Qu'est-ce que la norme CEI 61131-3

L'adoption de la norme CEI 61131-3 par l'industrie est motivée par la complexité logicielle croissante des exigences en matière de contrôle et d'automatisation. Le temps de création, le coût de la main-d'œuvre et la facilité de maintenance des logiciels de contrôle ont un impact majeur sur les projets de contrôle qui peuvent être améliorés en utilisant la norme CEI 61131-3 de langage de programmation indépendant du fournisseur.

L'application d'un langage de programmation standard a un impact positif sur le cycle de vie du logiciel qui comprend l'analyse des besoins, la conception, la construction, les tests (validation), l'installation, l'exploitation et la maintenance. L'impact sur la maintenance est important puisque la maintenance des logiciels de contrôle, y compris les mises à jour, représente généralement 2 à 4 fois le travail de la programmation initiale.

La norme CEI 61131-3, combinée à de nouvelles architectures de puces Freescale puissantes, permet de livrer un contrôleur complet dans un dispositif embarqué. Les programmes de contrôle peuvent fonctionner de manière distribuée et indépendante plutôt que concentrée dans de grands contrôleurs. Il n'est plus nécessaire d'exécuter des milliers de lignes de programmes de contrôle dans un seul contrôleur pour des applications d'automatisation complexes. Cela permet d'augmenter les performances, d'améliorer la fiabilité et de simplifier les programmes.

La norme CEI 61131-3 permet de prendre en charge plusieurs langues dans un programme de commande. Le développeur du programme de commande peut sélectionner le langage le mieux adapté à une tâche particulière, ce qui augmente considérablement sa productivité. De plus, grâce à une interface de programmation standardisée totalement indépendante de la plateforme matérielle, les utilisateurs peuvent réduire considérablement le coût de la maintenance des programmes et de la formation dans les applications d'automatisation de l'entreprise.

La norme CEI 61131-3 est indépendante du matériel. La capacité à transporter des solutions d'automatisation vers d'autres plateformes est largement améliorée par rapport aux applications PLC, offrant aux utilisateurs et aux intégrateurs de systèmes un niveau de réutilisation jamais atteint auparavant. La CEI 61131 augmente l'efficacité et la rapidité de mise en œuvre de nouvelles solutions d'automatisation en utilisant des composants de contrôle facilement disponibles, développés dans le cadre d'autres projets et par des développeurs externes.

Les entreprises qui ont choisi de mettre en œuvre la norme CEI 61131-3 constatent qu'elles réduisent les coûts en ressources humaines pour la formation, le débogage et la maintenance, et améliorent la productivité grâce à la réutilisabilité accrue.

Saisie des données

Le typage des données est un élément commun de la norme qui vise à prévenir les erreurs dès le début du développement. Il définit le type de paramètres qui seront utilisés et tente d'éviter les erreurs comme la division d'une date par un nombre entier. Les différents types de données pris en charge sont les suivants : booléen, entier, réel, octet, mot, date, heure et chaîne.

La norme permet également aux utilisateurs de définir leurs propres variables. Ces variables sont connues sous le nom de types de données dérivés. De cette façon, un ingénieur serait en mesure de définir un canal d'entrée analogique comme type de données et de le réutiliser encore et encore. Les variables sont uniquement attribuées à des adresses matérielles explicites ou à des entrées et sorties explicites. Elles peuvent être assignées dans des configurations et des programmes personnalisés.

Un système CEI 61131 est très indépendant et peut fonctionner avec peu ou pas de messages provenant d'un réseau externe. La portée de la variable est limitée à l'unité d'organisation dans laquelle elle est déclarée. Le grand avantage de cette caractéristique est que leurs noms peuvent être réutilisés dans d'autres parties sans aucun conflit, ce qui élimine une autre source d'erreurs. Si les variables ont une portée globale, elles peuvent être déclarées comme globales. Les paramètres peuvent se voir attribuer leur valeur initiale au démarrage et au redémarrage.

Configuration, ressources et tâches

Au plus haut niveau, l'ensemble du logiciel nécessaire pour résoudre un problème de contrôle particulier peut être formulé sous la forme d'une configuration. Une configuration est spécifique à un type particulier de système de contrôle, y compris la disposition du matériel, c'est-à-dire les ressources de traitement, les adresses de mémoire pour les canaux d'entrée/sortie et les capacités du système. Dans une configuration, on peut définir des ressources.Une ressource peut être considérée comme une installation de traitement capable d'exécuter des programmes CEI. Dans une ressource, on peut définir une ou plusieurs tâches.

Les Tâches contrôlent l'exécution d'un ensemble de programmes et/ou de blocs fonctionnels. Elles peuvent être exécutées soit périodiquement, soit lors de l'apparition d'un déclencheur spécifique. Par exemple, dans un lecteur activé par la norme CEI 61131, un déclencheur peut être défini lorsque le nombre de tours/minute tombe en dessous d'une valeur prédéfinie. Le déclencheur pourrait lancer une tâche pour augmenter la vitesse. Ces résultats sont instantanés et proviennent directement du lecteur. Il n'y a pas de décalage ou de poignée de main par un PLC externe. Cela signifie qu'il n'y a pratiquement aucun risque de perdre un message ou de mal communiquer.

Le retour d'information est presque instantané par rapport à un contrôleur programmable avec un temps d'entrée/sortie et de balayage de programme. Les programmes sont construits à partir d'un certain nombre d'éléments logiciels différents écrits dans l'un des langages définis par la CEI : diagrammes en échelle, tableaux de fonctions séquentielles, diagrammes de blocs fonctionnels, texte structuré ou liste d'instructions. Il est typique qu'un programme consiste en une série de blocs de fonctions de haut niveau écrits dans un ou plusieurs de ces langages.

Unités des organisations de programme (POU)

Dans la norme CEI 61131-3, les programmes, les blocs fonctionnels et les fonctions sont appelés unités d'organisation de programme ou POU. La CEI 61131-3 comprend des instances de fonctions standard définies, ADD, ABS, SQRT, SIN et COS. L'utilisateur peut également créer un bloc de fonction personnalisé et l'utiliser plusieurs fois.

Les blocs fonctionnels sont des objets logiciels qui représentent un niveau de contrôle plus détaillé. Ils peuvent contenir des données ainsi qu'un algorithme. En tant qu'objets logiciels, ils ont une interface bien définie et des éléments internes cachés. Cela crée une ligne claire entre les différents niveaux des programmes. Ces caractéristiques, fonctions et blocs fonctionnels reflètent les meilleures pratiques adoptées par les principes de la programmation orientée objet. Les blocs fonctionnels peuvent être écrits dans n'importe quel langage de la CEI, dans la plupart des cas même en "C". Les programmes peuvent être écrits en utilisant l'un des blocs de base mentionnés ci-dessus. Les diagrammes de fonction séquentielle ou SFC sont utilisés pour contrôler le comportement séquentiel d'un programme de contrôle et permettent la synchronisation et la concurrence.

Dans la norme CEI 61131-3, la syntaxe et la sémantique sont définies pour cinq langages de programmation standard, ne laissant aucune place aux dialectes. Une fois que vous les avez appris, vous pouvez utiliser une grande variété de systèmes basés sur cette norme. L'utilisateur final peut choisir un langage de programmation en fonction de ses connaissances, du problème à résoudre, des composants externes, des interfaces ou d'une simple préférence.

Tous les langages sont liés et fournis dans une suite commune, avec un lien vers l'expérience existante. De cette façon, ils fournissent également un outil de communication, en combinant des personnes d'origines différentes. Grâce à la structure des normes basée sur les fonctions et les blocs de fonctions, les utilisateurs peuvent adopter une stratégie descendante ou ascendante pour développer leurs programmes.

Personnalisation rapide

CoDeSys dispose de backends prêts pour tous les processeurs actuels. Afin de réduire au minimum le temps de personnalisation et les dépenses qui en découlent, le système d'exécution, le système de programmation et la génération de code sont parfaitement coordonnés, ce qui vous permet de gagner du temps et de garantir que vos produits arrivent rapidement sur le marché.

Une approche pratique et facile à utiliser

Des fonctions telles que Autodeclare, Autoformat et une aide à la saisie sensible au contexte simplifient grandement l'utilisation de CoDeSys. Toutes les fonctions sont accessibles à l'aide du clavier. Le nombre exceptionnellement faible de ressources nécessaires à CoDeSys garantit un travail rapide et efficace.

Haute performance

Des générateurs de code natif pour tous les processeurs courants garantissent l'utilisation optimale de votre système de contrôle. Grâce à des algorithmes intelligents tels que la "compilation incrémentielle", de grands projets comportant des milliers de variables globales et des centaines de composants peuvent être réalisés en un temps de compilation étonnamment court.

CoDeSys fournit aux utilisateurs un large éventail de fonctionnalités de développement de programmes performantes, par exemple presque tous les types de données spécifiés dans la CEI 61131-3, la simulation hors ligne ainsi que de puissantes fonctions en ligne telles que les points d'arrêt, le single step, le flux de puissance, la trace d'échantillonnage et le changement en ligne.

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