德國(guó)科維軟件：真正的IEC 61131編程軟件

德國(guó)科維軟件：真正的IEC 61131編程軟件 [摘 要] 德國(guó)科維軟件有限公司（KW-Software GmbH）以其IEC 61131 PLC編程工具M(jìn)ULTIPROG，IEC 61131 PLC控制引擎ProConOS，以及易于使用的機(jī)器可視化系統(tǒng)ProVisIT等產(chǎn)品，而成為全球自動(dòng)化領(lǐng)域具有領(lǐng)導(dǎo)地位的創(chuàng)新立異的公司。德國(guó)科維軟件通過(guò)向自動(dòng)化解決方案供應(yīng)商提供自動(dòng)化軟件產(chǎn)品和技術(shù)，而成為他們的系統(tǒng)合作伙伴。25年以來(lái)，德國(guó)科維軟件的上百個(gè)合作伙伴將無(wú)數(shù)的基于德國(guó)科維軟件的解決方案應(yīng)用于全球自動(dòng)化生產(chǎn)線的各個(gè)角落，每天都證明著德國(guó)科維軟件的高效與可靠。德國(guó)科維軟件帶領(lǐng)著眾多的合作伙伴銳意進(jìn)取、不斷創(chuàng)新，永遠(yuǎn)是第一個(gè)將最先進(jìn)的信息技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，常常為未來(lái)的應(yīng)用提供前瞻性的解決方案：如符合IEC 61508 SIL3的安全PLC編程工具SafePROG和控制引擎SafeOS以及用于對(duì)安全自動(dòng)控制設(shè)備(驅(qū)動(dòng)器、傳感器、繼電器)進(jìn)行參數(shù)化的SAFEGRID，集成了IEC 61131編程、機(jī)器可視化、現(xiàn)場(chǎng)總現(xiàn)配置和運(yùn)動(dòng)控制功能塊的綜合平臺(tái)MULTIPROG SUITE，基于.NET技術(shù)的可以集成客戶特有軟件組件的Automation Framework，可以用C#語(yǔ)言和IEC 61131語(yǔ)言編程的ProConOS embedded CLR… [關(guān)鍵詞] IEC 61131國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、編程工具、控制引擎、機(jī)器可視化、運(yùn)動(dòng)控制、.NET技術(shù)、軟件組件 德國(guó)科維軟件（KW-Software）公司概況 德國(guó)科維軟件(KW-Software)有限公司成立于1981年，總部位于德國(guó)雷蒙哥(Lemgo)，并在中國(guó)、日本和美國(guó)設(shè)有分支機(jī)構(gòu)。 德國(guó)科維軟件公司是第一個(gè)開(kāi)發(fā)符合IEC 61131國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的公司之一，是該標(biāo)準(zhǔn)的制定者之一，也是該標(biāo)準(zhǔn)歸口單位PLCopen國(guó)際組織的七個(gè)發(fā)起單位之一。這一點(diǎn)以及高度結(jié)構(gòu)化的先進(jìn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)使得德國(guó)科維軟件公司成為全球領(lǐng)先的自動(dòng)化系統(tǒng)的PLC軟件供應(yīng)商。 當(dāng)今，世界上有100多個(gè)知名的自動(dòng)控制產(chǎn)品制造商依靠德國(guó)科維軟件來(lái)控制其PLC、DCS、CNC、驅(qū)動(dòng)器和機(jī)器人等等。每一天，德國(guó)科維軟件產(chǎn)品都以數(shù)以萬(wàn)計(jì)的不同應(yīng)用案例證明其質(zhì)量，應(yīng)用領(lǐng)域幾乎遍及所有的工業(yè)領(lǐng)域，例如：汽車、采礦、印刷機(jī)械、工業(yè)機(jī)器人、沖壓、鋼鐵和化工等流程控制、渦輪機(jī)、包裝機(jī)械、火車、稱重技術(shù)和風(fēng)輪機(jī)等等。 德國(guó)科維軟件永遠(yuǎn)超前一步：創(chuàng)新和實(shí)現(xiàn)全球標(biāo)準(zhǔn)是德國(guó)科維軟件的宗旨和主要特點(diǎn)。MULTIPROG、ProConOS 以及 ProVisIT 等產(chǎn)品總是不斷地更新，并不斷地集成市場(chǎng)上最新、最有效的特征。 MULTIPROG - IEC 61131編程系統(tǒng) MULTIPROG (見(jiàn)圖1) 是一個(gè)可以適配和集成到任何控制系統(tǒng)并允許對(duì)客戶部分做個(gè)別修改的 IEC 61131 編程系統(tǒng)。因?yàn)橄到y(tǒng)支持所有5種IEC 61131-3語(yǔ)言，程序員可以根據(jù)自己的偏好或者程序的要求，選擇任何文本語(yǔ)言(IL和ST)或圖形語(yǔ)言(LD、FBD和SFC)，來(lái)完成它的工作任務(wù)。而且，LD、FBD和SFC等語(yǔ)言可以混合出現(xiàn)于同一工作單內(nèi)，并且，IL、LD和FBD等語(yǔ)言可以相互自由轉(zhuǎn)換。 除了這些IEC語(yǔ)言，MULTIPROG還支持編程語(yǔ)言MSFC(„Machine Sequential Function Chart“)，它是SFC語(yǔ)言的一個(gè)擴(kuò)展。它主要用于汽車工業(yè)，這里，它將復(fù)雜的診斷與容易使用結(jié)合了起來(lái)，從而極大地提高了設(shè)備的可用性。 MULTIPROG基于現(xiàn)代化的32位Windows技術(shù)，允許快捷方便的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)。許多用戶證實(shí)的特征，如：編輯向?qū)А⒔徊鎱⒖即翱?，使得?yīng)用程序的編制非常高效。 編輯向?qū)Оㄋ幸讯x數(shù)據(jù)類型、操作符、函數(shù)和功能塊，可以容易地將其插入到工作單中，只須在相應(yīng)的項(xiàng)上雙擊即可。它可用于所有的IEC語(yǔ)言編輯器。 交叉參考窗口提供了一個(gè)工程中所包含的所有數(shù)據(jù)的一個(gè)絕好總覽，例如：功能塊實(shí)例或者局部/全局變量，因此，允許快速的、面向I/O的程序生成。 文本編輯器同樣集成了一個(gè)最先進(jìn)的軟件所具備的所有特征：分割窗口允許同時(shí)查看一個(gè)程序的不同視圖或部分；語(yǔ)法加亮、拖放功能和智能感知特征極大地便利了文本語(yǔ)言的處理。 圖形編輯器支持基于網(wǎng)絡(luò)的編輯和自由編輯，保證了快速容易地生成任何種類的應(yīng)用程序。在自動(dòng)布線和拖放功能的幫助下，用戶可以得到創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)所需的全部支持。來(lái)自固件庫(kù)、用戶庫(kù)以及當(dāng)前工程中的函數(shù)和功能塊分別用明顯不同的顏色表示，使得瀏覽整個(gè)工程非常清楚，一目了然。最后一點(diǎn)，雙擊用戶自定義函數(shù)或功能塊將直接打開(kāi)相應(yīng)的代碼。 多種用戶界面隨意切換：MULTIPROG本身具有德文、英文、法文、簡(jiǎn)體(GB2312)和繁體(Big5)中文以及日文等語(yǔ)種的用戶界面和聯(lián)機(jī)幫助。工程注釋和文檔工作單等部分可以被導(dǎo)出、翻譯成任何國(guó)家語(yǔ)言、導(dǎo)回工程，這樣可以快速而容易地在一個(gè)工程中切換不同國(guó)家的語(yǔ)言。而且變量、POU和資源任務(wù)等都可以使用中文等各種不同的語(yǔ)言來(lái)命名。 豐富的調(diào)試功能：MULTIPROG支持全面的調(diào)試功能，例如：變量狀態(tài)、用能量流表示的地址狀態(tài)、聯(lián)機(jī)修改、強(qiáng)制/覆蓋變量、斷點(diǎn)、單步、跟蹤，以及用邏輯分析器記錄變量值。這種方式保證了任何時(shí)候都可以得到控制過(guò)程的一個(gè)清楚的總覽。變量可以通過(guò)其上下文菜單方便地插入到邏輯分析器和監(jiān)視窗口，并且因此可直接用于進(jìn)一步的處理，如：導(dǎo)入或?qū)С雠浞揭约斑壿嫹治銎髦械臄?shù)據(jù)。為了測(cè)試所產(chǎn)生的程序，一個(gè)PLC仿真程序可以由系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)。 ProConOS - IEC 61131 PLC 控制引擎 自從1990以來(lái)，PLC運(yùn)行系統(tǒng)ProConOS (Programmable Controller Operating System – 可編程控制器操作系統(tǒng)) 已經(jīng)開(kāi)始大量應(yīng)用。ProConOS基于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的多任務(wù)操作系統(tǒng)，支持搶占式多任務(wù)調(diào)度。它通過(guò)內(nèi)置的專用于不同CPU平臺(tái)的代碼生成模塊，保證了最快速的執(zhí)行時(shí)間。 強(qiáng)大的伸縮性和靈活性：因其極佳的模塊化設(shè)計(jì)，ProConOS允許最大的伸縮性和靈活性，硬件和軟件模塊可以很容易地集成到內(nèi)核。這里，ProConOS既可以具有一個(gè)高性能的獨(dú)立系統(tǒng)的功能，也可以作為其它控制系統(tǒng)的一部分，如：機(jī)器人控制系統(tǒng)或CNC等。ProConOS可以通過(guò)其I/O接口得以擴(kuò)展，從而可以與各種現(xiàn)場(chǎng)總線以及專用的I/O系統(tǒng)通訊。用C語(yǔ)言編寫(xiě)的用戶特有程序也可以集成到里面。ProConOS可用于許多不同的CPU和操作系統(tǒng)。 卓越的運(yùn)行效率和可靠性：經(jīng)過(guò)優(yōu)化編譯的本地代碼，使得IEC應(yīng)用程序可以具有納秒級(jí)的運(yùn)行效率。而且，16個(gè)優(yōu)先級(jí)結(jié)構(gòu)能夠保證搶占式多任務(wù)調(diào)度的框架里總有足夠的時(shí)間來(lái)處理控制系統(tǒng)與編程系統(tǒng)、OPC服務(wù)器以及調(diào)試等方面的通訊。 帶有硬實(shí)時(shí)的軟PLC：因?yàn)閃indows NT/2000/XP非常適合控制系統(tǒng)的編程，但是無(wú)法滿足控制程序執(zhí)行的要求，所以，德國(guó)科維軟件公司開(kāi)發(fā)了一個(gè)多任務(wù)微內(nèi)核。該內(nèi)核專門(mén)服務(wù)于ProConOS，因而絕佳地適合該系統(tǒng)。在系統(tǒng)引導(dǎo)過(guò)程中，ProConOS是以內(nèi)核模式的驅(qū)動(dòng)程序的形式加載的，對(duì)于用戶線程、鼠標(biāo)和硬盤(pán)等享有特權(quán)，因此，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)操作和可靠性得以保證。由于這種設(shè)計(jì)，ProConOS Win RT甚至可以在Windows發(fā)生藍(lán)屏的情況下仍舊繼續(xù)執(zhí)行。 ProVisIT – 易于使用的機(jī)器可視化系統(tǒng) ProVisIT是對(duì)于大型SCADA包的一個(gè)備選方案。大型SCADA包常常不適用于簡(jiǎn)單的機(jī)器可視化。ProVisIT使用戶可以直觀地創(chuàng)建可視化應(yīng)用。自如的圖形編輯器提供了不同的圖形對(duì)象、庫(kù)以及諸如復(fù)選框和組合框等Windows元素。它支持拖放、組合以及對(duì)齊對(duì)象等。可以為對(duì)象指派一個(gè)或多個(gè)動(dòng)態(tài)屬性，例如大小、位置、旋轉(zhuǎn)、改變顏色以及動(dòng)作等，動(dòng)作包括：定義用戶快捷鍵、跳轉(zhuǎn)到某個(gè)可視化頁(yè)面、設(shè)置變量值、執(zhí)行腳本等許多許多。ProVisIT是開(kāi)放的，便于通過(guò)VB腳本和ActiveX控件集成用戶的特有技術(shù)。與不同PLC的連接是由一個(gè)OPC客戶機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的。ProVisIT可用于不同的硬件和Windows平臺(tái)。同一個(gè)可視化工程既可以用于基于Windows NT/2000/XP的工業(yè)PC機(jī)，也可以用于基于Windows CE (ARM/Intel)的平板電腦，還可以用于諸如基于Pocked PC 2002的Compaq iPAQ等手持設(shè)備上。 完整的自動(dòng)化解決方案 我們可以用ProVisIT以及IEC 61131 編程系統(tǒng)MULTIPROG、IEC 61131 控制引擎 ProConOS和ProConOS OPC服務(wù)器開(kāi)發(fā)創(chuàng)新的全面集成的自動(dòng)化解決方案。每個(gè)可視化畫(huà)面都可以被插入到一個(gè)庫(kù)里面，并且可以作為一個(gè)可視化對(duì)象被重復(fù)使用?？梢酝ㄟ^(guò)ProConOS OPC服務(wù)器瀏覽某部分程序，這一功能允許將功能塊從IEC 61131程序直接關(guān)聯(lián)到一個(gè)可視化對(duì)象上面。結(jié)果，不再需要將每個(gè)單獨(dú)的OPC標(biāo)簽都賦給某個(gè)特定的畫(huà)面成分。 德國(guó)科維軟件產(chǎn)品在中國(guó)的應(yīng)用案例： ⑴ 北京華控技術(shù)有限責(zé)任公司的FCS 北京華控是一家專業(yè)從事現(xiàn)場(chǎng)總線和FCS (基于現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng))等自動(dòng)控制技術(shù)產(chǎn)品和項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)、制造與銷售的公司。經(jīng)過(guò)慎重的比較和選擇，北京華控決定與德國(guó)科維開(kāi)展長(zhǎng)期合作，將德國(guó)科維軟件提供的ProConOS和MULTIPROG等產(chǎn)品用作其基于ThreadX和ARM以及其自主研發(fā)的總線產(chǎn)品的新一代控制系統(tǒng)的控制核心和編程工具。這樣就進(jìn)一步提升了其控制系統(tǒng)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，必將為北京華控帶來(lái)更大的成功。 ⑵ 泓格科技(ICP DAS)股份有限公司的PAC 泓格科技是一家專注于工業(yè)數(shù)據(jù)采集和自動(dòng)化控制的專業(yè)公司, 其產(chǎn)品行銷全世界。經(jīng)過(guò)將近一年的評(píng)估和比較，泓格科技認(rèn)為德國(guó)科維軟件有限公司的產(chǎn)品有著杰出的性能和全球范圍的知名度，于是選購(gòu)了德國(guó)科維軟件的控制引擎ProConOS，IEC 61131編程工具M(jìn)ULTIPROG 和人機(jī)界面軟件ProVisIT，用于泓格科技的PAC (Programmable Automation Controller 可編程自動(dòng)化控制器) 產(chǎn)品系列中。使得這種融合了PLC和PC各自優(yōu)點(diǎn)的PAC如虎添翼，既具備PLC可靠、堅(jiān)固和易于使用等特性，又具備PC強(qiáng)大的計(jì)算能力、通信