Portale Grande die Zweite Ein näherer Blick auf das TIA-Portal (Teil 2)

Der Kern eines jeden Engineeringtools für Steuerungen ist die Programmierung. Für alle Controller von Siemens stehen die Sprachen Strukturierter Text, Kontaktplan und Funktionsplan zur Verfügung. Anweisungsliste und Schrittkettenprogrammierung ist den Controllerfamilien S7-300, S7-400 und WinAC vorbehalten. Auch bei der Programmierung wurde auf einen nahtlosen Übergang zwischen den Editoren geachtet. So ist beispielsweise Drag & Drop über mehrere Editoren und Tabs problemlos möglich. Variablen lassen sich aus der Geräteansicht auf das Programm und die Visualisierung einfach übertragen. Die automatisch generierte Querverweisliste über das gesamte Projekt hinweg mit direktem Link auf die Verwendungsstelle erleichtert die Navigation durch das Projekt. Das TIA-Portal bietet die von Microsofts Visual Studio bekannte Funktion Intellisense bei der Programmeingabe, eine Hilfestellung für die automatische Vervollständigung von Befehlen. Alle Editoren bieten die Favoritenleiste, mit deren Hilfe häufig genutzte Funktionen für einen schnellen Zugriff abgelegt werden können. Die Standards in neuem Gewand Sowohl die grafischen Programmiersprachen FUP und KOP als auch AWL haben im TIA-Portal modernisierte Editoren erhalten. Bei allen grafischen Sprachen werden mehrere Objekte ganz einfach mithilfe der Lassofunktion selektiert. Eine Mehrfachverwendung ist durch Kopieren möglich. Befehle lassen sich sehr einfach per Drag & Drop ändern. Interessant ist auch die Möglichkeit, zwischen den Sprachen KOP, FUP und AWL für einen Programmteil umzuschalten. Strukturierter Text für komplexe Aufgaben In der Präsentation von Siemens steht bei der Beschreibung der Structured Control Language (SCL) ein bemerkenswertes Statement als Vorteil der Programmierung mit dem Strukturierten Text: \“Hohe Zeitersparnis im Vergleich zum Programmieren KOP/FUP/ AWL.\“ Dieses Statement ist sicher der Tatsache geschuldet, dass die Komplexität von Automatisierungsprojekten stetig zunimmt und dass der gesamte Ingenieursnachwuchs, unabhängig von der Disziplin, in der Programmierung von Hochsprachen ausgebildet wird. Konsequenterweise wurde beim TIA-Portal der Editor für den Strukturierten Text sehr komfortabel gestaltet. So z.B. die Variablendefinition in einem übersichtlichen Interface. Die Werte aller Variablen werden online dargestellt, was für die Inbetriebnahme sehr hilfreich ist. Komplette Programmcode-Bereiche können mit einem Mausklick aktiviert oder deaktiviert werden. Schleifen und mehrzeilige Kommentare lassen sich auf- und zuklappen, um eine bessere Übersichtlichkeit zu erreichen. Bausteine die im Strukturierten Text erstellt wurden, lassen sich in anderen Step-7-Sprachen nutzen und bilden die Basis, um Programmcode zwischen den unterschiedlichen Steuerungsfamilien auszutauschen. Schritt für Schritt Für die Programmierung sequenzieller Abläufe oder paralleler Schrittfolgen bietet das TIA-Portal die grafische Ablaufsprache Sequential Function Chart (SFC). Mit Simultan- und Alternativ-Verzweigungen, Sprüngen innerhalb von Ablaufketten, Schritt-Aktivierung und Deaktivierung ist ein flexibler Aufbau der Schrittketten möglich. Durch die selektive Bearbeitung der Schritte ist die Bearbeitungszeit einer Schrittkette unabhängig von der Schrittanzahl. Mithilfe der Definition von Transitionen oder Verriegelungen kann eine Synchronisation von Automatik- und Handbetrieb umgesetzt werden. Mithilfe der Einzelschrittanzeige hat der Anwender alle erforderlichen Details im Blick. Durchgängigkeit macht sich bezahlt Gerade bei der Programmierung macht es sich positiv bemerkbar, dass eines der Grundprinzipien des TIA-Portals die konsistente Datenhaltung ist. Werden Daten in einem der Programmiereditoren geändert, dann werden diese automatisch in allen anderen Editoren und projektweit angepasst. Ein ganz erheblicher Vorteil, der Programmierern das Leben deutlich vereinfachen wird. In der Praxis muss sich zeigen, wie es sich mit dem Umgang bestehender Projekte und der Nutzung unterschiedlichster Geräte in einem Projekt verhält. Sobald die ersten Erfahrungsberichte von Anwendern vorliegen, werden wir darüber berichten. Umfassendes Bibliothekskonzept Die Wiederverwendbarkeit von bereits erzeugten Projektteilen wie Visualisierungsmasken, Grafiken, Programmbausteinen, Funktionen, Konfigurationen und Variablen bietet ein großes Potenzial für eine erhebliche Steigerung der Effizienz. Das ist wohl der Grund dafür, dass das TIA-Portal über ein durchgängiges und damit übergreifendes Bibliothekskonzept verfügt. Für den Einstieg stehen bereits vorgefertigte Bibliotheksprojekte zur Verfügung. Mit der globalen Bibliothek lassen sich Elemente zwischen verschiedenen Projekten austauschen. Dabei werden die Bibliotheken ganz einfach in beliebigen Ordnern des Windows-Dateisystems abgelegt. Die ganzen Projektordner lassen sich mit Passwortschutz versehen und komprimieren. Sie können so anderen Mitarbeitern sicher zur Verfügung gestellt werden. Die dem Projekt zugehörige lokale Bibliothek wird zusammen mit dem jeweiligen Automatisierungsprojekt gespeichert. Alle lokalen Bibliotheksobjekte können innerhalb des Projektes beliebig wiederverwendet werden. Z.B. lassen sich Objekte per Drag & Drop in andere Controller oder bei der Visualisierung von Bediengerät zu Bediengerät übertragen. Bibliotheken können beispielsweise folgende Objekte enthalten: – Programmbausteine – Grafikobjekte aus Visualisierung – Variablen aus Controllern – Komplette Visualisierungs-Applikationen – Komplett parametrierte Baugruppen – Komplette Stationen Diagnose und Online Das TIA-Portal erlaubt den Zugriff auf vernetzte Geräte auch dann, wenn noch kein Projekt angelegt ist. Alle im Netzwerk verfügbaren Geräte werden in der Geräteübersicht dargestellt und deren Gerätestatus ist sofort verfügbar. U.a. steht eine Liste von Ereignismeldungen mit Eventdetails zur Verfügung. Eine Meldung setzt sich aus den Elementen Baugruppe, Meldetext und Meldestatus zusammen. Neben den automatisch generierten Meldungen können Meldetexte auch individuell generiert werden. Dafür lassen sich Variablen als Trigger definieren und kurze Meldetexte eingeben. Diagnosemeldungen werden automatisch auf dem Bediengerät in Diagnosefenster angezeigt. Zum Thema Diagnose und Online stehen allgemein noch nicht so viele Informationen zur Verfügung. Das kann daran liegen, dass diese selbsterklärend sind oder die dazugehörigen Funktionalitäten sind noch ausbaufähig. Generell ist es wohl so, dass die Diagnose, wie sie bereits heute vorhanden ist, im TIA-Portal insbesondere in Sachen Projektierung verbessert wurde. Für \’Systemfehler melden\‘ reicht nun ein einziges Häkchen in der Gerätekonfiguration, und alle erforderlichen Bausteine werden automatisch generiert und aufgerufen. Es lassen sich auch Bausteine für Fehlerbehandlung automatisch generieren. Im HMI wurde mit dem Diagnose-Viewer ein Control geschaffen, das all diese Informationen auf einem Panel anzeigt. Die Konfiguration ist dabei sehr einfach: Das Control muss nur in einer Visualisierungsmaske platziert werden, den Rest macht das TIA-Portal. Weitere Konfigurationen sind nicht erforderlich. Simulation Simulation ist eines der ganz großen Themen in der Automatisierungstechnik. Seit vielen Jahren diskutiert, hält es mehr und mehr Einzug in die Praxis. Die Welt der Roboter- und CNC-Steuerungen ist in diesem Bereich der klassischen Steuerungstechnik um einiges voraus. Was mit Sicherheit auch daran liegt, dass es sich bei Robotern und CNC-Steuerungen eher um in sich abgeschlossen Systeme handelt, während die klassische Fertigungsautomation sehr modular aufgebaut und nahezu beliebig erweiterbar ist. Siemens verspricht im Zusammenhang mit dem TIA-Portal Software-Test mit Controller-Simulation ohne Hardware. Mehrere Controller lassen sich so im Verbund testen. Das TIA-Portal bringt mit Step 7 und WinCC Stand heute lediglich die Simulation von Controllern und Visualisierungsgeräten bis hin zu Scada mit. Betrachtet man ein Automatisierungsprojekt in seiner Gesamtheit, also mit Steuerung, Visualisierung, Bedienung, Regelungstechnik und Antriebstechnik, dann können wir hier sicher von einer Controller-Simulation, jedoch nicht von einer Anlagen- oder Projektsimulation sprechen. Sehr hilfreich für jeden Anwender, aber auch ein Bereich, in dem noch eine Menge Musik drin ist für die Zukunft. Die Anlagen und Prozesssimulation kann heute über externe Tools, z.B. Simit, realisiert werden, ist jedoch nicht in das TIA-Portal integriert. Konvertierung bestehender Projekte Für die vielen Tausenden von Siemens-Anwendern ist natürlich eine Frage sehr wichtig: Wie lassen sich die bestehenden Projekte in das TIA-Portal migrieren? Welche Möglichkeiten werden geboten, um die in unzähligen Stunden erstellten Programme, Masken und sonstige Projektdaten weiter zu verwenden? Und wie viel Aufwand muss dafür betrieben werden? Siemens selbst hat im Zuge der Ethernet-Entwicklung in der Automatisierungstechnik immer wieder vom Investitionsschutz gesprochen. Dieser ist im Zusammenhang mit dem neuen Tool von elementarer Bedeutung, da es um Unmengen investierte Zeit und damit auch um sehr viel Geld geht. In den Unterlagen von Siemens heißt es zum Thema Migration ganz banal: \“Eine Übernahme bereits bestehender Automatisierungsprojekte ist gewährleistet.\“ Das klingt zunächst einmal sehr einfach. Wenn man die Komplexität eines gesamten Automatisierungssystemes jedoch betrachtet, dann kommt man sehr schnell zu dem Schluss, dass dies gar nicht so ganz einfach sein kann. Alle Erfahrungen mit beliebigen Automatisierungssystemen sprechen dieselbe Sprache. Interessanterweise widmen sich die Siemens-Unterlagen diesem überaus wichtigen Thema nur einige wenige Zeilen. Auch an dieser Stelle muss die Praxis zeigen, wie geschmeidig eine Migration bestehender Projekte tatsächlich vonstatten geht. Man darf gespannt sein. Ausblick Nach Aussage des Siemens-Mitarbeiters auf dem Messestand in Hannover wird das TIA-Portal in den nächsten Monaten ausgeliefert werden. Stand heute sind noch nicht alle Funktionen integriert. So fehlt in der auf der Messe präsentierten Version noch das Thema Antriebstechnik mit Simotion und Sinumerik. Dies soll aber noch in diesem Jahr integriert werden. Mit ein wenig Fantasie ist noch ein großes Potenzial an Weiterentwicklung vorstellbar. Wenn man sich das Software-Portfolio und die Strategie bei Siemens anschaut, dann ist eine Anbindung in Richtung Manufacturing Execution Systems (MES), Command and Control (C&C) und Produkt Lifecycle Management (PLM) ein logisches Szenario. Betrachtet man die Geschwindigkeit, in der Technologien in den Maschinen- und Anlagenbau Einzug halten, dann sprechen wir von einer mittel- bis langfristigen Entwicklung über die nächsten Jahre. Fazit Mit dem TIA-Portal hat Siemens eine sehr gute Grundlage für das Engineering ihrer Steuerungs- und Antriebstechnik für die nächsten Jahre gelegt. Insbesondere Neueinsteiger profitieren von dieser Architektur, die nun auch eine echte Softwareintegration darstellt. Wie sich erfahrene Anwender verhalten werden, bleibt sicherlich abzuwarten. Vielleicht treten zunächst ähnliche Effekte ein, wie bei der Bedienung eines PCs per Maus. Wer sich mit den Tastaturkürzeln von Software angefreundet hat, der ist allemal schneller wie jeder Mausbediener. Professionelle Anwender haben sich Tools, Makros und sonstige Workarounds geschaffen, um mit den bisherigen Tools möglichst effizient arbeiten zu können. Mittel- und langfristig führt jedoch mit Sicherheit kein Weg am TIA-Portal vorbei. In einigen Monaten kann sicherlich mehr darüber gesagt werden. Dann gibt es erste Erfahrungsberichte der Anwender bezüglich des TIA-Portals und es gibt Aussagen darüber, wie es in der Praxis genutzt wird. (mbw) Kasten 1: Statement von Siemens zur weiteren Entwicklung Wir haben Karsten Schneider, Marketing Manager Simatic S7, einige Fragen zur Weiterentwicklung des TIA-Portals gestellt. SPS: In der IT-Welt ist die objektorientierte Programmierung (OOP) nicht mehr wegzudenken, und einige Steuerungshersteller setzen auch in der Automatisierungstechnik voll auf diese Programmiertechnik. Wie steht Siemens zum Thema objektorientierte Programmierung? Karsten Schneider: Zurzeit wird die IEC611313, die Sprachnorm für SPS-Sprachen, in einer 3rd Release überarbeitet. Ein wesentlicher Bestandteil dieser Überarbeitung sind kompatible Ergänzungen zur objektorientierten Programmierung. Siemens bietet heute mit Step 7 normkonforme Programmiersoftware an und stellt dies auch für die Zukunft sicher. Daher wird es auch in Step 7 objektorientierte Erweiterungen entsprechend der IEC-Norm geben, mit allen bekannten Vorteilen, die eine objektorientierte Programmentwicklung bietet. SPS: Das TIA-Portal steht aktuell in dieser Form ganz am Anfang. Trotzdem würde es uns interessieren, wo Sie Potenziale zur Weiterentwicklung der Plattform sehen. Karsten Schneider: Das Portal ist ein wichtiger Baustein in der Gesamtstrategie der Industry Automation Division, die ihre Kunden befähigen will, den vollständigen Lebenszyklus ihrer Produkte zu managen – von Produktentwicklung über Produkt- und Produktionsplanung bis zu Inbetriebnahme, Steuerung und Wartung. Das TIA-Portal fasst alles zusammen, was mit Planung und Engineering der Produktion zu tun hat. Mit der Version 11 haben wir einen wichtigen Schritt in diese Richtung getan und Steuerungsprogrammierung, Visualisierung und Antriebsparametrierung zusammengefasst. Diese Integration wird in der nächsten Zeit nun über das komplette Automatisierungs- und Antriebsportfolio vorangetrieben. Kasten 2: Stimmen von Anwendern zum TIA-Portal Im ersten Teil des Beitrags haben Anwender ihre Einschätzung zum TIA-Portal abgegeben, deren Statements uns von Siemens zur Verfügung gestellt wurden. Für diesen zweiten Teil haben wir selbst nach Anwendern recherchiert und diese über das TIA-Portal befragt. Wohl wissend, dass noch keine Erfahrungen aus der Praxis vorliegen können. Es ging bei der Befragung darum, welche Erwartungen Anwender der Siemens Automatisierungstechnik an das Portal haben, nachdem was ihnen Stand heute bekannt ist. Marc Hentzner, Leitung Steuerungstechnik, Schnaithmann Maschinenbau GmbH (110 Mitarbeiter): \“Als einer der führenden Systemlieferanten für Automatisierungstechnik, ist der Umgang mit der aktuellen sowie der neuen Siemens Programmieroberfläche, unser tägliches Brot. Aktuell sind wir beim Austesten des neuen Siemens Tia-Portals in fiktiven Projekten. Unsere Erwartung an das neue System ist eine weitgehend downgrade-fähige Umgebung. Wir wollen hier den Übergang vom Altbewährtem zum Neuen, und vielleicht noch Besseren, so einfach wie möglich zu halten. Das ganze System muss ebenso mit bereits abgeschlossenen wie auch neuen Projekten umgehen können. Besondere Erwartungen haben wir in der Integration der Einzelkomponenten in einem ressourcenfreundlichen Gesamtkonzept. Bekannte Softwarestrukturen müssen mühelos im Tia-Portal eingearbeitet werden können, um Firmenstandards weiterhin verwendbar zu machen. Erfahrungen im Umgang mit dem System im Detail werden sich jedoch erst in den nächsten Wochen ergeben.\“ www.schnaithmann.de Josef Schröter, Leiter Elektrotechnik, Automatisierungs- und Prozesstechnik, Keller HCW GmbH (550 Mitarbeiter): \“In unseren ersten Tests haben wir sehr gute Eindrücke vom Tia-Portal gewinnen können. Es handelt sich dabei um ein Top-Produkt, das lange überfällig war und vom Markt erwartet wurde. Zwar sieht man hier und da, dass sich die Software noch in der Entwicklung befindet, dennoch sind wir sicher, dass wir unsere Systeme umstellen werden. Die Umrüstung auf das Tia-Portal ist jedoch erst einmal mit hohen Kosten verbunden. Neben den Lizenzen, die wir erwerben müssen, müssen wir auch in unsere Hardware investieren. Langfristig erwarten wir uns vom Tia-Portal aber Ersparnisse im Engineering. Die können wir zunächst für die Umrüstung ausgeben, danach bleiben sie uns als Gewinn.\“