Function Block Factory: Die offene Universallösung für die Erstellung von IO-Link-Funktionsbausteinen

21.07.2021

GO BEYOND. Discovery #7 

Wer IO-Link-Geräte in Steuerungen integrieren und dabei auf Geräteparameter zugreifen oder Diagnoseinformationen erheben möchte, steht hierbei vor der Aufgabe, viele azyklische Anfragen zu programmieren und sich dabei mit vielen unterschiedlichen Geräten, Parametern und komplexen Datentypen auseinandersetzen zu müssen. Die Function Block Factory (FBF) von SICK als offener softwarebasierter Dienst erstellt automatisiert Funktionsbausteine, die den Implementierungsaufwand erheblich reduzieren – und das nicht nur beim Zugriff auf die Geräteparameter, sondern auch auf die einzelnen Bestandteile der Prozessdaten der IO-Link Geräte. Dabei ist die FBF nicht nur für zehn Steuerungen offen, sondern auch für die IO-Link-Geräte aller Hersteller.

 

Die FBF ist der erste webbasierte Dienst seiner Art zur Vereinfachung der Integration von IO-Link-Gerätedaten in Steuerungsprogramme. Der Softwaredienst stellt nicht nur Funktionsbausteine zur Verfügung, sondern auch Datenstrukturen, die dafür sorgen, dass kein Aufwand bei der Deklaration von Parametervariablen entsteht. Zudem sorgt die FBF dafür, dass aufwendig Suchen nach Parametern, deren Indizes und Datenformaten der Vergan-genheit angehören. Das spart nicht nur in erheblichem Maße Entwicklungszeit und Programmieraufwand, sondern eliminiert auch Fehler und beschleunigt so die Inbetriebnahme.

 

Die Fehlervermeidung durch die Funktionsbausteine resultiert aus der Tatsache, dass das Konzept der FBF über einen längeren Zeitraum zunächst SICK-intern und proprietär für die eigenen IO-Link-Geräte genutzt wurde. Dadurch ist die für den Markt weiterentwickelte und geöffnete Version in ihren Funktionalitäten ausgetestet und sicher in der Anwendung. Der Nutzer kann sich mit der FBF jeweils eigene Funktionsbausteinbibliotheken erstellen – mit individuellen Parametern und Funktionalitäten sowie für sich sprechenden Namen und Bezeichnungen. Hierbei unterstützt das Tool aktuell zehn Automatisierungssysteme und gleichzeitig alle IO-Link-Geräte aller Hersteller am Markt. Bedeutend wird diese Offenheit beispielsweise dann, wenn die gleiche Maschine eines Herstellers für verschiedene Kunden mit verschiedenen Automatisierungssystemen ausgestattet wird – die FBF erleichtert hierbei wesentlich die Kom-plexität der Aufgabe und beschleunigt die Realisierung erheblich.

 

 

FBF: Steuerungsintegration von IO-Link unerreicht einfach 

Maschinenbauer, Integratoren und Endkunden nutzen IO-Link-Geräte, weil sie sich von deren erweiterten Informationen, Smart Functions, Diagnosefunktionen und der Möglichkeit, Applikationen auf alternative Weise zu lösen, einen Mehrwert für ihre Maschinen, Anlagen und Prozesse versprechen. Geräteparameter werden beispielsweise aus der Steuerung herausgelesen, um diese etwa für Diagnosezwecke in nachgelagerten Applikationen wie z. B. das Condition Monitoring zu nutzen. Ebenso ist oftmals die Möglichkeit wichtig, IO-Link-Geräte im laufenden Betrieb zu parametrieren, beispielsweise beim Wechsel von Produktionsaufträgen bis zu Realisierung von Losgröße-1-Applikationen. Die Realisierung solcher Aufgaben wird unter Verwendung der FBF von SICK einfach, schnell und fehlerfrei. Der webbasierte Service ermöglicht es dem Anwender, aus der I/O Device Description (IODD) eines IO-Link-Gerätes seine individuelle Funktionsbausteinbibliothek zu konfigurieren und zu erstellen, um diese beliebig oft in seinen SPS-Programmen wiederzuverwenden.

 

Dabei wird der Programmieraufwand auf ein Minimum reduziert. Zugleich werden Fehler in der Kommunikation mit IO-Link-Geräten vermieden. Umfang und Inhalt der Bibliotheken können durch die freie Auswahl der jeweils verfügbaren Geräteparameter individuell definiert und jederzeit angepasst werden. Die Prozessdaten-Parserfunktion, die ebenfalls von der FBF erzeugt wird und Bestandteil der Bibliothek ist, ermöglicht es, gezielt auf jede einzelne Information innerhalb des IO-Link-Prozessdatums zuzugreifen, ohne sich zuvor über dessen Aufbau und Inhalte aus Handbüchern informiert zu haben. Der Zugang auf die FBF erfolgt per Browser über die SICK-Homepage entweder aus der Internetseite eines jeden SICK IO-Link-Produktes oder aus dem Servicemenü. Ein neuer Nutzer registriert sich bei der erstmaligen Nutzung, bekannte Nutzer melden sich unter Verwendung ihrer SICK ID an. Danach erfolgt die Auswahl der gewünschten IODD, auf Basis derer eine Funktionsbau-steinbibliothek erstellt werden soll. Die IODD wird dabei vom IODDfinder bezogen. Eine Filterfunktion der FBF sorgt dabei für ei-nen guten Überblick über die in Frage kommenden IODDs. Sind IO-Link-Gerät und IODD identifiziert, werden die gewünschte SPS mit ihrem Engineeringtool und der Feldbus gewählt. Damit sind die Rahmenbedingungen für die Erstellung der Funktionsbausteinbib-liothek gesetzt. Für die Funktionsbausteine, die Parserfunktion und die Datenstrukturen wird im nächsten Schritt ein Name vergeben. Dabei ist es zum ersten Mal möglich, diese, den eigenen Namenkonventionen folgend, zu erstellen. Anschließend werden noch die gewünschten Geräteparameter ausgewählt. 

 

 

Minimierter Entwicklungsauswand durch erweiterte Funktionsbausteinoptionen

Spezielle Merkmale der Funktionsbausteine, die in der FBF ausgewählt werden können, erleichtern die SPS-Programmierung weiter und sorgen sowohl für einen erheblich geringeren Programmieraufwand als auch für einen übersichtlichen und lesbaren Code. So ermöglicht die Multi-Selection-Option das gleichzeitige Lesen mehrerer Parameter. Dies eliminiert das Programmieren aufwendiger Schrittketten, um die Parameter nacheinander zu lesen oder zu schreiben. Enumeratoren (enums) ersetzten aussagelose Nummern durch aussagekräftige Bezeichnungen. Dadurch wird nicht nur der Entwicklungsprozess beschleunigt, weil Nach-schlagen nicht mehr notwendig ist, sondern auch der Source Code leserlicher und so zu einem späteren Zeitpunkt auch für Dritte nachvollziehbarer. Inbetriebnahmezeiten werden dadurch erheblich verkürzt. Die Funktion Subindex-Zugriff dient dazu, die Datenlast und Kommunikationsdauer zu reduzieren. Sie ermöglicht, statt kompletter, komplexer Variablen – im IO-Link-Kontext als Records bezeichnet – gezielt definierte Untervariablen auszulesen oder per Schreibfunktion zu verändern. Es muss also nicht der gesamte Record hin und her übertragen werden, sondern nur ein Bruchteil davon, nämlich lediglich die Untervariable. Per Auto-Deselection können mit nur einem Befehl alle zuvor ausgewählten Variablen und Parameter wieder abgewählt werden. Dadurch wird im Funktionsbaustein beispielsweise die Definition neuer Lesebereiche beschleunigt und erleichtert, da nicht jede einzelne Auswahl gelöscht werden muss und möglicherweise eine übersehen wird. 
 
Die Function Block Factory ist der erste und aktuell wohl einzige webbasierte Service seiner Art zur Vereinfachung der Integration von IO-Link Geräten in Steuerungen. Sie ist geprägt durch hohe Verfügbarkeit (24/7 Nutzung) sowie eine anwenderfreundliche und anwendungssichere Nutzerführung, die manuelle Datensuche, Komplexität und Fehler-risiken vermeidet. Die Integration von IO-Link-Geräten in Steuerungen ist also keine große Herausforderung mehr, sondern dank der FBF nichts weiter als eine kleine, einfache Hausaufgabe, für die keine besonderen IO-Link-Kenntnisse erforderlich sind.
 

Christoph Müller 

Senior Vice President Product Management  Industrial Integration Space

Christoph Müller verantwortet Product Management und Marketing für das Global Business Center Industrial Integration Space und damit die SICK-Aktivitäten rund um vertikale Integration und datenbasierte Lösungen der Industrie 4.0. Zuvor leitete er bei SICK unter anderem die Bereiche Global Marketing and Communication sowie den Aufbau neuer Geschäftsfelder.

 

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