעוד אוטומטי של המבחנים שנערכים למודול, ליחידה הפיזית, לאינטגרציה ולבדיקות רגרסיה במקרה של צורך לחזור לגרסה קודמת.

ממשק משתמש ידידותי לתפעול ופיקוח

CODESYS מציגה תכנת עריכה משולבת לחלוטין עבור ממשקי משתמש: תכנות של אפליקציות, הצגה גרפית של ממשק ההפעלה וממשק אבחון בכלי יחיד. שילוב של כתיבת תכנת קוד ו- CODESYS VISUALIZATION TOOLS  בכלי אחד מקנה יעילות ונוחות מרביים ע”י שימוש בקובץ מקור אחד. ממשק המשתמש ניתן לצפייה בפלטפורמות תצוגה שונות ישירות תוך כדי עבודה בסביבת הפיתוח של CODESYS לבדיקות ראשוניות, הרצה ואופטימיזציה:

  • CODESYS HMI- בעת שימוש במערכות קלאסיות לתפעול / לצפייה בנתונים / לפיקוח על מתקנים מרוחקים / במסופים
  • CODESYS TargetVisu-הרצה של ממשק משתמש על התקן משולב בבקר בתצוגה.

CODESYS WebVisu- לאבחון / הפעלה מרחוק / תחזוקה מרחוק דרך דפדפן האינטרנט של מחשבים / טאבלטים / טלפונים חכמים, ומגוון רחב של שירותים זמינים: ניהול התרעות ותקלות, ניהול משתמשים, סגנון נוח, שליטה בשפה ותמונה, שמירת נתונים ומידע, פעולה על ידי תקשורת גמישה, תמיכה במולטי-טאץ וכו ‘

ואולי יותר חשוב מהכל- כל משתמש בתוכנת CODESYS , שייך ומחובר לקהילת מפתחים המונה עשרות אלפים של מפתחים ברחבי העולם. שיתוף פעולה כזה הופך את CODESYS לבחירה הכלכלית הנכונה ביותר כיום בעולם המחייב שינויים תכופים וחסכון בעלויות. חברת S3 מאפשרת יכולת הוספה של פיצ’רים חינמיים באמצעות גישה חופשית לספריות של CODESYS  והורדת כלים נוספים ייעודיים מה – CODESYS STORE. CODESYS נחשבת לתוכנת הפתוחה היעילה והמתקדמת ביותר בתחום תכנות בקרים. בכך שהיא מאפשרת סביבת פיתוח אחידה למגוון רחב של בקרים, היא הפכה לתוכנה הפופולארית בקרב מאות חברות ובעיקר בקרב יצרני מכונות הנהנים מגמישות ההפעלה, איכות הבקרה וחסכון בעלויות. אין ספק שהיא תכנת הדור השלישי ליצרני המכונות.

לפרטים נוספים:

אסף דביר, מנהל ההנדסה בחברה “דור הנדסה”

קיבוץ עינת 03-9007595