SPS Programmierung – objektorientiert – Ein Beispiel für die Konzeption eines OO-Modells für die SPS-Programmierung im Sondermaschinenbau bei der Theo Hillers GmbH

Abstract:
Bei speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS), mit denen Produktionsprozesse in Maschinenbaufirmen automatisiert werden, nimmt die Komplexität durch Industrie 4.0 und der damit einhergehenden Verzahnung der industriellen Produktion mit moderner Informationstechnik immer mehr zu. Dabei ist es eine große Herausforderung für den Softwareentwickler, die Übersicht zu behalten. Kommt es zu Softwarefehlern, sind diese schwierig ausfindig zu machen und lassen die Automationsanlagen unzuverlässig oder gar nicht arbeiten. Werden Prozesse geändert, muss die Software angepasst und diese dann erneut aufwändig getestet werden. Dabei schreiben Programmierer Code oftmals doppelt, kopieren Codefragmente oder schreiben Code fehlerhaft um. Zudem wird häufig die Testphase eingespart, um die verloren gegangene Zeit beim Abändern des Codes wieder reinzuholen. Dies führt wiederum zu Fehlern, welche sich in erhöhten Taktzeiten, erhöhter Ausschusserzeugung oder sogar in einem kompletten Produktionsstillstand bemerkbar machen können. Die objektorientierte Programmierung (OOP) ist in der allgemeinen Softwareentwicklung eine bereits oft bewährte Methode, um die steigende Komplexität der Software in den Griff zu bekommen. Durch sie kann eine riesige Verbesserung der Programmierung solcher Anlagen erreicht werden. Die Techniken dieses Programmierparadigmas sind vor allem Hochsprachen wie C++ und Java vorbehalten. Seit einigen Jahren hat sich die Verwendung der Hochsprachen ähnlichen Sprache Structured Text (ST) in der SPS Programmierung durchgesetzt. Durch den Einsatz von ST wird das Verlangen, OOP anwenden zu können, immer größer. Obwohl die DIN EN 61131-3 bereits 2013 um die Elemente der OOP erweitert wurde, wird die OOP in der Praxis bis jetzt kaum angewandt. Die Entwicklungsumgebung TwinCAT 3 von Beckhoff sowie CoDeSys 3S für speicherprogrammierbare Steuerungen bietet die Möglichkeit der objektorientierten Programmierung. Dieser Artikel beschreibt ein objektorientiertes Design einer Anlage (Montageautomat für Spritzenvorsatzfilter) bei der Theo Hillers GmbH. Hier wird nur eine Kurzfassung bzw. ein aussagekräftiges Teilbeispiel vorgestellt.