Debugging und Online-Eigenschaften in CoDeSys

Das IEC 61131-3 Programmiersystem CoDeSys unterstützt Sie nicht nur beim Programmieren Ihrer Steuerungsapplikation. Gerade für Fehlersuche (Debugging) und Inbetriebnahme, die meist einen Großteil der Projekt- und Engineeringarbeit ausmachen, bietet Ihnen diese Automatisierungssoftware viele hilfreiche Funktionen.

Sobald Sie sich auf der Steuerung einloggen, befinden Sie sich im Online-Modus, in dem Ihnen alle unten beschriebenen Möglichkeiten zur Verfügung stehen.


Monitoring / Schreiben / Zwangsschreiben von Variablen
Zwangssetzen von Variablenwerten (Forcen)
Watch-Fenster
Haltepunkte (Breakpoints)
Sampling Trace
Querverweis-Liste
Online Change
Hilfs- und Diagnose-Dienste auf dem Gerät
Projekt vergleichen
Meldungsfenster
Simulation
Weitere Diagnose-Informationen
Download von Quellcode
Boot-Projekt
Visualisierung

 Monitoring / Schreiben / Zwangsschreiben von Variablen

Im Online-Modus wird aus dem Deklarationsteil des geöffneten Editors sofort ein so genanntes Watch-Fenster. Das bedeutet, dass die tatsächlichen Werte auf Ihrer Steuerung dargestellt werden, ohne dass Sie die Variablen vorher für die Überwachung definieren müssen. Sie können die Werte im Deklarationsteil sofort für eine Änderung vorbereiten, indem Sie den neuen Wert in die Spalte „Vorbereiteter Wert“ eintragen. Bei booleschen Variablen genügt sogar ein Klick in diese Spalte, um den Wert auf TRUE bzw. FALSE zu toggeln. Um die gleichzeitige Änderung mehrerer Variablen zu ermöglichen, werden die neuen Werte nicht unmittelbar heruntergeladen - Sie müssen vielmehr den Befehl „Online/Werte schreiben“ ausführen, oder Sie verwenden einfach den Hotkey STRG + F7. Natürlich können Sie bereits vorbereitete Werte auch ändern, dazu öffnet sich dann ein einfaches Dialog-Fenster.

Die verwendeten Variablen werden im Online-Modus auch im Quellcode der Applikation sofort dargestellt, und zwar gleichgültig, ob es sich um einen grafischen oder textuellen Editor handelt, in dem Sie programmiert haben.





Im Deklarationsteil bzw. dem automatisch erzeugten Watch-Fenster werden auch strukturierte Daten komplett angezeigt, d.h. Sie können die Strukturen aufklappen und die Werte innerhalb der Struktur überwachen, z.B. in Daten-Strukturen, Arrays, Funktionsblock-Instanzen, Pointer auf Daten etc.

 Zwangssetzen von Variablenwerten (Forcen)

Statt einen Wert nur einmalig auf die Steuerung zu schreiben, können Sie mit dem Befehl „Online/Werte forcen“ bzw. dem Hotkey F7 veranlassen, dass CoDeSys den Wert bei jedem neuen Steuerungszyklus auf die Steuerung schreibt. Diese Debugging-Methode nennt man 'Variablen Forcen' bzw ‚Zwangssetzen‘. Sobald die Variablen einmal zwangsgesetzt sind, können sie alle auf einmal mit dem entsprechenden Befehl oder mit dem „Online/Schreiben/Forcen-Dialog“ freigegeben werden.

Welche Variablen zwangsgesetzt sind, können Sie sowohl im Watch-Fenster (Deklarationsteil), als auch direkt im Code sofort erkennen.




Natürlich kann ein bereits geforcter Wert auch für eine Wertänderung vorbereitet werden, so dass Sie dann eine Kombination aus beiden Anzeigen dargestellt bekommen. Dazu öffnet sich wieder das entsprechende Dialog-Fenster.

    

Bei umfangreichen Inbetriebnahmen oder Applikationstests kann man schon einmal den Überblick verlieren, in welchen Programmbausteinen Variablen geforct wurden. Diesen Überblick können Sie ganz leicht wieder zurückgewinnen, wenn Sie mit „Ansicht/Überwachen/Alle Forces betrachten“ das entsprechende Fenster öffnen.



Damit Sie bei umfangreicheren Tests und Inbetriebnahmen die geforcten Variablen nicht immer wieder neu anlegen müssen, bleiben diese auch beim Ausloggen und neuerlichen Einloggen geforct. Andersherum können Sie auch alle geforcten Werte im Fenster „Alle Forces betrachten“ mit einem einzigen Kommando wieder aufheben. Dabei haben Sie die Wahl, ob der aktuelle Wert der geforcten Variable erhalten bleibt oder CoDeSys den bzw. die ursprünglichen Werte wieder herstellt.

 Watch-Fenster

Auch wenn im Online-Modus aus dem Deklarationsteil automatisch ein Watch-Fenster wird, ist es für Sie sinnvoll, sich auch eigene Watch-Fenster und -Listen definieren zu können. Im Unterschied zum automatisch angelegten Watch-Fenster auf Basis der Variablen-Deklaration eines Bausteins können Sie sich hier Variablen aus beliebigen Bausteinen einer Applikation, aber auch aus beliebigen Applikationen und sogar beliebigen Geräten innerhalb eines Projekts zusammenstellen. Insbesondere bei Test und Inbetriebnahme haben Sie somit in einem einzigen Fenster den Überblick über alle relevanten Variablen Ihrer Maschine oder Anlage. Bei der Darstellung von numerischen Werten können Sie zwischen Dezimal-, Hexadezimal- und Binäranzeige umschalten. Die Option befindet sich im Kontext-Menü des Watch-Fensters, ist aber natürlich auch über „Online/Darstellung“ zu erreichen.

 Haltepunkte (Breakpoints)

Mit CoDeSys können Sie Haltepunkte in Ihrer Applikation setzen, ohne dass Sie dafür eine zusätzliche Software (wie z.B. Debugger, Emulator) benötigen. Das heißt, dass der in Echtzeit durchlaufene Applikationscode genau an der Stelle anhält, an dem Sie solch einen Haltepunkt gesetzt haben.

Die Verwaltung der Haltepunkte können Sie in einem eigenen Fenster innerhalb der CoDeSys-Oberfläche vornehmen, das Sie sich mit „Ansicht/Haltepunkte“ aufschalten können. Typischerweise wird man dieses Fenster zusammen mit den Fenstern „Überwachen“ und „Alle Forces betrachten“ unten in der Oberfläche positionieren, und zwar als Registerkarte in das Meldungsfenster.



Zum Setzen, Aktivieren/Deaktivieren und Löschen von einem oder mehreren Haltepunkten gleichzeitig finden Sie in diesem Fenster entsprechende Funktionsbuttons. Sie können die Haltepunkte auch speziell konfigurieren, sie beispielsweise einem speziellen Instanzpfad oder einer Task zuweisen oder Bedingungen für das Halten anlegen. Wenn Sie einen Haltepunkt angewählt und damit markiert haben, können Sie vom Fenster aus direkt zum Quellcode des Haltepunkts springen.

Wenn Sie im Quellcode einen Haltepunkt anlegen möchten, so können Sie das auch über das Menü „Online/Neuer Haltepunkt“ oder mit dem Hotkey F9 veranlassen.

Die Haltepunkte bleiben auch nach dem Ausloggen aus der Steuerung erhalten, so dass Sie beim neuerlichen Einloggen sofort alle oder einzelne Haltepunkte wieder aktivieren können.

Steht die Applikation einmal an einem Haltepunkt, können Sie diese natürlich wieder komplett starten. Darüber hinaus können Sie die Applikation zeilen- bzw. netzwerkweise abarbeiten („Online/Einzelschritt“ bzw. „Online/Prozedurschritt“). Oder aber Sie markieren eine Programmzeile bzw ein Netzwerk und führen Ihre Applikation bis dorthin aus. Benutzen Sie dazu den Befehl „Online/Ausführen bis Cursor“. Dazu müssen Sie keinen weiteren Haltepunkt anlegen.

 Sampling Trace

Gerade beim Fehlersuchen und Inbetriebnehmen einer Maschine oder Anlage muss man oft auch den Verlauf eines Variablenwerts berücksichtigen. Mit dem Sampling Trace hat CoDeSys eine Art integriertes digitales Speicher-Oszilloskop (DSO) bzw. einen Logik-Analyzer auf Variablen-Ebene integriert. Das heißt, dass CoDeSys in verschiedenen Kanälen die Variablen der Applikation abtasten („samplen“) und die gemessenen Werte dann in einen Ringpuffer abspeichern kann. Als Anwender können Sie dabei die Konfiguration frei vornehmen: Kanäle und deren Zuordnung zu den Tasks der Applikation, die Triggerung (z.B. auf eine positive oder negative Flanke), die Position der Aufzeichnung innerhalb des Ringpuffers (um die Aufzeichnung des Werte-Verlaufs vor und nach dem Trigger-Ereignis festzulegen), die Puffer-Größe und natürlich die Trigger-Variable sowie das zugehörige Ereignis. Und pro Kanal können Sie dann die zu sampelnden Variablen und deren Erscheinungsbild im Trace-Fenster definieren.



Haben Sie die Trace-Konfiguration vorgenommen, so können Sie diese Konfiguration auf die Steuerung laden und dort ausführen lassen. Das heißt, dass die Aufzeichnung nach erfolgter Konfiguration vollkommen autark auf dem Gerät erfolgt, ohne dass Sie dazu ständig mit dem Programmiersystem eine Online-Verbindung halten müssen. Ist das Trigger-Ereignis eingetreten, so hält die Aufzeichnung an, und Sie können beim nächsten Einloggen bequem die Werte um das Trigger-Ereignis betrachten. Diese Funktion ist insbesondere für das Eingrenzen und Finden sporadischer Fehler sehr hilfreich.

Selbstverständlich bietet es sich bei Test und Inbetriebnahme auch an, die Variablenwerte sofort zu überwachen, um den Verlauf zu kontrollieren. Dafür können Sie im Trace-Fenster alle oder auch nur einzelne der definierten Kanäle anzeigen lassen, die Anzeigen scrollen, skalieren etc. Nachdem die aufgezeichneten Werte numerisch zur Verfügung stehen, kann man diese auch abspeichern und in anderen Tools, wie z.B. MS Excel, weiterverarbeiten.

 Querverweis-Liste

Mit „Ansicht/Querverweisliste“ können Sie sich die Querverweisliste als eigenes Fenster öffnen. In diesem Fenster können Sie nach Variablen innerhalb des Projekts suchen und sich deren IEC-Adresse, Datentyp sowie Verwendungsstellen und -arten anzeigen lassen.



Die geöffnete Querverweisliste zeigt alle Variablen an, die Sie im Quelltext anwählen. Wenn Sie auf die Fundstellen im Fenster doppelklicken, wird der zugehörige Quelltext angezeigt. Sie können sämtliche Fundstellen per Button in das Meldungsfenster kopieren und dort weiterverarbeiten, oder die Querverweisliste direkt ausdrucken.

 Online Change

Haben Sie bereits einmalig einen Programm-Download durchgeführt, so können Sie Änderungen an dem ablaufenden Code durchführen, ohne dass die Steuerung angehalten wird. Diese Eigenschaft nennt sich Online Change.



Damit Sie den ablaufenden Code ändern können, müssen Sie sich zunächst ausloggen. Wenn Sie sich nach erfolgter Änderung des Quellcodes dann wieder auf dieselbe Steuerung einloggen, fragt Sie CoDeSys zunächst, wie Sie sich auf die Steuerung einloggen möchten. Wenn Sie „Mit Online Change einloggen“ auswählen, dann werden alle Änderungen übersetzt und nur diese auf die Steuerung geladen. Dabei sind auch Änderungen an mehreren Bausteinen sowie an Variablen und Datentypen möglich, ohne dass die Steuerung angehalten wird oder Variablenwerte verloren gehen.
Natürlich können Sie auch einen kompletten Download durchführen oder sich ganz ohne Berücksichtigung der Änderungen auf der Steuerung einloggen.

 Hilfs- und Diagnose-Dienste auf dem Gerät

Über den Gateway-Dialog haben Sie Zugriff auf eine Reihe von Hilfs- und Diagnosediensten auf der Steuerung. Sie erreichen diesen Dialog durch einen Doppelklick auf das entsprechende Gerät im Gerätebaum, z.B. auf PLCWinNT (CoDeSys SP WinV3) im Beispiel.



Im Gateway-Dialog öffnet sich die Registerkarte für die Kommunikationseinstellungen, in der Sie das Netzwerk nach den verfügbaren CoDeSys-Steuerungen durchsuchen können. Wählen Sie den gewünschten Teilnehmer aus und setzen Sie den aktiven Pfad darauf.



Sobald die Verbindung zum Gerät aufgebaut ist, haben Sie über die weiteren Registerkarten des Gateway-Dialogs die Möglichkeit, Hilfs- und Diagnosefunktionen abzurufen. In der Registerkarte „Applikationen“ können Sie sich z.B. die derzeit auf dem Gerät verfügbaren, sprich heruntergeladenen Applikationen anzeigen lassen und diese verwalten.



Weitere verfügbare Dienste: Ablegen und Verwalten von Dateien auf der Steuerung, Anzeige der aufgezeichneten Systemmeldungen vom Laufzeitsystem der Steuerung, SPS-Einstellungen, Festlegung von Benutzer und Benutzergruppen sowie von Zugriffsrechten, Anzeigen von Statusmeldungen und Informationen über die Steuerung.

 Projekt vergleichen

Ob im Online- oder im Offline-Betrieb: In CoDeSys können Sie das aktuell geöffnete Projekt komfortabel mit einem Projekt auf der Festplatte vergleichen. Dabei werden zunächst im Objektbaum alle veränderten Projekte bzw. Veränderungen in der Projektstruktur gegenübergestellt.



Mit Klick auf ein geändertes Objekt können Sie es öffnen und sich die Unterschiede im Quellcode anzeigen lassen. Per Mausklick können Sie einzelne Passagen oder auch ganze Blöcke vom Projekt auf der Festplatte in Ihr aktuelles Projekt übernehmen.

 Meldungsfenster

Treten beim Übersetzen der Applikation in den Maschinencode der Steuerung Fehler auf, so meldet CoDeSys dies im Meldungsfenster. Auch Warnungen und Systemmeldungen, z.B. ausgehend vom Linken und Downloaden der Applikation, werden hier angezeigt. Sie können die angezeigten Meldungen auf Fehler, Warnungen und Systemmeldungen filtern.



Mit der F4-Taste können Sie die Liste der auftretenden Fehler (optional auch Warnungen) von oben nach unten abarbeiten. Dabei wird auch sofort die Fundstelle des Fehlers im Quellcode angezeigt.

Darüber hinaus zeigt CoDeSys bereits während des Editierens des Quellcodes Fehler und Warnungen unterhalb der Meldungen an.

 Simulation

Zum Testen des Codes ohne angeschlossene Steuerung enthält CoDeSys einen Simulationsbetrieb für den Online-Modus. Zum Aktivieren der Simulation müssen Sie lediglich die Option „Online/Simulation“ aktivieren.



In der Fußzeile des Programmiersystems wird Ihnen rot angezeigt, dass CoDeSys sich im Simulationsmodus befindet. Gerade zum Testen von geräteunabhängigem Applikationscode bietet es sich an, mit der Simulation zu arbeiten.

 Weitere Diagnose-Informationen

In der Fußleiste und im Objektbaum werden Ihnen Statusmeldungen im Online-Betrieb angezeigt. Beispielsweise sehen Sie einen roten Hinweis dargestellt, wenn die Steuerung im Stopp ist und einen grünen, wenn Sie läuft. Darüber hinaus können Sie in der Fußleiste erkennen, ob ein Programm geladen ist und ob es verändert wurde.

Geräte, die Sie im Gerätebaum eingebunden haben, zeigen im Online-Modus ihren Status an. Dies geschieht durch eine grüne Markierung des Geräts, aber auch der laufenden Applikation(en). Sind Feldbus-Geräte eingebunden, so zeigt ein Piktogramm vor dem Gerät dessen Status an. Somit haben Sie erste Diagnose-Informationen über Ihre Geräte sofort im Blick.

 Download von Quellcode

CoDeSys übersetzt den von Ihnen erstellten Quellcode in nativen Maschinencode. Damit ist dieser Binärcode nicht mehr rückübersetzbar.

Für eine Reihe von Anwendungen ist es sinnvoll, den Binärcode sowie den Quellcode auf der Steuerung zu haben, um bei Wartungseinsätzen sofort auf den richtigen Quellcode zugreifen zu können. CoDeSys unterstützt diese Anforderung, sofern vom Gerät entsprechende Ressourcen bereitgestellt werden. Mit „Online/Quellcode auf die verbundene Steuerung schreiben“ können Sie einen Sourcecode-Download sofort durchführen. Im Menü „Datei“ steht Ihnen dasselbe Kommando zur Verfügung, wobei Sie sogar auswählen können, auf welche Steuerung im Netzwerk der Quellcode-Download erfolgen soll. Natürlich können Sie den heruntergeladenen Quellcode auch wieder öffnen, das entsprechende Kommando finden Sie ebenfalls im Menü „Datei“.

 Boot-Projekt

Wenn Sie einen Programm-Download des übersetzten Applikationscodes durchführen, wird dieser normalerweise in den Arbeitsspeicher (RAM) der Steuerung geladen. Somit stehen Ihnen alle beschriebenen Online- und Debugging-Möglichkeiten zur Verfügung. Damit die Steuerung nach dem Einschalten diese Applikation automatisch lädt und ausführt, können Sie mit dem Kommando „Online/Bootapplikation erzeugen“ diesen Code im Flash-Speicher der Steuerung so ablegen, dass dieser nach dem Starten der Steuerung in den Arbeitsspeicher geladen und automatisch gestartet wird.

 Visualisierung

Hilfreich bei der Fehlersuche und Diagnose der Applikation ist auch die in CoDeSys integrierte Visualisierung. Damit können Sie sich ganz einfach z.B. numerische Werte in Balkendiagrammen darstellen lassen, Zustände mit Farbwechseln anzeigen oder sogar Bitmaps verwenden, um verschiedene Variablenwerte oder Zustände der Steuerung grafisch sofort kenntlich zu machen.

Der große Vorteil der integrierten Visualisierung: Sie können sich die erzeugten Masken für Test und Inbetriebnahme sofort innerhalb von CoDeSys anzeigen lassen, ohne dazu ein zusätzliches Tool zu verwenden. Bei einer großen Anzahl von Geräten können Sie diese Masken aber auch als Basis für die Visualisierung der Maschine oder Anlage verwenden: Mit den optionalen Produkten CoDeSys HMI, CoDeSys TargetView und CoDeSys WebView stehen Ihnen drei unterschiedliche Ablaufvarianten zur Verfügung.