Visualisieren mit CodesysWhitepaper

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Visualisieren mit CodesysDieses Whitepaper beinhaltet Beiträge, in denen beschriebenwird, wie mit der Engineeringsoftware Codesys Visualisie-rungsprojekte realisiert werden. Es wird ein Einblick in diegrundlegende Philosophie gegeben und es werden Grund-lagen zur Codesys-Visualisierung vermittelt.

Teil 01: Interview: Integration als Entscheidungskriterium ...............................03

Teil 02: Programmierung und Visualisierung ....................................................06

Teil 03: Codesys-Visualisierung im Einsatz ..........................................................10

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Herr Hess, das IEC61131-3 Programmiersystem Code-sys aus Ihrem Haus ist mittlerweile sehr weit verbreitet.Was weniger bekannt ist: Sie bieten mit Codesys aucheine Visualisierung an. Wie kommen Sie als IEC61131-3Software-Anbieter dazu?Hess: Bereits mit Codesys V1.x haben wir eine einfache Visuali-sierung integriert. Mit Input von Pilot-Kunden konnten wir dieAnwendungsvorteile einer steuerungsnahen Visualisierung imLauf der Entwicklung von Codesys sukzessive ausbauen. Mitt-lerweile haben viele Hersteller und Anwender von Automatisie-rungsgeräten diese Vorteile erkannt und setzen bewusst aufeine integrierte Lösung.

Bild 1: Dieter Hess: “Viele Hersteller und Anwender haben die Vorteile erkannt und setzen auf eine integrierte Lösung.”

Die Visualisierung ist bei dem weitverbreiteten Engineering Tool Codesys ein fester Bestandteil des Frameworks.In der Öffentlichkeit scheint es aber eher ein Mauerblümchendasein zu fristen. Für uns ein Grund dafür, einemehrteilige Serie zum Thema zu starten. Teil 1 ist ein Interview mit dem Geschäftsführer Dieter Hess zu den Hin-tergründen der Codesys-Visualisierung.

Visualisieren mit Codesys − Serie Teil 1

Integration als Entscheidungskriterium

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Wie Sie bereits angedeutet haben, wird Ihr System imGegensatz zu den meisten, am Markt erhältlichen Visua-lisierungstools als integrierte Lösung angeboten. Wiestellt sich die Integration in Codesys technisch dar?Hess: Die Integration spielt sich auf zwei Ebenen ab: Zumeinen befinden sich der Visualisierungseditor sowie sämtlicheKonfigurationsmöglichkeiten nahtlos im IEC61131-3 Program-

miersystem. So kann der Steuerungsprogrammierer neben derApplikationserstellung recht einfach Bedienoberflächen fürTest oder Inbetriebnahme erzeugen. Und zwar mit Dialogen,Eingabehilfen und Variablenlisten, die er auch von der Pro-grammierung her kennt. Der zweite Aspekt der Integrationspielt sich auf den Anzeigegeräten ab: die erzeugten Visuali-sierungsmasken können z.B. mit der Codesys TargetVisu direktauf der Steuerung dargestellt werden, sofern die entspre-chende Option sowie ein Display in der SPS verfügbar ist. Leis-tungsfähige Panel-Steuerungen können heute somit dieklassische Aufteilung zwischen Steuerung und Bediengerätüberflüssig machen und Kosten einsparen.

Welche Vor- und Nachteile ergeben sich aufgrund derIntegration?Hess: Ich beginne mal mit dem Nachteil: Ist eine Steuerung miteiner anspruchsvollen SPS-Applikation ohnehin schon ausgelas-tet, dann kann die zusätzlich integrierte Visualisierung die Leis-tungsgrenze des Geräts sprengen. In diesem Fall kann bzw.

muss der Anwender die Visualisierung ganz klassisch auf einemabgesetzten Panel laufen lassen. Andererseits drängt es sich ge-radezu auf, dass die Leistungsreserven aktueller Panel-Steue-rungen mit der Abarbeitung der Visualisierung genutzt werden.Im Gegensatz dazu stehen viele Vorteile: zunächst natürlich dervollständige Leistungsumfang eines modernen Entwicklungs-systems inklusive Visualisierungseditor. Für die Vor- oder Nach-verarbeitung der Visualisierung stehen in klassischen

Visualisierungssystemen meist integrierte Skript-Engineszur Verfügung. Dagegen kann der Codesys-An-

wender solche Kalkulationen mit den Mit-teln der IEC61131-3 ausprogrammierenund in Echtzeit auf der Steuerung rechnen

lassen. Alternativ bzw. zusätzlich können Rechen-operationen auf einem abgesetzten Anzeigegerät realisiert wer-den. Aufgrund der nahtlosen Integration nutzen vieleAnwender die Visualisierung zur grafischen Applikationssteue-rung für Tests und Inbetriebnahme. Ein Beispiel dafür sind dieVisualisierungstemplates für unsere Bewegungs-steuerung. Der Anwender übergibt eine Funk-tionsbaustein-Instanz an solch ein Visu-Templateund kann damit den zugehörigen PLCopen-Motion-Baustein mit minimalem Programmieraufwand verwenden,um Motoren oder komplexe Verfahrbewegungen anzusteuern.Eine so erstellte Grundfunktionalität kann mit etwas grafischemGespür sehr einfach zu hochwertigen Visualisierungen aufbe-reitet werden. Weitere nennenswerte Anwendungsvorteile: Eineinziger Variablenraum für Steuerung und Visualisierung machtTag-Listen überflüssig. Oder die Möglichkeit, Visualisierungenüber sogenannte Interfaces objektorientiert einzusetzen. Hinzukommen Vorteile für die Hersteller von Automatisierungsgerä-ten. Sie können ihre programmierbaren Geräte relativ einfachum eine integrierte Bedienmöglichkeit erweitern und benötigen

dafür keine zusätzliche Projektierungssoftware. AbstrahierteGeräte-Treiber für die Visualisierung sind aufgrund der Integra-tion überflüssig − man bewegt sich innerhalb eines Systems.

In welchen Bereichen wird die Codesys Visualisierungreal in Applikationen eingesetzt?Hess: Überall dort, wo Codesys auch als Programmiertool er-folgreich ist. Das heißt, in allen Bereichen der Fabrikautomationzur Bedienung und Überwachung von Produktionsprozessen.Neben vielen anderen z.B. in Holzbearbeitungsmaschinen vonHomag oder CNC-Maschinen mit NUM-Steuerung. Ein weitereswichtiges Einsatzfeld für die Codesys Visualisierung sind mobileArbeitsmaschinen. So werden Maschinen im Straßen- und Berg-bau, in der Landwirtschaft und der Lagerlogistik damit bedient.Sogar im AGV, dem neuen französischen Hochgeschwindig-keitszug, kommt die Codesys Visualisierung beim Fahrerdisplayzum Einsatz. Ein großes Wachstumsfeld sehen wir darüber hi-naus in der Gebäudeautomatisierung oder bei Energieanlagen.

Branchenübergreifend wird die Codesys Visualisierung in vielenSteuerungsapplikationen zur Diagnose des Maschinenzustandssowie zur Fehlersuche verwendet.

Welche strategische Bedeutung hat die Codesys Vi-sualisierung für 3S-Smart Software Solutions?Hess: Eine sehr hohe! Wie eingangs erwähnt ist die Integrationeiner leistungsfähigen Visualisierung für einen großen Teil un-serer Kunden ein wichtiges Entscheidungskriterium. Deswe-

„Seit einigen Jahren arbeitet ein eigenes Team an der Weiterentwicklung

der integrierten Visualisierung.“

„Abstrahierte Geräte-Treiber für die Visualisierung sind aufgrund der Integration überflüssig −

man bewegt sich innerhalb eines Systems.”

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gen arbeitet bereits seit einigen Jahren ein eigenes Team ander Weiterentwicklung der integrierten Visualisierung. EinSchwerpunkt ist dabei der ‘Unterbau’, sprich die Einsetzbarkeitauf unterschiedlichen Geräten. So laufen mit Codesys erstellteVisualisierungen auf nahezu allen erdenklichen Plattformen,wie z.B. auf intelligenten Feldbus-Geräten mit Mehrzeilen-Dis-play als Framebuffer-Lösung, auf Panel-Steuerung mit Touch-Terminals unter Windows CE oder Linux, auf High-End-Industrie-PCs, aber auch auf Web-Browsern von PCs, Tabletsund sogar Smartphones. Der andere Entwicklungsschwer-

punkt unseres Visu-Teams ist der Ausbau der Funktionalität.Der Pool an Visualisierungselementen wird ebenso ständig er-weitert wie die Komfortfunktionen zur Verwendung und Be-dienung, wie z.B. Benutzer- und Alarmverwaltung sowie dieUmschaltung der Optik mit Hilfe von Visualisierungsprofilen.In dieser Richtung haben wir noch viele Ideen und Kundenfor-derungen, sodass man für die Codesys Visualisierung auchkünftig interessante Neuerungen erwarten darf.

Apropos Komfort-Funktionen: Multitouch, Gesten-und Sprachsteuerung sind heute auf Smartphones undTablets Stand der Technik. Sehen Sie diesbezüglichen An-fragen von Ihren Industriekunden? Wie wird sich dasThema Ihrer Meinung nach weiter entwickeln?Hess: In der Tat bestehen Anfragen. Auf der sps ipc drives 2013werden wir erste Ergebnisse zur Gestensteuerung von CodesysVisualisierungen als Sneak-Preview zeigen. Einige bekannte Ges-ten, wie z.B. das Aufzoomen von Bildern und Visualisierungen

oder das Wischen von Visualisierungsseiten zur Navigation wer-den sich sicherlich bald in der Automatisierung von Maschinenund Anlagen etablieren. Allerdings müssen bei der AnwendungSicherheitsaspekte berücksichtigt werden, die so im Consumer-Bereich keine Rolle spielen.

Herzlichen Dank für die Ausführung. Die technischenDetails der Codesys Visualisierung werden wir uns dannja in den nächsten Ausgaben des SPS-MAGAZINs genaueransehen.

www.codesys.com

„Auf der sps ipc drives 2013 werden wir erste Ergebnisse zur Gestensteuerung von Codesys

Visualisierungen als Sneak-Preview zeigen.”

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Die Integration eines modernen Visualisierungseditors imSPS-Programmiersystem Codesys bietet zahlreiche Vor-teile. Der SPS-Programmierer wird dadurch in die Lage

versetzt, neben der Entwicklung der Steuerungsapplikation ein-fache Bedienoberflächen zu erzeugen. Mithilfe dieser Visuali-sierungen kann er dann direkt im Codesys-Development-System bereits während der Entwicklung Abhän-gigkeiten und Reaktionen seines Applikationsprogramms gra-fisch darstellen und damit schneller erfassen. Zudem kann dieVisualisierung dabei helfen, Entwicklung und Applikationstestszu vereinfachen. Was am Büroarbeitsplatz bereits hilfreich ist,wird bei der Inbetriebnahme an der Maschine doppelt wertvoll:entsprechend aufbereitete Bildschirmmasken lassen Service-techniker oder Inbetriebnahme-Ingenieure den Quellcode oderVariablenwerte im Online-Betrieb leichter überblicken. Die Ei-genschaften der Maschine oder Anlage können in einer einzi-gen Oberfläche vor Ort geprüft und mit dem Programmier-system optimiert werden. Diese Möglichkeit wird von sehr vie-len Anwendern genutzt. Die Ablage von Visualisierungsobjek-ten und IEC61131-3-Programmbausteinen kann dabeigemeinsam im Versionsverwaltungssystem Subversion erfol-gen. Somit haben mehrere Anwender Zugriff zum gleichen Pro-jekt, ohne sich in die Quere zu kommen. Darüber hinaus ist esmöglich, Visualisierungsobjekte in Programmbibliotheken zu

Bild 1: Codesys integriert die Visualisierung in die Engineeringsoftware, sodass Programmierung und Visualisierung eine Einheit bilden.

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Im SPS-Magazin 11/2013 hat Dieter Hess von 3S-Smart Software Solutions Hintergründe und Bedeutung der Codesys-Visualisierung skizziert. Im vorliegenden Artikel werden technische Eigenschaften des Systems erläutert.

Programmierung und Visualisierung im IEC61131-3 System Codesys - Teil 2In einer Tasche

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hinterlegen, z.B. um Funktionscode mit zugehörigen Visuali-sierungen bedienen zu können. Der Anwender definiert dannden Zugriff von Visualisierungselementen auf Programmvaria-blen dynamisch über einen Schnittstellen-Editor. Somit stehtein und dieselbe Visualisierung z.B. für unterschiedliche FB-In-

stanzen zur Mehrfachverwendung im Projekt bereit. Python-Skripte, die innerhalb von Codesys zur Automatisierung vonwiederkehrenden Aufgaben ausgeführt werden können, ste-hen natürlich ebenso zur Verwendung für die Visualisierungbereit, z.B. um Visualisierungsobjekte zu importieren oder

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Bild 2: Der Editor für die Codesys-Visualisierung ist mit allen Eigenschaften vollständig im IEC61131-3 Programmiersystem enthalten.

sogar automatisiert zu erzeugen. Dabei beschränkt sich derFunktionsumfang des Visualisierungssystems nicht auf die ein-fache Darstellung von Variablenwerten. So stehen in der Ober-fläche Visualisierungselemente unterschiedlicher Komplexitätzur Verfügung, die mit wenigen Mausklicks mit Variablen ver-bunden werden können. Zusätzlich können Bitmaps und Vek-torgrafiken im SVG-Format eingebunden, miteinanderkombiniert und animiert werden. Wie in anderen abgesetztenSystemen verfügt die Codesys-Visualisierung über eine eigen-ständige Benutzerverwaltung für die Bedienmasken und -ele-mente, kann Trend-Informationen von Variablen darstellen undaufzeichnen sowie verschiedene Sprachinformationen hinter-legen. Auch Alarme können in einem ausgereiften Konzept ausden Daten der Steuerung konfiguriert, angezeigt und verwaltetwerden. Aufgrund der Offenheit des IEC61131-3- Program-miersystems für die Anbindung an andere Systeme, z.B. durchden mitgelieferten OPC-Server oder eine schlanke Schnittstellefür die Anbindung von 3rd-Party-Systemen, bleiben Anwenderund Gerätehersteller jedoch jederzeit frei in ihrer Entscheidungfür die eingesetzte Visualisierung.

Steuerung und Bediengerät verschmelzen

Der nächste Schritt ist logisch: Wenn bereits Visualisierungenexistieren, können diese nach einer optischen Aufbereitungzur Maschinenbedienung weiterverwendet werden. Dafür bie-tet Codesys die klassische Darstellungsvariante für Industrie-PCs. Das heißt, die erstellten Visualisierungen können in einereigenständigen Darstellungsvariante unter MS Windows oderanderen Betriebssystemen wie z.B. Linux oder VxWorks ver-wendet werden. Natürlich kann der Anwender frei entschei-den, ob er den IPC zusätzlich mit einer SoftSPS ausstattet oderfür andere Aufgaben einsetzt. Aber dabei hört der Integrati-

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onsgrad des Systems nicht auf: Mit der TargetVisu steht Gerä-teherstellern eine Darstellungsvariante direkt auf deren Steue-rung zur Verfügung. Voraussetzung dafür ist ein eingebautesoder angeschlossenes Display auf der Steuerung sowie eineErweiterung des Control Laufzeitsystems auf dem Gerät. Zahl-reiche Anbieter haben den Funktionsumfang ihrer Produktedurch die TargetVisu bereits ausgebaut: Aus reinen Bedienpa-nels oder Kompaktsteuerungen mit Display werden damit Pa-nelsteuerungen. Diese Kombination ist ideal fürmaschinennahe Bedienstrukturen – sowohl die Projektierungder Steuerung und der Visualisierung, als auch deren Abarbei-tung erfolgt auf dem jeweils gleichen System. Welche Schrittesind erforderlich, um ein Gerät mit der TargetVisu auszustat-

ten? Zunächst einmal muss der Gerätehersteller das ControlLaufzeitsystem auf seinem Gerät implementieren. Dazu erhälter im Rahmen eines Runtime Toolkits (SDK) die erforderlichenQuell- und Objektdateien sowie ein Integrationshandbuch,und kann das Laufzeitsystem dann mit Hilfe eines Projektin-genieurs von 3S-Smart Software Solutions an seine Hardwareanpassen. Entscheidet er sich für die Funktionalität der Target-Visu, so muss er zusätzliche Komponenten in das Laufzeitsys-tem einbinden und für sein Display konfigurieren. DieseKomponenten werden ihm als Produkterweiterung zur Verfü-gung gestellt. Für die vielen Systeme mit verfügbaren Stan-dard-Grafikbibliotheken wie z.B. Windows API oder Qt istdamit die Arbeit erledigt, weil dafür entsprechende Treiber zur

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Bild 3: Verschiedene Darstellungsvarianten für die Codesys-Visualisierung

Verfügung stehen. Die Ausführung der Grafikbefehle über-nehmen diese Bibliotheken, im Fall von Qt z.B. durch Metho-den wie drawImage, drawRect, rotate etc., die von Klassenwie QPainter oder QImage zur Verfügung gestellt werden. Diezusätzlichen Laufzeitsystem-Komponenten kümmern sichdann um die korrekte Darstellung auf diesen Grafiksystemen.Für sehr kleine Geräte oder solche mit speziellen Anzeigesys-temen werden im Rahmen des SDKs weitere Lösungen ange-boten, z.B. durch Schreiben der Grafikinformationen in einenFramebuffer, der dann letztlich auf das Display geschriebenwird. Dem Gerätehersteller steht ein breites Spektrum anMöglichkeiten offen - somit reicht die Skalierbarkeit der Dar-stellungsvarianten für die Codesys-Visualisierung von Kleinst-Geräten mit Zeilendisplay bis hin zu klassischen HMI-Geräten.

Fernwartung und Tablet-Bedienung

Viele Produkte außerhalb der Automatisierungstechnik bietenWeb-Schnittstellen zur Konfiguration, Diagnose oder Bedienungan, z.B. PC-Drucker oder andere Geräte des täglichen Gebrauchs.Es liegt nah, für die Fernwartung und Ferndiagnose bis hin zurFernbedienung in der Automatisierungstechnik ebenfalls Web-technologien einzusetzen. Im Fall der Codesys WebVisu ist dabeider zusätzliche Ressourcen-Bedarf auf der Steuerung überschau-bar: lediglich ein schlanker Webserver sowie Komponenten zurAufbereitung der grafischen Information für den Webbrowsermüssen zusätzlich implementiert werden, beide liegen als Produkt-komponenten vor. Einmal vom Gerätehersteller auf der Steuerungimplementiert, können die im Development System erstellten Be-dienoberflächen auf das Gerät geladen und von dort aus per httpausgelesen werden. Die Darstellung der Visualisierungen erfolgtmittels HTLML5 und JavaScript auf allen üblichen Webbrowsern.Das hat den Vorteil, dass sie auf allen modernen Browsern iden-

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tisch dargestellt werden, gleichgültig ob auf PCs, Webpanels,Smartphones oder Tablets. Hierbei werden auch die Betriebssys-teme für Mobilgeräte unterstützt, wie iOS und Android. So kannz.B. ein Servicetechniker sich rund um eine größere Maschine be-wegen und sie mit einem Tablet-Computer für Diagnosezweckebedienen. Vorausgesetzt: die Zentralsteuerung ist mit WebVisuausgestattet und per WLAN mit dem Tablet verknüpft. Für Smart-Home- bzw. Building-Automation-Anwendungen drängt sichdiese Lösung geradezu auf: Wird ein Gebäude per Steuerung au-tomatisiert, so kann der Anwender, Besitzer oder Facility Manager,per Internet über den Webbrowser auf sämtliche von der Steue-rung erfassten Sensoren und Aktoren im Gebäude zugreifen undsie kontrollieren, wie z.B. Licht, Temperatur, Heizung, Verschattungetc. In allen Anwendungsfällen müssen jedoch die Forderungender IT-Sicherheit, wie z.B. Firewall, VPN-Nutzung, unbedingt be-rücksichtigt werden, sonst stehen Gebäude oder die Maschinebzw. Anlage für den unautorisierten Zugriff offen.

Neue Architektur

Der große Vorteil der Codesys-Visualisierung ist die einheitlicheDarstellung der erzeugten Bedienoberflächen auf allen Plattfor-men von einer einzigen Quelle. Das heißt, einmal erstellte Be-dienoberflächen können für die Applikationsentwicklung undInbetriebnahme direkt im Development System angezeigt undverwendet werden. Durch Verwendung eines geeigneten Ziel-geräts, sprich einer geeigneten Panelsteuerung und deren Kon-figuration, wird dieselbe Visualisierung auf dem Gerät angezeigt.Verfügt dieses Gerät außerdem über die Option WebVisu, sokann die gleiche Visualisierung wiederum auf einem Web-browser im Netzwerk der Steuerung angezeigt werden. Dazumüssen keine neuen Oberflächen entwickelt und an die Steue-rungsapplikation angebunden werden. Dafür wurde die interne

Struktur der Visualisierung mit der Einführung von Codesys V3generell überarbeitet. So wird die Funktionalität aller Visualisie-rungselemente in IEC61131-3-Code umgesetzt. Das heißt: AlleVisualisierungselemente werden direkt in Codesys entwickelt,z.B. in der Programmiersprache ST. Und die Entwicklung spezi-fischer Elemente ist jetzt für Gerätehersteller und Anwender aufBasis eines Software Developer Kits möglich. Letztendlich kannman damit Codesys mit Codesys erweitern. Bei der Verwendungübersetzt Codesys mit den integrierten Compilern den entspre-chenden Code zusammen mit der SPS-Applikation und führt ihnauf der Steuerung aus. Alle Zielgeräte verarbeiten die Visualisie-rung einheitlich – unabhängig von der Plattform.

Plattformunabhängigkeit

Die im Codesys-Development-System integrierte Visualisierungreduziert den Aufwand deutlich – sowohl bei der Projektierungals auch beim Hardware-Einsatz im Produktionsbetrieb einerMaschine oder Anlage. Aufgrund der Plattformunabhängigkeitdes Systems steht eine einmalig erstellte Visualisierung auf allenintelligenten Geräten identisch zur Verfügung. �

www.codesys.com

Autor: Dipl.-Ing. (FH) Roland Wagner, 3S-SmartSoftware Solutions GmbH,Head of Product Marketing

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Bild 1: Codesys integriert die Visualisierung in die Engineeringsoftware, sodass Programmierung und Visualisierung eine Einheit bilden.

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Um Bedienoberflächen mit der Codesys-Visualisierungzu erstellen, benötigt man nur das Development Sys-tem, das als Vollversion von der Webseite www.code-

sys.com heruntergeladen werden kann. Der grafische Editordafür ist vollständig in diesem SPS-Programmiersystem inte-griert. Für die Gestaltung der Oberflächen steht dem Anwen-der eine große Auswahl von einfachen und komplexenElementen zur Verfügung. So beinhaltet die Kategorie ‘Basis’wie bereits in V2.3 einfache Basiselemente wie z.B. Rechtecke,Ellipsen, Polygone und Kreissektoren. Unter Ausnutzung derneuen Konfigurationsmöglichkeiten des Tools können Varia-blenwerte der Steuerung sehr einfach und flexibel visualisiertwerden. Bereits die Elemente ‘Bilder’ und ‘Frames’ deuten an,dass für die Visualisierung viele weitere Möglichkeiten verfüg-bar sind. So können Elemente oder komplette Bilder in einemexternen Design-Tool erzeugt und in Codesys importiert und

In den Heften 11 und 12/2013 des SPS-MAGAZINs wurden Hintergründe und grundlegende Eigenschaften der Co-desys-Visualisierung bereits vorgestellt. Und wie kann diese ganz praktisch eingesetzt werden? Der nachfolgendeArtikel gibt Antworten auf diese Frage.

Programmierung und Visualisierung im IEC61131-3-System Codesys − Teil 3Codesys-Visualisierung im Einsatz

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eingebunden werden. Außerdem können ganze Visualisie-rungsobjekte als Frames referenziert werden. In der Kategorie‘Allgemeine Steuerelemente’ steht eine ganze Reihe von Ele-menten zur Verfügung, wie z.B. Schaltflächen, Registersteu-erelemente, Schieberegler, Radiobuttons oder Checkboxen.Mit deren Hilfe kann der Anwender typische Dialoge und Ein-gabebildschirme schnell gestalten. In den Kategorien ‘Mess-geräte’ sowie ‘Lampen/Schalter/Bilder’ findet man diegängigen Balkenanzeigen, Zeigerinstrumente, Potenziometer,Histogramme sowie Schalter, Taster und Lampen. Für die Dar-stellung und Verwaltung von Alarmzuständen kann der Visua-lisierungsprojektierer auf die in Codesys integrierteAlarmverwaltung zugreifen. Das bedeutet, dass Alarmgruppenund -klassen im Rahmen des Steuerungsprojekts angelegt undkonfiguriert werden können. Innerhalb der Bedienoberflächeselbst integriert er dann die Alarme mithilfe konfigurierbarerAlarmtabellen. Damit kann er alle in Alarmklassen bzw. -grup-pen so in der Bedienstruktur verteilen, wie es für den späterenBediener am sinnvollsten ist. Weitere komplexe Visualisie-rungselemente nutzen den Vorteil der Integration ins SPS-Pro-grammiersystem noch mehr aus. So lassen sich Arrays imSPS-Code z.B. für die Übergabe von Produktionsprofilen inForm von Tabellen darstellen. U.a. für die Bedienung der inCodesys integrierten Bewegungssteuerung steht ein Elementzur Darstellung von CNC-Steuerungen zur Verfügung. Es zeigtdie CNC-Bewegungen in einem dreh-, schwenk- und zoom-baren Editor an und ermöglicht das Editieren des zugehörigenDIN66025-Codes (G-Code). Damit lassen sich Bedienoberflä-chen für klassische CNC-Anwendungen erzeugen. Speziell fürdie Überwachung und Diagnose der Applikation könnenTrace- und Histogramm-Elemente eingefügt werden, die denVerlauf von Variablen aufzeichnen und darstellen − wie esauch in der Programmieroberfläche möglich ist.

Bild 2: Vom einfachen Rechteck zur Digitalanzeige − mit wenigen Mausklicks in den Element-Eigenschaften konfiguriert; Zugriff auf die SPS-Va-riablen über die intelligente Eingabefunktion von Codesys

Bild 3: Mithilfe zahlreicher Visualisierungselemente lassen sich sehr schnell hochwertige Bedienoberflächen erzeugen.

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Eigene Visualisierungselemente

Zur Beschleunigung und Aufwertung können Anwender dieCodesys-Visualisierung durch eigene Sätze von Visualisierungs-elementen erweitern. Applikationsspezifische Elemente mitspeziellen Eigenschaften reduzieren den Projektierungsauf-wand pro Element deutlich und erweitern gleichzeitig derenFunktion gegenüber den Standardelementen. Auch hier zeigtsich der Nutzen der Integration: Denn zur Elemententwicklungist kein anderes Tool, sondern lediglich ein kostenpflichtigesToolkit für Codesys erforderlich. Neue Visualisierungselementewerden also innerhalb des SPS-Programmiersystems entwickeltund dann zur Oberfläche hinzugefügt. Sätze von solchen zu-sätzlichen Visualisierungselementen können als Codesys Packa-

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Bild 4: Alarmtabelle innerhalb der Codesys-Visualisierung

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Bild 5: CNC-Bedienung innerhalb einer Codesys-Visualisierung

ges zusammengefasst und weitergegeben werden. Mit dem Li-zenzierungsmechanismus auf Basis der CodeMeter-Technologievon Wibu können die Hersteller dieser Pakete ihre Elementegegen unautorisierten Zugriff schützen. Somit ist ein Vertriebvon Visualisierungspaketen möglich, ohne dass eigenes Know-how verloren geht − z.B. über den Codesys Store.

Animation der Visualisierungselemente

Eines haben alle Visualisierungselemente in Codesys gemein-sam: Sie können sehr einfach mit den Variablen des SPS-Pro-gramms verknüpft und damit animiert werden. Ist einElement angewählt, so stehen allgemeine und spezifische Pa-rameter im Eigenschaftsfenster zur Verknüpfung mit den SPS-Variablen der Maschine oder Anlage bereit. Nachdem mansich in einer einheitlichen Oberfläche bewegt, steht dazu diegesamte Infrastruktur des Programmiersystems zur Verfü-gung, z.B. die Eingabehilfe oder die intelligente Eingabefunk-tion. Ein Import von Variablenlisten oder ein Abgleichen vonTag-Listen ist nicht erforderlich.

Visualisierungsstile − Optik schnell anpassen

Damit die grafische Gestaltung einheitlich und durchgängigumgesetzt werden kann, unterstützt Codesys sogenannte Vi-sualisierungsstile. Ein Stil ist ein Satz von grafischen Festle-gungen bezüglich verwendeter Farben, Formen und Mustern.Für die bequeme Bearbeitung des Stils wird ein komfortablerEditor mit Codesys installiert. Konfiguriert der Anwender einElement für seine Bedienoberfläche mit Farb-Parametern, sokann er sich zwar frei im Farbraum bewegen, greift aber aufdie Bezeichner der im Stil definierten Standardfarben zu, umdie Konventionen des Stils zu nutzen. So z.B. auf die Stan-

dard-Hintergrundfarbe oder die Alarmfarbe statt auf RGB-Farbwerte. Der konkrete Farbwert für diese Bezeichner ist imStil hinterlegt. Beim Umschalten auf einen anderen Stil, bei-spielsweise zur Anpassung an die Firmenfarben des Endkun-den oder für geänderte Umgebungsbedingungen, werdenalle geänderten Standardwerte für die Visualisierung über-nommen. Die einzelnen Elemente müssen nicht noch einmalangefasst werden.

Weiter gedacht

Apropos Umschalten: Spannend für die Projektierung von Be-dienoberflächen wird es, wenn die visualisierte Maschine oderAnlage in andere Länder exportiert wird. Zur einfachen Über-setzung der erforderlichen Visualisierungstexte werden sie in

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Bild 6: Style-Editor für Visualisierungsstile (links) sowie Stilumschaltung im Codesys Visualization Manager (rechts)

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Bild 7: Konfiguration von Anwendergruppen im Visualization Manager

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Textlisten hinterlegt. So können sie bequem in Standard-Da-teiformate exportiert, von Dritten extern übersetzt und dannsamt Übersetzung wieder zurück in Codesys importiert wer-den. Für die Übersetzung ist somit keine Entwicklungsober-fläche erforderlich. Die Sprachumschaltung in derBedienoberfläche kann vom Anwender mit den Standard-Vi-sualisierungselementen an beliebiger Stelle realisiert werden.Neben der Sprache sind unterschiedliche physikalische Einhei-ten eine weitere Herausforderung beim Produktionsbetrieb inanderen Ländern. Zwar können die Variablenzuordnungen zuden Visualisierungselementen innerhalb der Parametrierungmit mathematischen Ausdrücken belegt werden. Damit ist diereine Anzeige von geänderten Einheiten bereits realisierbar.Wenn jedoch eine Eingabe erforderlich ist, bietet sich die Ein-heitenumrechnung an. Als neuer Objekttyp steht die Einhei-tenumrechnung unabhängig von der Visualisierung inCodesys bereit und kann zur Konvertierung von Einheitenauch innerhalb des IEC61131-3-Programmcodes verwendetwerden. Bei der Zuordnung eines Anzeigefelds in der Visuali-sierung zu einer SPS-Variablen kann der Anwender die bereitsdefinierte Einheitenumrechnung verwenden und diese mit derSprachumschaltung verknüpfen. Damit werden alle Ein- undAusgabewerte automatisch richtig in der neuen Einheit an-gezeigt bzw. von der neuen Einheit in die bestehende umge-rechnet. Nicht jeder Bediener einer Maschine oder Anlage sollalle Zugriffsfunktionen haben. Mit dem User Managementder Codesys-Visualisierung kann bei der Projektierung festge-legt werden, welche Bedienerseiten oder Visualisierungsele-mente für welchen Anwender zugreifbar sind. Für dieAuthentifizierung des Anwenders kann der Projektierer inner-halb der Oberfläche entsprechende Verwaltungsfunktionenfür den Maschinenbediener vorsehen, z.B. zum Einloggen,Ändern, Anlegen oder Löschen von Benutzern.

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Fazit

Die Integration der Visualisierung in Codesys bringt viele An-wendungsvorteile bei maximaler Funktionalität mit sich. So er-stellen Projektierer mit dem Codesys Development System ganzkomfortabel praxisgerechte Bedienoberflächen und könnendazu auf viele verfügbare Elemente und Eigenschaften des Sys-tems zugreifen. Mit der Möglichkeit, den Pool an verfügbarenElementen in der gleichen Oberfläche zu erweitern, bietet dieCodesys-Visualisierung maßgeschneiderte Lösungen für ganzunterschiedliche Anwendungsgebiete. Die erstellten Bedien-oberflächen können direkt im SPS-Programmiersystem, auf ab-gesetzten PCs, auf dem Display der Steuerung und per HTML5in beliebigen Web-Browsern eingesetzt werden − und das mitnur einer einzigen Quelldatei. �

www.codesys.com

Bild 8: Komplexe Maschinenvisualisierung realisiert mit Codesys

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Autor: Dipl.-Ing. (FH) Ro-land Wagner, Leiter Pro-dukt Marketing, 3S-SmartSoftware Solutions GmbH