CODESYS Engineering. Abb. 1: Entwicklungsprozesse

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1 Interweave News Oktober / 2015 Interweave GmbH Spielhölzli 14 CH-3800 Unterseen info@interweave.ch CODESYS Engineering Artikelübersicht: CODESYS Engineering 1 UML 1 SVN 2 Static Analysis 3 Profiler 4 Test Manager 4 Glossar 4 WEB-HMI 5 CODESYS steht für Controller Development System und ist eine Entwicklungsumgebung für Steuerungen. Mit den integrierten Tools der CODESYS Professional Developer Edition kann der Entwicklungsprozess optimiert und gleichzeitig die Performance und Qualität der Applikationen gesteigert werden. Im Vordergrund stehen Design, Source Code Management, Analyse, Optimierung und Testautomation. Wir haben die Tools mit Hilfe von Demolizenzen, die CODESYS zur Verfügung stellt getestet, die gesammelten Erkenntnisse dokumentiert und einen Erfahrungsbericht für jedes Plug-In verfasst. Abb. 1: Entwicklungsprozesse CODESYS UML Dieses Tool erweitert das Development System um das Klassendiagramm und das Zustandsdiagramm. Das Klassendiagramm bietet Entwurf und Darstellung von objektorientierten Projektstrukturen. Ein Klassendiagramm kann aus einer bestehenden Projektstruktur erzeugt werden, via Import- Funktion. Eine Projektstruktur kann aber auch neu durch ein Klassendiagramm aufgebaut werden. Durch Updates jeder Änderung sind das Projekt und das Diagramm immer konsistent. Das Zustandsdiagramm stellt eine grafische Sprache dar. Im Online-Modus wird das Zustandsdiagramm animiert, der Status des Ablaufs kann so jederzeit verfolgt werden. Im Gegensatz zum Klassendiagramm wird beim Kompilieren eines Zustandsdiagramms ausführbarer Applikationscode erzeugt. Erfahrung: Das Klassendiagramm ermöglicht uns eine einfache Übersicht über das erstellte Projekt. Neue Objekte im Klassendiagrammeditor werden automatisch auch im Gerätebaum eingefügt, was sich als sehr praktisch erweist. Im Klassendiagramm werden nur wichtige Informationen wie Programm, Funktionsbaustein, Funktion, Aktion, Methode, Schnittstelle, DUT und GVL angezeigt. Das Zustandsdiagramm wird anstelle eines CODESYS-Programms erstellt, d.h. das Diagramm ersetzt für uns den Strukturierten Text als Implementierungssprache. Das Zustandsdiagramm kann also als Spracherweiterung angesehen werden. Diese Eigenschaft ist aus unserer Sicht nur bedingt praxistauglich. Ein CODESYS-Programm, welches mit der Implementierungssprache "Zustandsdiagramm" erstellt wurde, kann ohne entsprechende Lizenz nicht mehr editiert oder gelesen werden und das Projekt lässt sich auch nicht mehr fehlerfrei kompilieren.

2 Interweave News Seite 2 von 5 "Entwicklungsprozesse optimieren und gleichzeitig die Performance und Qualität der Applikation steigern!" CODESYS UML Die Abbildung oben links zeigt die Projektstruktur zum Ausschnitt es Klassendiagramms (oben rechts) Rechts ist ein Ausschnitt eines Zustandsdiagramms abgebildet. CODESYS SVN CODESYS SVN CODESYS SVN ist eine integrierte Anbindung an das Versionsverwaltungstool Apache Subversion und gewährt folgende Features: Zentrale Ablage von Projekten in einer Datenbank Versionshistorie und Multi-User-Zugriff auf Objektebene Parallelentwicklung in Branches möglich Visuelle Vergleichsfunktion (Änderungsanzeige) in allen Spracheditoren Automatisches oder manuelles Zusammenführen von gleichzeitigen Änderungen verschiedener User am gleichen Objekt Nahtlose in CODESYS integrierte Bedienung, angelehnt an gängige Tools (z.b. Tortoise SVN)

3 Interweave News Seite 3 von 5 Erfahrung: Zur Versionierung der CODESYS -Projekte benötigen wir bereits Tortoise SVN. Dabei gehen wir wie folgt vor: Beim bearbeiteten Projekt wird 1-2 mal pro Tag, je nach Änderungen, ein SVN-Commit durchgeführt. Bei diesem Vorgang wird eine Projektversion erstellt. Mit dem Befehl "Save Revision to " kann die Projektversion zu einem späteren Zeitpunkt wieder abgeholt werden und z.b. mit einer anderen Version verglichen werden. Der Vergleich von zwei Projektversionen wird wiederum in CODESYS durchgeführt, ein entsprechender Befehl ist auch ohne SVN-Tool vorhanden. Beim SVN-Tool von CODESYS ist das Vorgehen ähnlich, Versionen können erstellt und später wieder erzeugt werden. Ein Nachteil gegenüber unserem Vorgehen mit SVN-Tortois ist, dass das Projekt nicht im für uns gewünschten Format auf SVN-Server hinterlegt ist. Das bedeutet, dass mit SVN-CODESYS lediglich svnobj erstellt werden, aber nicht das gesamte Projekt eingecheckt werden kann. Der Vergleich mit dem SVN-Plug-In unterscheidet sich nicht gross vom ursprünglichen CODESYS-Vergleich. Die Projekte werden einander gegenübergestellt, widersprüchliche Elemente, werden markiert und einzelne Teile können übernommen werden. Ein zusätzliches Feature und grosser Vorteil vom SVN-Tool ist allerdings, dass von Funktionsbausteinen o.ä. ältere Versionen einzeln verglichen und integriert werden können. Zudem ist die Anwendung durch die Overlay-Icons sehr komfortabel und übersichtlich. Praxistipp: Beim Vergleich und Zusammenfügen von Visualisierungselementen ist grosse Vorsicht geboten. Vor allem bei gruppierten Elementen sind Änderungen kaum nachzuvollziehen und einzelne Elemente (Unsichtbarkeit, Eingabe deaktivieren) könnten wegfallen. Daher wird empfohlen, möglichst keine Gruppierungen vorzunehmen. CODESYS Static Analysis Das Tool Static Analysis dient zur Prüfung des Quellcodes auf Basis von definierten Regeln zusätzlich zum Syntax-Check des Compilers. Dadurch können Hinweise auf potenzielle Entwicklungsprobleme aufgezeigt und Fehler können noch vor dem Test entdeckt und beseitigt werden. Dieses Feature verschafft uns eine hohe Zeitersparnis bei der Fehlersuche. Ein weiterer Vorteil ist, dass Fehler schon während der Programmierung vermieden werden können. Erfahrung: Das Static Analysis Tool stellt sehr viele Regeln zur Verfügung, die individuell implementiert werden können. Mögliche Regeln sind z.b.: Leere Anweisungen finden, Nicht verwendete Variablen, Mögliche Division durch Null usw. Wir TortoiseSVN ist eine einfach zu benutzende SCM / Versionskontroll- Software für Microsoft Windows CODESYS Static Analysis Abb. 5: Auswahl Regeln für Statische Analyse

4 Interweave News Seite 4 von 5 CODESYS Profiler können selber bestimmen, ob die implementierten Regeln als Fehler oder Warnung ausgegeben werden sollen. Regeln betreffend der Codegestaltung (ähnlich wie StyleCop in C#) fehlen hingegen. Solche Regeln würden das Lesen der Codes vereinfachen. Ausserdem bliebe das Projekt einheitlich geschrieben auch wenn mehrere Personen daran arbeiten. CODESYS Profiler Der CODESYS Profiler ermöglicht eine detaillierte Laufzeitsystem-Messung von Applikationstasks auf Bausteinebene. Dieses Tool hat folgenden Nutzen: Messung des zeitlichen Verhaltens des Maschinencodes bereits zu Beginn der Entwicklungsphase Rechtzeitiges Erkennen von Laufzeitproblemen Identifizierung von zeitintensiven Programmteilen Für die Messung keine Änderung des Applikationscodes durch den Anwender nötig Messung aller Bausteine der Applikation gleichzeitig Erkennung der Code-Effizienz durch Vergleich historischer und aktueller Messungen Erfahrung: In den Profiler-Einstellungen kann ein Task zur Auswertung gewählt werden. Die Applikation wird wie gewohnt auf die Steuerung geladen und gestartet. In der Ansicht "Profiler-Ergebnisse" können nun die Profiling-Resulate (Laufzeitverhalten) ausgewertet werden. Aufgrund von Versionsproblemen konnte die Profiler-Ergebnisse nicht ausgewertet werden. Die Applikation stürzte bei jedem Versuch den Profiler zu starten ab. Durchführung automatisierter Applikationstests im CODESYS Development System Strukturierte Ablage und Verwaltung von Testskripten und Testreports (z.b. für verschiedene Projekte) Testreports im HTML-Format zur Ansicht und im XML-Format zur automatisierten Evaluierung Erfahrung: Die Vorbereitungszeit für einzelne Testläufe ist sehr aufwändig und kompliziert. Der Test-Manager ist ein gutes Tool für das Testen von komplexen Funktionen. Für den Zweck wie wir CODESYS bisher verwendet haben, wünschten wir uns hingegen eine Simulation. Glossar DUT GVL SVN UML Benutzerdefinierter Datentyp Globale Variablenliste Subversion Unified Modeling Language CODESYS Test Manager CODESYS Test Manager Der CODESYS Test Manager ermöglicht die Programmierung und Ausführung automatisierter Tests und beinhaltet folgende Features:

5 Interweave News Seite 5 von 5 Interweave GmbH TELEFON: info@interweave.ch ADRESSE: Spielhölzli 14 CH-3800 Unterseen HTML5-Web-HMI Für unseren Kunden durften wir die bestehende Silverlight Applikation eins zu eins neu als HTML5 Web-HMI erstellen. Der Grund dafür war, dass keine Browser Plug-Ins mehr erlaubt wurden. Die anzuzeigenden Daten stammen aus einer MySQL-Datenbank, die laufend von den Feldgeräten aktualisiert werden. Bei dieser Applikation handelt es sich um eine Visualisierung einer Verkehrsfernsehanlage für einen Tunnel des schweizerischen Nationalstrassennetzes. Das Projekt beinhaltete die Programmierung der Grundfunktionalität mit dynamischer Bildaktualisierung. Dazu gehörte auch der Web-Service zur Statusabfrage bestimmter Elemente oder ganzer Elementlisten, die Animation der Bildelemente mittels Java-Script und CSS sowie ein zweiter Web-Service zur Übermittlung von Benutzerbefehlen. Weiter wurden Stylesheets eingebunden und die HMI Komponenten wie Statusanzeigen, Buttons und Werteingaben programmiert. Die Visualisierung beinhaltet ausserdem eine Anzeige der Alarmliste, welche filterbar nach "aktiv", "quittiert" und "archiviert" ist sowie Befehls- und Parameterfenster. Für die Realisierung dieses Projektes haben wir folgende Tools und Technologien eingesetzt: Visual Studio 2013 als Programmierumgebung, PHP für die Programmierung der Web-Services, eine MySQL Datenbank, Java-Script Libraries (z.b. JQuery für Ajax-Requests und CSS- Updates) und HTML5/CSS. Die neue HTML5-Applikation reagiert zuverlässig und ohne spürbare Wartezeit. Zudem sind die Bilder perfekt skalierbar und die Applikation kann browserunabhängig aufgerufen werden. Für den Benutzer ist die neue Visualisierung kaum von der ursprünglichen Silverlight Visualisierung zu unterscheiden. Abb. 6: Web HMI Wir haben auch eine Website! Besuchen Sie uns unter: Den Überblick behält wer sich auf den richtigen Partner verlassen kann!