?CODESYS集成開發環境(CODESYS IDE)是整個自動化平臺開發套件CODESYS中的核心部分之一，它幾乎包含了一個先進的自動化編程開發工具應具有的所有功能。

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CODESYS Development System概述

CODESYS Development System是符合IEC 61131-3標準的全球領先的控制系統編程開發平臺。該開發系統將控制器應用的經典編程與工業4.0 / IIoT(工業物聯網)環境中的專業的自動化軟件開發功能相結合。我們的客戶包括除了工廠自動化、能源自動化、嵌入式自動化、工程機械自動化、過程自動化和樓宇自動化在內的多個自動化行業的數十萬終端用戶(end-user)外，還有超過400多家的控制器制造商使用CODESYS軟件開發控制器。

基于CODESYS開發的控制器產品

最終用戶(End-user)使用CODESYS開發系統和一些可選的附加產品(后有詳細介紹)，可輕松實現邏輯控制、運動控制、可視化等應用程序的開發。其強大的功能以及統一的用戶友好的開發界面使得最終用戶在使用控制器時更加便捷。

CODESYS Development System編程界面

基于IEC 61131-3編程標準的編輯器

• CODESYS編程軟件做到了配置和調試都集成在一個工具中，所以CODESYS能夠支持創建結構化和高效的應用程序；

• 提供了IEC 61131-3國際標準的六種編程語言：功能塊圖(FBD)、梯形圖(LD)、指令表(IL)、結構化文本(ST)、順序功能圖(SFC)、連續功能圖(CFC)；

• 支持OOP、UML等面向對象編程語言；

• CODESYS針對不同的CPU平臺集成不同的編譯器，減少了用戶對硬件的依賴性；

• 以組件的形式集成了多種功能，同樣支持用戶通過組件的形式實現功能的擴展；

• 具有用戶友好的開發界面，并且用戶界面可在框架內進行擴展和個性化開發；

• 友好的IEC 61131-3編輯器編程方式。

配置器

• 可直接在CODESYS開發環境中的樹狀參數配置欄中對工程進行配置。可輸入項目參數和配置數據，以及主站、從站設備和現場總線的參數；

• 可配置通用和特定I/O；

編譯器

• 在編程輸入時，自動檢測并顯示編譯錯誤；

• 將應用程序代碼編譯為目標系統上的機器代碼。CODESYS幾乎支持用戶工業應用的每個CPU系列；

• 對消息窗口中的應用和顯示錯誤、警告、信息等作出分析；

• 該編譯器支持布爾數據類型和模擬量數據類型，如整數類型、位變量型、時間和日期類型、浮點數類型、字符串類型等；

• 通過消息窗口直接導航到每個引用的程序行；

• 登錄時可直接將應用程序傳輸到控制器。

調試器

• 只要CODESYS處于在線聯機狀態，他就可以快速高效地對目標設備進行調試、測試和試運行操作；

• 無需終止控制器的運行和面臨承擔丟失變量的風險，就可以實現應用程序中被修改部分的編譯、下載和激活等操作，即可以實現在線修改；

• 無需連接控制器，支持在線仿真；

• 可設置條件、絕對斷點和執行點；

• 在目標系統上循環記錄變量值(采樣跟蹤)并在開發環境中顯示；

• 可顯示代碼的執行順序(流量控制)；

CODESYS IDE在線調試功能

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Automation Platform 開發平臺中間件

CODESYS Automation Platform可以支持用戶定制化開發CODESYS上位編程環境，經過客戶的二次化開發以后，用戶可以擁有自主知識產權的上位編程軟件。CODESYS上位編程環境基于微軟.net技術開發，CODESYS ?Automation Platform(自動化開發平臺中間件)是以“CODESYS 接口工具包”的形式提供給客戶的，即將CODESYS IDE的接口向用戶開放，用戶拿到這些接口之后可以做大量的二次化信息修改。簡而言之，CODESYS支持和幫助用戶開發出擁有自主知識產權的編程開發環境。

CODESYS Automation Platform具有以下功能和特點：

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廣泛的訪問和設計能力

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擁有用于對 CODESYS 對象進行編程訪問的項目數據庫。

擁有用于創建符號表、交叉引用、解析樹和機器代碼的代碼生成器的編譯器接口。

可與 CODESYS Runtime System 進行擴展通信的在線組件。

可在任何版本管理(安裝、卸載)不同的插件。

訪問 CODESYS 應用程序的全局設置。

許多易于使用的服務類，例如用于數據庫對象的向前和向后兼容的序列化。

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CODESYS Automation Platform 的典型示例

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自定義功能，如視圖、對話框、向導和實現語言；

附加功能，如現有軟件的配置器和接口；

可執行單機軟件，如項目文檔、源代碼的自動生成或無開發環境的控制器調試；

可開發系統的標簽，例如名稱、LOGO和功能范圍；

典型的用戶包括：施耐德的Somachine，倍福的Twincat，KEBA的KeStudio，博世力士樂的Indraworks等等都是基于CODESYS Automation Platform開發平臺中間件做二次化開發。

Professional Developer Edition

CODESYS Professional Developer Edition是CODESYS專業版的集成開發環境的附加產品，可以通過集成附加組件的形式，實現對CODESYS IDE的功能擴展。CODESYS Professional Developer Edition包括：CODESYS SVN(版本管理器)、CODESYS UML(統一建模語言編輯器)、CODESYS Test Manager(自動化測試工具)、CODESYS Profiler(動態代碼分析工具)、CODESYS Static Analysis(靜態代碼分析工具)。所有的CODESYS Professional Developer Edition工具是基于標準的C/C++語言進行設計的。他們可以單獨使用，也可以集成在CODESYS內使用。具體介紹如下：

CODESYS SVN

CODESYS SVN是用于對當前和歷史版本的文件(如源代碼，網頁和文檔)進行版本控制和管理的工具，它通過與版本控制軟件Apache?Subversion?的集成連接，實現了對源代碼版本的控制和管理功能。

版本控制也稱為源代碼控制，是用于對文件、程序和其他信息的所有版本的維護和管理。版本控制廣泛地應用于軟件開發過程，隨著時間的推移，文件逐漸產生多個版本。使用版本控制系統，開發人員可以返回到各個文件以前的修訂版本，還可以任意比較兩個版本以查看它們之間的變化。

CODESYS SVN的主要特點和功能包含以下幾方面：

(1)更改日志：可以隨時復制已做出的更改，并記錄何時何地進行了哪些更改；

(2)恢復單個文件到舊版本，可以隨時撤消錯誤的文件；

(3)對某一項目的具體修訂內容歸檔；

(4)開發人員隨時共享訪問各個版本內容；

(5)開發人員可以對同一項目進行不同方向的開發；

(6)SVN中的對象狀態能夠直接可視化。

CODESYS SVN用于維護對象的一致性，可由多個用戶共享。它們允許比較不同的修訂版本或恢復對象到舊版本。如果將工程導入到CODESYS SVN中，則設備樹中的覆蓋圖標顯示對象的狀態。

?CODESYS UML

CODESYS UML作為CODESYS 專業開發工具的一部分，通過集成的UML(統一建模語言)編輯器來擴展了CODESYS開發系統的功能。UML(統一建模語言)是一個支持模型化和軟件系統開發的圖形化語言，為軟件開發的所有階段提供模型化和可視化支持。結構圖用來說明軟件的架構，以便于建模和分析。行為圖是具有不同語法和語義的可執行模型，可直接生成應用程序代碼。

CODESYS UML通過統一建模語言(UML)定義的類圖和狀態圖的編輯器擴展了CODESYS開發系統的功能。下面將就類圖以及狀態圖分別進行介紹。

類圖屬于UML結構圖組。通過附加的圖形編輯器，可以對CODESYS工程面向對象的結構進行說明或設計。通過圖1可以看出，在編輯器中能夠清楚地顯示不同類所使用的變量或方法及其關系。

可以將現有的工程直接從CODESYS設備樹導入到新的類圖中。同時，也可以使用以下不同的類、對象以及關系元素從頭開始新建工程，包括：類(POU)、接口、變量聲明、屬性、方法等。

狀態圖屬于UML行為圖組。圖2為狀態圖編輯器，可以用來指定和設計離散事件序列。與類圖相反，狀態圖編譯過程中可以生成可執行應用程序代碼。狀態圖編輯器中集成了一系列狀態和轉換元素，包括：開始狀態、結束狀態、狀態圖、復合結構圖、Fork / Join網絡、選擇元素、轉換元素等。

應用程序運行時的狀態圖按照PLC掃描周期進行切換，此外，可以使用所謂的內循環狀態圖來實現獨立的切換行為。在聯機模式下，狀態圖可以以動畫形式顯示，因此，可以隨時監視序列的當前狀態。

?CODESYS開發系統中集成的UML類圖編輯器

CODESYS Profiler

使用CODESYS Profiler，軟件工程師和應用程序開發人員可以對IEC 61131-3應用程序中不同POU的處理時間和代碼覆蓋率進行前期測量和評估。這些測量可以在CODESYS軟PLC或硬件設備上執行，而無需更改工程中的IEC 61131應用代碼。應用開發和測量可以在同一個開發環境中同時完成。

CODESYS Profiler功能原理：

通過在開發環境中激活運行時間測量后，每個功能進入和退出時間通過檢測代碼進行動態測量。

根據PLC硬件平臺和程序結構不同，代碼運行時間延長10-50％。

通過變量或命令啟動測量。

在CODESYS開發界面上清楚地顯示測量結果。

CODESYS Profiler具有以下優勢和特點：

可以在開發階段就進行機器代碼的性能和代碼覆蓋率測試。

及時通知運行時問題。

能夠識別耗時多的程序部分以及未處理的語句。

用戶不需要修改應用代碼進行測量。

可集中或單次測量應用程序POU。

通過將歷史測量值和當前測量值作比較來確定代碼效率。

提高軟件質量

CODESYS Profiler提供以下主要功能：

使用CODESYS Control Runtime測量控制器上的應用程序運行時間。

可以使用任何布爾變量作為條件進行執行。

使用“Profiler Watch List”進行單個POU或POU實例的運行時間測量。

檢測每個POU中未處理的語句以及“代碼覆蓋率”。

使用CODESYS Profiler顯示代碼測量結果

CODESYS Static Analysis

作為CODESYS專業開發工具的一部分，CODESYS靜態代碼分析器擴展了CODESYS開發系統的功能，它是一種基于預定義規則來檢查源代碼的工具。

使用CODESYS靜態代碼分析器，除了可以檢查編譯器代碼之外，還可以基于預定義的規則和命名規定來檢查源代碼。在檢查過程中，可以顯示出一些潛在開發問題的相關信息，并在應用程序進入現場測試之前消除錯誤。

在CODESYS靜態分析器中，包含了超過100個預定義規則，其中一些規則是可配置的。該工具的功能完全集成在CODESYS開發系統中。

CODESYS靜態分析器有助于避免編程過程中的錯誤，幫助用戶獲得執行效率更高、可讀性更好的代碼。例如，除了檢查違反編碼規則的代碼之外，還可以檢測到設備是否兼容。可以通過菜單命令啟動應用程序的檢查，或者在每次代碼生成時自動啟動。此外，可以使用pragmas和attributes來禁用對代碼的特定部分的檢查。

使用CODESYS靜態代碼分析器，可以通過多種規則來擴展CODESYS開發系統中已有的規則，例如：

1、檢測無法執行到的代碼；

2、尋找空對象；

3、尋找空語句；

4、檢查無用的聲明；

5、檢查是否符合操作規則；

6、檢查FOR和CASE聲明規則；

7、檢查程序是否嚴格符合IEC標準等。

CODESYS Test Manager

CODESYS測試管理器用來對CODESYS開發系統的應用程序和執行過程進行自動化測試。它是自動化測試的核心組件，主要用于測試應用程序和庫。CODESYS測試管理器支持以下對象的測試：

1、應用程序

2、IEC庫

3、通信

通過命令提供執行自動測試所必需的功能，我們將可配置的命令稱為測試動作。一個測試用例通常由一個或多個測試動作組成，而多個測試用例則組成一個測試腳本?？梢詫y試報告和測試腳本保存到測試庫中進行管理。

測試腳本開發步驟包括：

1、?定義測試庫；

2、?創建測試腳本；

3、?創建測試用例或IEC單元測試程序；

4、?為每個測試用例定義測試動作；

5、?執行測試腳本并生成測試報告；

6、?將測試報告保存到測試庫或將其導出為HTML報告。

測試用例也可以以IEC單元測試程序的形式實現，以上測試步驟可以用任何IEC語言編程實現，它們可以存儲為CODESYS工程。在測試運行期間，該測試工程將自動包含在CODESYS測試管理器中。

在大多數情況下，測試腳本基于適用于測試對象的CODESYS工程。在測試運行期間，該工程被加載，并且執行準備步驟(即建立與控制器的通信)。測試對象(即應用)狀態逐步變化，并將其行為與標稱行為進行比較，比較結果總結在測試報告中。在完成測試運行之前，測試環境必須處于最終狀態。生成的報告可以在測試庫中進行管理。

CODESYS TestManager界面

上圖為CODESYS測試管理器的界面，其中1為測試對象類別，2為測試腳本，3為測試用例，4為測試動作，5為命令類別，6為命令。

以下為幾種常見的命令：

1、設備：選擇網關和控制器?！?/p>

2、項目：影響整個項目的命令(加載，關閉，保存...)。

3、在線：在線命令(啟動，停止，重置..)。

4、監控：在線訪問變量(讀/寫/比較值)。

5、測試報告：在測試報告中發布版本信息。

舉例：

1、應用測試：首先加載測試項目“Bspdt.projectarchive”，準備動作完成后，將開始應用程序測試。該應用包含AS中的功能塊，系統將會對其行為進行檢查，然后測試環境將被調到一個結束狀態(測試用例清理)。

2、計數器測試：測試項目“Counter Test.project”已經加載并且準備動作已經完成(測試用例準備)后，該工程中使用的計數器將被測試。然后，通過使用測試用例清理，測試環境將處于結束狀態。

3、IEC單元測試：測試項目“Example_Iec Unit Test.project”已經加載并且準備動作已經完成(測試用例準備)后，開始進行IEC單元測試。首先使用編譯指令生成應用程序，然后啟動該應用程序。如在測試項目中需要編程的，則標稱值將被測量并記錄在測試報告中。然后應用程序和通信將會停止，該工程關閉。

測試完成后，將自動創建測試報告，測試報告主要包含：創建測試的時間、地點、人員等相關信息，版本信息，詳細的測試結果等。測試報告以XML格式生成，可用于自動化分析。此外，報告可以導出為HTML格式。測試報告界面如下圖所示。

自動生成測試報告

CODESYSY Test Manager具有以下特色：

(1)?可直接在IEC 61131-3或測試表中生成對話形式或者單元形式的測試用例；

(2)?擁有針對不同的項目的測試腳本和測試報告的中央存儲和管理功能；

(3)?可以通過自動生成測試報告提高重復測試的效率；

能生成HTML格式測試報告以供查看，并以XML格式進行自動評估。

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CODESYS Application Composer

應用程序設計器

CODESYS Application Composer是一種用于創建由循環功能塊組成的應用程序的開發工具。使用CODESYS應用程序設計器，您可以借助現有的應用程序模塊高效地進行控制器應用程序設計。

模塊涵蓋了CODESYS所有的工程事項，除程序代碼之外，還包括可視化、參數配置和I/O映射。通過這些應用程序模塊，Application Composer可以輕松實現CODESYS提供的幾乎所有編程功能。

在CODESYS Application Composer樹形結構的編輯菜單中，可以定制這些應用程序模塊，在這個過程中，每個條目都對應于一個模塊實例。同時，可以設置模塊屬性，在特殊編輯器中實現I/O鏈接和模塊的參數化。另外，定序器模塊的配置可以在一個易于使用的序列編輯器的幫助下進行。應用程序特定的代碼可以以擴展模塊的形式添加，再次生成代碼時保持不變。

基于這些預定義模塊，開發人員無需具備專業的編程知識，就可以開發出滿足最終用戶使用需求的設備應用程序。CODESYS Application Composer提供了一個簡單易用的應用開發環境， 通過配置命令菜單生成完整的應用程序模塊，從而將應用程序更容易地進行組合，而不再需要編寫代碼。通過購買功能許可證，您可以在CODESYS開發系統中創建和使用新的應用程序模塊。

CODESYS Application Composer編程界面

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C-Integration

如果應用開發人員對IEC61131-3標準的編程語言不熟悉，則可以通過附加組件C-Integration，設備制造商允許使用其設備的用戶使用C語言開發應用程序，并輕松地將此代碼集成到IEC 61131-3項目中。

通過使用C-Integration，最終用戶可以將C代碼無縫集成到IEC 61131-3標準的項目工程中，并輕松連接、編譯和執行C代碼以及IEC 61131-3應用程序，同時也支持集成已有的或已生成的C代碼。

CODESYS C-Integration特點：

(1)屬于CODESYS 附加產品；

(2)易于集成、生成、存儲和執行IEC 61131-3項目中的C代碼；

(3)自動生成在IEC 61131-3應用中使用C模塊的接口。

(4)集成C代碼編輯器。

(5)通過集成的更新機制，為外部C語言開發系統提供便利接口。

(6)在所有兼容設備平臺上運行(V3.5 SP7及以上的版本)。

CODESYS C-Integration典型案例：

(1)重用現有的C算法；

(2)生成的C代碼可用于Matlab Simulink等建模仿真工具；

(3)在設備專用庫中連接預編譯的C模塊。

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總結

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