SIMATIC WinAC ODK (Open Development Kit)

Integration spezieller Aufgaben

Beschreibung

PC-basierte Lösungen beinhalten in der Regel auch technologische Aufgaben, z.B. Bild-verarbeitung, Messwerterfassung, numerische Steuerungen. Die neue WinAC-Option
Open Development Kit (ODK) erlaubt über drei verschiedene Schnittstellen die flexible Nutzung aller Ressourcen des PCs aus dem Steuerungsprogramm heraus, um so die SPS-Funktionalität hochperformant zu erweitern. Dem Programmierer stehen dazu alle Betriebssystemfunktionen und Systemressourcen von Windows zur Verfügung – und damit auch der Zugriff auf externe Hard- und Softwarekomponenten.

Die Entwicklung einer ODK-Anwendung erfolgt mit einer Standard-Entwicklungsumgebung für C-/C -Programmierung, z.B. dem Microsoft Visual Developer's Studio.
Der Anwendungsentwickler verfügt damit über seine gewohnte, auf Windows-Anwendungen zugeschnittene Umgebung. Bei der Einbindung solcher Anwendungen ins Steuerungsprogramm von WinAC sind keine C -Programmierkenntnisse erforderlich.
Die ODK-Anwendungen können wie normale Systemfunktionen im STEP 7-Programm genutzt werden.

Aufbau und Funktion

WinAC ODK bietet drei Schnittstellen für folgende Anwendungen

  • Custom Code Extension Interface (CCX) zum Aufruf eigener Hochsprachen-Programme aus dem Steuerungsprogramm von WinAC

  • Shared Memory Extension Interface (SMX) zum schnellen Datenaustausch von WinAC mit Windows-Applikationen

  • Controller Management Interface (CMI) zur Integration der WinAC- Panel-Funktionalität in eine Windows-Applikation


Custom Code Extension Interface (CCX)
ODK beinhaltet einen Anwendungs-Wizard und eine Klassen-Bibliothek zur einfachen Programmierung in Microsoft Visual Studio. Das außerhalb von WinAC ablaufende Programm wird mit Visual C# – oder für Windows-Anwendungen mit Visual Basic oder Visual C# – erstellt und als DLL bzw. Real-Time-DLL generiert. Der Aufruf der DLL erfolgt mit Hilfe von drei Systemfunktionen (SFC 65001, 65002, 65003).
Das C-Programm kann auf drei verschiedene Arten ausgeführt werden:

  • Synchron, d.h. bearbeitet als Teil des SPS-Zyklus

  • Asynchron, d.h. vom SPS-Programm gestartet und im Hintergrund beendet

  • Kontinuierlich, d.h. parallel zum SPS-Programm bearbeitet


CCX- und SMX-Anwendungen können sowohl unter Windows als auch im von WinAC RTX verwendeten Echtzeitkern ausgeführt werden. Um Echtzeit-CCX-Anwendungen zu entwickeln, ist ein zusätzliches Tool vom Hersteller des Echtzeitkerns erforderlich.
Damit lassen sich vielfältige Anwendungen realisieren.
Beispiele dafür sind:

  • Anbindung von Feldbuskarten an WinAC

  • Integration von Robot-Control-Software in WinAC

  • Direkter Zugriff auf das Windows-Filesystem

  • Implementierung spezieller Kommunikationsprotokolle

  • Komplexe Berechnungen zur Steuerung der Qualität von Verpackungsfolien

Bedienoberfläche des Anwendungs-Wizards mit Klassen-Bibliothek und C -Programm

Das Custom Code Extension Interface (CCX) bietet den Aufruf von Hochsprachen-Programmen aus dem Steuerungsprogramm des WinAC SoftwareControllers

Shared Memory Extension Interface (SMX)
ODK unterstützt über SMX die Entwicklung von Applikationen, die einen Datenaustausch zwischen Windows-Anwendungen, z.B. Visual C und WinAC benötigen,
wie es u.a. bei Regelungs- oder Bildverarbeitungsaufgaben erforderlich ist.
Dieser Datenaustausch erfolgt besonders schnell über ein Dual Port RAM (DPR) bzw. Shared Memory, auf das sowohl das externe C -Programm als auch das zyklische Programm
zugreifen. ODK enthält Bibliotheken zum Lesen und Schreiben dieses DPR nach der Polling-Methode. Aus Sicht der WinAC stellt das DPR einen 4 kB großen E/A-Bereich dar, auf den mit Lade-/Transferbefehlen zugegriffen wird.
Beispiele für die Anwendung des SMX:

  • Anbindung von Motion Control Systemen

  • Anbindung von Systemen zur Messdatenerfassung und -analyse

  • Übertragung und Sicherung großer Mengen von Produktions- und Qualitätsdaten

  • Direkte, hochperformante Einbindung einer Auftragsdatenbank

Das Shared Memory Extension Interface (SMX) ermöglicht den Datenaustauschzwischen Software Controller und Microsoft-Anwendungen

Controller Management Interface (CMI)
Mit ODK kann die Funktion des WinAC-Panels in eine Windows-Applikation integriert werden (siehe Abbildung). Das CMI stellt dazu der Applikation folgende Funktionen des WinAC-Panels zur Verfügung:

  • Zustand der LEDs

  • Start und Stop der WinAC

  • Nachladen von Programmen
    Anwendungsbeispiele:

  • Integration des WinAC Panels in eine HMI-Applikation

  • Fernbedienung der WinAC

  • Implementierung spezifischer Nutzerrechte

Das Controller Management Interface (CMI) integriert die Funktion des WinACPanels in eine Windows-Applikation

WinAC Target

WinAC Target ist ein Tool zur vereinfachten Integration von MATLAB / Simulink Modellen in WinAC RTX.

In der Automatisierungstechnik wird bei der Entwicklung und Simulation komplexer Steuer- und Regelungsalgorithmen zunehmend MATLAB / Simulink, eine Software von MathWorks, eingesetzt.

Integration von MATLAB / Simulink Modellen mit WinAC Target

Mit MATLAB / Simulink lassen sich Prozesse und Steuerungsalgorithmen graphisch modellieren und simulieren. Mit Simulink können die Modelle in C / C++ Code übersetzt werden. Dieser Code kann dann in ein WinAC ODK Projekt eingebunden und per DLL / RTDLL aus dem S7-Programm aufgerufen und ausgeführt werden.
WinAC Target übernimmt die vollautomatisch Erstellung von SCL Quelle und DLL / RTDLL Datei. Die Codegenerierung kann direkt mit Simulink gestartet werden.

Einbinden von Simulink Modellen in WinAC RTX

Vorteile:

  • Einfache Integration von Simulink Modellen in WinAC RTX

  • External Mode von Simulink zum Beobachten von Simulink Modellen und Ändern von integrierten Modellparametern im laufenden Betrieb:

External Mode mit Simulink

  1. Graphische Onlineansicht des laufenden Prozesses

  2. Ändern von internen Modellparametern mit Simulink

  • Manipulieren von internen Modellparametern im Anwenderprogramm mit STEP 7.

Nutzen
WinAC Target bietet Ihnen insbesondere folgende Vorteile:

  • Kostenloser Download

  • Automatische Codierung in SCL Quelle und DLL / RTDLL Datei

  • Kein C / C++ Know-how erforderlich

  • Optimierter Arbeitsablauf zur Integration von Simulink Modellen in WinAC RTX

  • Effektive Inbetriebnahme und Diagnose mit Simulink und External Mode

  • Flexible Änderungsmöglichkeiten von internen Modellparametern im laufenden Betrieb mit STEP 7 Programm

Auf der Industry Online Support Homepage steht die WinAC Target Installation, ein ausführliches Beispielprojekt und Schritt-für-Schritt Anleitung zur Verfügung. Die Integration von MATLAB / Simulink Modellen mit STEP 7 V5.x oder V1x (TIA Portal) wird auf einem leistungsstarken SIMATIC IPC mit Soft-SPS WinAC RTX veranschaulicht. Der Download ist kostenlos.


Technische Daten

ODK-Programmiersprachen

Real-Time-Anwendung
CCX oder SMX

C/C

Windows-Anwendung
CCX, SMX oder CMI

C/C

Visual Basic

C#

Merkmale

WinAC ODK V4.2

Betriebssystem

Windows XP Professional SP2 und SP3

Benötigte Software

MS Visual Developer Studio V6.0,
.net 2003, 2005, 2008;
IntervalZero SDK
(passend zur Echtzeitkern-Version von WinAC RTX für Echtzeit-CCX- und SMX-Anwendungen)

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