Mischbetrieb von IEC-61131- und Hochsprachencode
In modernen Applikationen wird es somit vermehrt einen Mischbetrieb aus IEC-61131-Programmen und Hochsprachenkomponenten geben, die sowohl in als auch außerhalb von Echtzeit abgearbeitet werden müssen. Darüber hinaus hat der Programmierer sicherzustellen, dass die Daten konsistent von einem zum nächsten Prozess übertragen werden. Die Umsetzung dieser beiden Anforderungen stellt sogar für Experten eine Fehlerquelle dar. So ist der zeitliche Zusammenhang der verschiedenen Prozesse im System häufig nicht genau bekannt, sodass falsche Prioritäten gesetzt werden. Oder es kommt vor, dass Ressourcen nicht geblockt sind und in der Applikation deshalb seltsame Effekte auftreten. Hier eröffnet die PLCnext Technology dem Anwender respektive Programmierer einen Vorteil, denn sie umfasst unter anderem einen Execution and Synchronization Manager (ESM) und den Global Dataspace (GDS). Mit dem ESM kann der Anwender Programme, die in IEC 61131, C++ oder Matlab Simulink geschrieben sind, durch eine einfache Konfiguration per XML-Datei in einen festen Abarbeitungszyklus bringen und die Abarbeitungsreihenfolge festlegen. Auf diese Weise wird die Funktion einer typischen SPS mit Hochsprachen- und/oder IEC-61131-3-Programmen im Mischbetrieb auf einfache Art realisiert. Bei Mehrprozessorsystemen lässt sich ebenfalls die Core-Affinität konfigurieren, um die Mehrkern-Prozessoren effizient zu nutzen. Dabei laufen alle Programme nativ auf der Betriebssystemebene, was für eine bestmögliche Performance sorgt. Bei der PLCnext Technology findet dieses Scheduling-Konzept auf der Betriebssystemebene statt, damit die mit beliebigen Engineering-Werkzeugen erstellten Programme flexibel kombiniert werden können und zusammenarbeiten.
Konsistenz beim Datenaustausch zwischen den Programmen
Der GDS ist für den konsistenten Datenaustausch zwischen den Programmen sowie mit den unterschiedlichen Feldbussystemen verantwortlich. Bei ihm handelt es sich um mehr als ein Shared Memory, denn der GDS bietet dem Anwender Funktionen wie Publishing und Subscribing, intelligente Buffer-Mechanismen sowie eine einfache Konfiguration über eine für den Menschen lesbare XML-Datei. Das reduziert den Zeitbedarf des Programmierers erheblich, da er lediglich angeben muss, welche Ausgangsdaten eines Programms mit den Eingangsdaten eines anderen Programms oder Feldbussystems verbunden werden sollen. Um den Buffer-Mechanismus und somit das Blockieren von Ressourcen kümmert sich der GDS. ESM und GDS bilden den Kern der PLCnext Technology und sind in der Form einzigartig, weil der Anwender sich sein System in diesen beiden Freiheitsgraden konfigurieren kann und kein bestimmtes Engineering-Werkzeug verwenden muss. Zudem lässt sich auf den Geräten mit PLCnext Technology auch eine reine Hochsprachen-Applikation mit wenig Aufwand echtzeitfähig ausführen. Moderne Applikationen, die sich aus Programmen in beliebigen Programmiersprachen zusammensetzen, können in einen zeitlichen Kontext gebracht sowie in oder außerhalb von Echtzeit abgearbeitet werden – je nachdem, was am sinnvollsten ist. Außerdem stellt die PLCnext Technology den konsistenten Datenaustausch zwischen den einzelnen Programmen sicher, senkt die Programmierdauer und reduziert ferner die Wahrscheinlichkeit von Programmierfehlern beim Datenaustausch zwischen den Programmen.
Unterstützung der gewohnten Debugging-Mechanismen
Die PLCnext Technology verfügt darüber hinaus über einen intelligenten Datenlogger, der ebenfalls mittels einer XML-Datei konfiguriert wird und direkt in SQL-Datenbanken speichern kann. So lassen sich Prozessdaten getriggert zyklussynchron mitschreiben und beispielsweise bei Überschreitung von Grenzwerten alle wichtigen Daten zum entscheidenden Zeitpunkt aufzeichnen. Zudem umfasst die PLCnext Technology einen OPC UA-Server und -Client sowie die Profinet-Controller und -Device-Funktionalität. Ferner werden sämtliche Debugging-Mechanismen unterstützt, die der Programmierer aus seiner Tool Chain gewohnt ist. So kann der Eclipse-Programmierer sein Tracing nutzen, um sich die Systemauslastung anzeigen zu lassen und eventuelle Probleme bei den Task-Prioritäten und den daraus resultierenden Unterbrechungen zu erkennen. Mit der PLCnext Technology kann sich der Anwender aus der Open-Source-Community bedienen. Er hat also Zugriff auf einen der größten existierenden Software-Pools. Beispielsweise lässt sich ein OpenVPN-Client oder -Server installieren sowie eine Datenbank auf dem Gerät oder beliebige Laufzeitumgebungen – zum Beispiel zur Visualisierung – einrichten. Damit eröffnet die PLCnext Technology einen deutlichen Mehrwert gegenüber starr in die IEC-ä61131-Laufzeitumgebung integrierten Lösungen und gibt dem Anwender die Freiheit, die er für die Umsetzung seiner Applikation benötigt. Dabei kann er sich auch nur in der IEC-61131-Umgebung bewegen, die für alle PLCnext Technology-Geräte PC Worx Engineer heißt.
