Automatisierungssoftware TwinCAT

• ein Tool – Microsoft Visual Studio^®
• integriert: IEC 61131 – weltweiter Standard in der Automatisierung
• integriert: C/C++ – weltweiter Standard in der IT
• integriert: TwinCAT System Manager – allgemein bekanntes Konfigurationstool
• Link zu MATLAB^®/Simulink^®: weltweiter Standard im wissenschaftlichen Bereich
• TwinCAT-2-Projekte können migriert werden
• TwinCAT-3-Module: standardisierter Programmierrahmen
• Verwendung der .NET-Programmiersprachen für nicht echtzeitfähige Anwendungen (z. B. HMI)

• IEC 61131-, C/C++-, MATLAB^®/Simulink^®-Objekte in einer Laufzeit
• erweiterte Echtzeit-Funktionalität: min. 50 μs Zykluszeit und geringer Jitter
• verbesserte Leistung: Unterstützung von Mehrkern-CPUs
• zukunftsfähig: Unterstützung von 64-Bit-Betriebssystemen

Programmiersprachen C und C++

• genormt
• weit verbreitete Programmiersprachen
• sehr leistungsstarke Programmiersprachen werden unter der gleichen Laufzeit wie SPS-Programme ausgeführt

Erweitertes Debugging von C++-Programmen

• Debuggen von in Echtzeit laufenden C++-Programmen
• Verwendung von Breakpoints
• Verwendung von Watchlisten
• Auswertung von Callstacks

Basis für MATLAB^®/Simulink^®

• viele verschiedene Toolboxen vorhanden
• Verwendung:
  • beim Aufbau von Regelkreisen
  • bei der Simulation
  • bei der Optimierung
• automatische Codegenerierung
• Debugging-Schnittstelle zwischen MATLAB^®/Simulink^® und TwinCAT

Integration von Visual Studio^®

Automatisierungsgeräte- und Anwendungsprogrammierung in einer Umgebung

• Nutzung der bekanntesten und am besten unterstützten Entwicklungsumgebung
• zukunftssicher
• Bearbeitung von SPS-Programmen und komplexen Visualisierungen in einer Umgebung
• Unterstützung von Mehrsprachigkeit
• modernes Look-and-feel
• kontextsensitive Online-Hilfe
• automatische Syntaxüberprüfung
• IntelliSense
• Syntaxhervorhebung
• Nutzung der bekannten Quellcodeverwaltungswerkzeuge

offene Architektur

• erweiterbar durch Plug-ins

Für die effizientere Programmierung von Automatisierungsgeräten wurden die Editoren für die Programmierung nach der IEC 61131-3 deutlichen Verbesserungen unterzogen. Dabei wurde insbesondere die Bedienbarkeit verbessert und die Debugging-Möglichkeiten erweitert. Zu den Möglichkeiten zählen u. a. ein verbessertes Inline-Monitoring sowie bedingte Breakpoints.

TwinCAT 3 unterstützt die Erweiterungen der 3rd Edition der IEC 61131-3. Diese ermöglichen u. a. die Verwendung von objektorientierten Techniken, wie Einfachvererbung, Interfaces, Methoden und Attributen, die sowohl die Wiederverwendbarkeit als auch die Qualität des Steuerungscodes deutlich erhöhen.

IEC 61131-3-Programmierung

• anbieterunabhängiger Programmierstandard
• PLCopen-Zertifizierung
• portable, wiederverwendbare Software
• fünf grafik- und textbasierte Programmiersprachen:
  • strukturierter Text und Anweisungsliste
  • Funktionsplan und Kontaktplan
  • Ablaufsprache
• Datenkapselung durch benutzerdefinierte Datentypen

erweiterte Möglichkeiten in TwinCAT 3:

• verbesserte Bedienbarkeit
  • auto complete
  • Markieren zusammengehöriger Schlüsselwörter
  • Zuklappen von Programmierstrukturen
• erweitertes Debugging
  • Verwendung von Bedingten Breakpoints
  • verbessertes Inline-Monitoring
• objektorientierte Erweiterungen
• Einfachvererbung
• Interfaces
• Methoden
• Attribute

TwinCAT 3 bietet die Möglichkeit, Automatisierungsprojekte mithilfe der Sprachen C/C++ zu programmieren. Für die Code-Generierung wird der im Microsoft Visual Studio^® enthaltene C-Compiler verwendet. Mithilfe eines „Software Development Kit“ (SDK) werden Funktionen für das Einlesen/Schreiben von Dateien, Starten von Threads, Allokieren von Speicher oder Kommunizieren mit einer Datenbank bereitgestellt, was dem IEC 61131-3-Mechanismus bei der Verwendung von Bibliotheken entspricht.

C/C++ als Programmiersprachen in der Automatisierung

• leistungsstarke, weit verbreitete Programmiersprachen
• genormte, objektorientierte Programmiersprache C++
• Erzeugung von effizientem Zielcode
• werden unter der gleichen Laufzeit wie SPS-Programme ausgeführt
• Beckhoff SDK für erweiterte Funktionalitäten im Echtzeitkontext

Erweitertes Debuggen von C++-Programmen

• Debuggen von in Echtzeit laufenden C++-Programmen
• Monitoring, Watchlisten ohne Verwendung von Breakpoints

Die Anbindung von MATLAB^®/Simulink^® ermöglicht die Ausführung von TwinCAT-Modulen, die in der Simulationsumgebung Simulink^® als Modell erzeugt wurden. Durch die gewählte Art der Anbindung werden die Parameter und Variablen in der grafischen Oberfläche von TwinCAT 3 dargestellt und können beobachtet und geändert werden.

Anbindung an die Simulationssoftware MATLAB^®/Simulink^®

• Standardwerkzeug in wissenschaftlichen und messtechnischen Anwendungen
• große Vielfalt an Toolboxen (z. B. Fuzzy Logic Toolbox)
• Erstellung, Simulation und Optimierung von komplexen Regelkreisen
• automatische Generierung von Code mithilfe der Coder
• Debug-Schnittstelle zwischen TwinCAT 3 und Simulink^®
• Parametrierung des generierten Moduls in TwinCAT 3
• Download und Ausführung des Moduls in der TwinCAT-3-Laufzeit
• mehrfache Instanziierung der Module möglich
• Nutzung der Module ohne MATLAB^®/Simulink^®

Mit eXtended Motion Control beinhaltet die TwinCAT-Automatisierungssoftware eine durchgängige und skalierbare Lösung für die Bewegungssteuerung. Diese reicht von einfachen Punkt-zu-Punkt-Bewegungen über CNC bis hin zur Ansteuerung von Robotern.

Interpolierende Bewegung für Robotic Control

Vorteile der Integration von Robotic Control in TwinCAT:

• Konfiguration, Parametrierung, Diagnose und Programmierung in TwinCAT
• optimales Zusammenarbeiten von SPS, Bewegungssteuerung und Robotersteuerung
• hohe Performance und Genauigkeit durch direkte Schnittstellen

Berechnungsprozess der Kinematik:

• Vorwärtstransformation
• Rückwärtstransformation
• Berechnung des dynamischen Modells

Der in TwinCAT 3 integrierte Safety-Editor erlaubt die Erstellung einer Sicherheitsapplikation in einer freigraphischen Umgebung. Die gewünschte Logik wird mit Hilfe einer Funktionsblock-Diagrammsprache programmiert. Der Editor unterstützt dabei eine zunächst von der verwendeten Hardware unabhängige Programmierung, sodass eine erhöhte Flexibilität und Portabilität gegeben ist. Mithilfe einer automatischen Dokumentationsgenerierung wird sowohl die Dokumentation an sich als auch die Inbetriebnahme enorm vereinfacht.

TwinCAT Safety Editor

• freigraphische Programmierung
• vollständig integriert in TwinCAT 3
• bequeme Diagnose durch Anzeige der Onlinewerte direkt in der graphischen Darstellung
• mehrstufige Prüfung der Applikation auf Konsistenz
• automatische Verifikation des Downloads eines Projektes