Wer IO-Link-Geräte in Steuerungen integrieren und dabei auf Geräteparameter zugreifen oder Diagnose-Informationen erheben möchte, steht vor der Aufgabe, viele azyklische Anfragen zu programmieren und sich dabei mit einer Menge unterschiedlicher Geräte, Parameter und komplexer Datentypen auseinandersetzen zu müssen. Die manuelle Datensuche und die hohe Komplexität bedingen entsprechende Fehlerrisiken. So war die Integration von IO-Link-Geräten in Steuerungen bis dato eine Herausforderung, die besondere IO-Link-Kenntnisse erforderte.

Einen Weg zur Vereinfachung gibt es von Sick. Die ‚Function Block Factory‘ (FBF) ist ein offener webbasierter Dienst 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 ein aufwendiges Suchen nach Parametern, deren Indizes und Datenformaten der Vergangenheit angehören. So werden Entwicklungszeit und Programmieraufwand eingespart sowie Fehler eliminiert und die Inbetriebnahme beschleunigt. Das Konzept der FBF wurde über einen längeren Zeitraum zunächst Sick-intern und proprietär für die eigenen IO-Link-Geräte genutzt. Dadurch ist die für den Markt weiterentwickelte und geöffnete Version in ihren Funktionalitäten ausgetestet und sicher in der Anwendung. Nutzer können sich mit der FBF jeweils eigene Funktionsbausteinbibliotheken erstellen, mit individuellen Parametern und Funktionalitäten sowie für sich sprechenden Namen und Bezeichnungen. Aktuell unterstützt das Tool zehn Automatisierungssysteme und gleichzeitig sämtliche IO-Link-Geräte aller Hersteller am Markt.

Bedeutsam wird diese Offenheit beispielsweise dann, wenn die gleiche Maschine eines Herstellers für verschiedene Kunden mit verschiedenen Automatisierungssystemen ausgestattet wird – hierbei erleichtert die FBF die Komplexität der Aufgabe und beschleunigt die Realisierung.

Programmieraufwand minimiert

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. So werden beispielsweise Geräteparameter aus der Steuerung herausgelesen, um sie für Diagnosezwecke in nachgelagerten Applikationen wie zum Beispiel dem Condition Monitoring zu nutzen. Ebenso ist oftmals die Möglichkeit wichtig, IO-Link-Geräte im laufenden Betrieb zu parametrieren, beispielsweise beim Wechsel von Produktionsaufträgen bis zur Realisierung von Losgröße-1-Applikationen.

Bei der Realisierung solcher Aufgaben hilft der FBF: 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 lassen sich durch die freie Auswahl der jeweils verfügbaren Geräteparameter individuell definieren und jederzeit anpassen. 

Peter Kamp ist Leiter Industrial Software Engineering im Global Business Center Industrial Integration Space bei Sick in Freiburg.

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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.

Nachschlagen überflüssig

Die Integration von IO-Link-Geräten in das individuelle Steuerungsumfeld verschiedenster Applikationen ist dank der ‚Function Block Factory‘ auf einfache Weise möglich – spezielle IO-Link-Kenntnisse sind nicht erforderlich.

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Enumeratoren (enums) ersetzen aussagelose Nummern durch aussagekräftige Bezeichnungen. Dadurch wird nicht nur der Entwicklungsprozess beschleunigt, weil Nachschlagen nicht mehr notwendig ist, sondern auch der Source Code leserlicher und so zu einem späteren Zeitpunkt auch für Dritte nachvollziehbar. Inbetriebnahmezeiten werden erheblich verkürzt.

Die Funktion Subindex-Zugriff dient dazu, Datenlast und Kommunikationsdauer zu reduzieren. Sie ermöglicht es, statt kompletter, komplexer Variablen – im IO-Link-Kontext als Records bezeichnet – gezielt definierte Untervariablen auszulesen oder per Schreibfunktion zu verändern. So muss nicht der gesamte Record hin und her übertragen werden, sondern nur ein Bruchteil davon – die Untervariable. Per Auto-Deselection lassen sich mit nur einem Befehl alle zuvor ausgewählten Variablen und Parameter wieder abwählen. 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.