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Lesedauer: 11min
Bewährte Technik in neuem Gewand
Die Zukunft der IEC61131-3
Wir schreiben das Jahr 2020. Händeringend wird in den USA nach Entwicklern gesucht, die Cobol beherrschen. Diese Sprache wurde vor über 60 Jahren für betriebswirtschaftliche Problemstellungen ins Leben gerufen. Auch heute noch sind 40 Prozent der Systeme im Finanzwesen in Cobol programmiert, unter anderem auch das Computersystem zur Erfassung der Arbeitslosenversicherung. Zur Wartung dieser Systeme braucht man Entwickler mit diesem Spezialwissen. Auch IEC61131-3-Programmierer mit dem Wissen und der nötigen Erfahrung zu finden, wird immer schwieriger, obwohl die Programmierung relativ einfach und intuitiv ist.
 Application Developer: Einfaches Verknüpfen der Komponenten untereinander, mit Hardware-Signalen und mit Variablen
Application Developer: Einfaches Verknüpfen der Komponenten untereinander, mit Hardware-Signalen und mit VariablenBild: Bachmann electronic GmbH

Mit der Einführung der Norm IEC61131-3 im Jahr 1994 wurde damals die DIN19239 abgelöst. Sie ist die einzige weltweit gültige Norm, welche Sprachen zur SPS-Programmierung definiert. Die fünf Sprachen haben unterschiedliche Anwendungsziele und kommen einzeln oder in beliebiger Kombination bei der Automatisierung von Maschinen und ganzen Anlagen zum Einsatz. Durch die neue Generation von Engineering-Werkzeugen können nun die ursprünglichen Stärken der Sprachen mit modernsten Entwicklungs-Workflows kombiniert werden. Dies ermöglicht die Umsetzung herausfordernder Applikationen bei hohem Komfort und Sicherheit für den Programmierer.

 Component Manager Framework: Eine Gesamtapplikation besteht aus mehreren Komponenten, wobei die Kommunikation über den Variablen- und Konfigurationsservice erfolgt.
Component Manager Framework: Eine Gesamtapplikation besteht aus mehreren Komponenten, wobei die Kommunikation über den Variablen- und Konfigurationsservice erfolgt.Bild: Bachmann electronic GmbH

Höchste Anforderungen an die Applikation

Neben der harten Echtzeitfähigkeit werden bei Applikationen in der Automatisierungstechnik immer kürzere Taktzyklen gefordert, wobei die automatisierten Anlagen oft Jahrzehnte lang ohne Unterbrechung laufen müssen. Die Architektur der IEC61131-3 zielt voll auf Robustheit ab und die bereitgestellte Syntax der Textbefehle oder Grafikformen ist besonders einfach verständlich. Somit können auch ungelernte Programmierer wie Verfahrenstechniker oder Elektriker in einer für sie geeigneten Sprache eine Automatisierung bewerkstelligen.

 PLC Insight: Zur Überwachung der Applikation kann für ausgewählte Funktionsblockdiagramme eine web-basierte Visualisierung generiert werden, welche nach dem Deploy der Applikation direkt auf der Steuerung verfügbar ist.
PLC Insight: Zur Überwachung der Applikation kann für ausgewählte Funktionsblockdiagramme eine web-basierte Visualisierung generiert werden, welche nach dem Deploy der Applikation direkt auf der Steuerung verfügbar ist.Bild: Bachmann electronic GmbH

Effizienz um jeden Preis

Egal ob Serienmaschine mit Zusatzoptionen oder Einzelanfertigung, die Automatisierer haben damit zu kämpfen, dass die Modularität bei der Hardware vorangetrieben wurde, aber für den schnell gewachsenen Bereich der Software oft noch hinterherhinkt. Dies führt zu einem hohen Druck auf das Engineering, wo ebenfalls gerne auf einen Baukasten mit vorgefertigten Funktionsmodulen zurückgegriffen werden würde, um daraus die Gesamtapplikation zusammenzustellen. Auf Code-Ebene wird das von der IEC61131-3 von jeher unterstützt. Hierbei erfordert aber jede Änderung an der Logik eine erneute Kompilierung in einem Entwicklungswerkzeug und auch einen kompletten Funktionstest der Applikation. Dies bedeutet eine lange Engineering-Zeit und somit auch hohe Gesamtkosten. Je nach Plattform kann sich der Entwickler bei der Umsetzung einer Applikationsaufgabe zwischen verschiedenen Programmiersprachen entscheiden. Dabei spielen bei der Auswahl neben der Echtzeitfähigkeit, der Performance bei der Ausführung und der Flexibilität oft auch die zur Verfügung stehenden Bibliotheken eine entscheidende Rolle.

Knowhow-Schutz vs. Diagnostizierbarkeit

Dazu kommen neue Anforderungen aus der IT-Welt, die bisher eine untergeordnete Rolle gespielt haben, da Maschinen und Anlagen größtenteils nicht mit einem Internetzugang ausgestattet waren. Heute will der Betreiber zu jeder Zeit und von jedem Ort aus Zugriff auf die Prozessdaten haben sowie alle Zustände überwachen können. Für eine rasche Diagnose musste bisher zumeist der gesamte Quellcode auf dem Automatisierungssystem ablegt werden, nur um im Störfall ein paar Signalpfade nachzuvollziehen. Daraus ergeben sich große Angriffsflächen für den illegalen Zugriff auf die Maschine oder den Verlust wertvollen Know-hows in Form von Applikationslogik.

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