Stoll zeichnet sich durch die Generierung strukturierter Software aus

Je größer die Aufgabe, desto wichtiger ist eine solide Vorbereitung. Die Automatisierungsspezialisten der Stoll Group mit Sitz im Oberallgäu in Deutschland standardisieren 130 SPS-Steuerungen an fünf Molkereistandorten in Champignon. Ihre Lösung setzt neue Maßstäbe in Bezug auf Effizienz und Programmqualität.

Reduzierung der Entwicklungszeit durch Generierung von PLC-Code

Die Entwickler von Stoll arbeiteten eng mit der Champignon Hofmeister Group zusammen, um dieses Großprojekt, das sich über fünf Produktionsstätten erstreckt, in den nächsten Jahren gründlich vorzubereiten. Da so große Teile des Codes für einzelne Teilprojekte vollautomatisch generiert werden können, profitieren beide Unternehmen gleichermaßen: von höherer Kosteneffizienz und höherer Codequalität bis hin zu einer transparenten Codestruktur, sowohl jetzt als auch über den gesamten Lebenszyklus der Lösung.

Die Spezialisten von Stoll entwickelten ein kundenspezifisches Ausrüstungsmodul, um den Modular Application Creator nutzen zu können.

Wie generiert man automatisch den PLC-Basiscode

Nachdem der Umfang des Kundenprojekts im Laufe des Jahres 2022 gewachsen war, begannen die Spezialisten der Stoll Group Anfang 2023, nach einer Lösung zu suchen, die die langfristige strukturierte und einheitliche Generierung des Codes sicherstellt und auch die vollautomatische Generierung wesentlicher Teile des Codes ermöglicht. Seit SIMATIC S7-1500 Steuerungen wurden beim Kunden vor Ort installiert und eine Lösung, die auf der reinen TIA Portal Openness-Schnittstelle basierte, wurde aufgrund der Komplexität des Projekts abgelehnt. Das Team unter der Leitung von Andreas Krug und Thomas Bilgri vom Automation Competence Center (CCA) der Stoll Automation GmbH beschloss, ein kundenspezifisches Gerätemodul zu entwickeln, das auf SIMATIC Modular Application Creator Modul-Builder.

Die Software ermöglicht die automatische Erstellung von TIA-Projekten und erleichtert dank der enthaltenen Komfortfunktionen die Verwendung der Openness-Oberfläche erheblich, insbesondere bei der Generierung von Software. Andreas Krug, Leiter der Abteilung CCA Software Construction & Commissioning bei Stoll: „Die Idee war, den Umfang der manuellen Programmierung im TIA Portal mit dem kundenspezifischen Gerätemodul zu reduzieren. Das würde Fehlerquellen minimieren und eine erkennbare Grundstruktur für alle einzelnen Projekte schaffen.“

Ihre Vorteile

66% Automatische Codegenerierung

Bis zu 66% des PLC-Basiscodes werden vollautomatisch generiert, was die manuelle Programmierung reduziert, Fehlerquellen minimiert und eine konsistente Codequalität für alle 130 Steuerungen gewährleistet.

1 Einzelcode-Generator

Ein kundenspezifisches Gerätemodul standardisiert 130 SPS-Steuerungen an fünf Produktionsstandorten und gewährleistet so eine gleichbleibende Codequalität während des gesamten Projektlebenszyklus.

3-fach Schnellerer Projektabschluss

Durch die Automatisierung der Generierung des PLC-Basiscodes schließt Stoll Projekte bis zu dreimal schneller ab als bei vollständig manueller Programmierung, ohne Kompromisse bei der Codequalität oder -struktur einzugehen.

Im automatisch generierten Code befinden sich die verschiedenen Programmteile oder Anweisungen immer an derselben Stelle. Sobald Sie dieses System verstanden haben, können Sie viel effizienter arbeiten, sowohl in der Programmierung als auch später im Service.

Thomas Bilgri, CCA Softwaretechnik, Stoll Automation GmbH

Von der Hochsprache zur SPS-Programmierung

Bis zu diesem Zeitpunkt mussten die Programmierer das Gerätemodul zunächst selbst programmieren, in enger Zusammenarbeit mit Engineering Workflow Systems Consulting und dem Application Center von Siemens — was natürlich nicht auf der Ebene der SPS-Programmierung, sondern mit C-Sharp geschah. Thomas Bilgri, CCA-Softwareingenieur bei Stoll: „Wir verwenden nicht jeden Tag Hochsprachenprogramme wie C-Sharp. Aber je mehr Zeit wir damit verbrachten, desto klarer konnten wir das Potenzial des Modular Application Creators erkennen. Tatsächlich konnten wir den Modular Application Creator in weniger als drei Monaten als Codegenerator verwenden.“

Team, das sich um die Entwicklung des kundenspezifischen Ausrüstungsmoduls kümmerte, saß an einem Schreibtisch in einem Besprechungsraum.

Team, das sich um die Entwicklung des kundenspezifischen Ausrüstungsmoduls in einem Besprechungsraum kümmerte.

Das kundenspezifische Ausrüstungsmodul ist seit August 2023 in Betrieb, und seitdem arbeitet das Automatisierungsteam von Stoll daran, das Modul zu verfeinern und die ersten Projekte umzusetzen. Die Grundlage für die Programmierung ist ein Flussdiagramm oder eine Referenzindikatorenliste des betreffenden Kundensystems. „Davon ausgehend entwickeln wir eine strukturierte XML-Datei mit allen Motoren, Ventilen, Sensoren usw. und generieren den grundlegenden SPS-Code für das System mithilfe des Gerätemoduls und des Modular Application Creators“, sagt Thomas Bilgri.

Durch die Verwendung des Modular Application Creators zur automatischen Generierung des PLC-Basiscodes sind wir in der Lage, viel schneller zu programmieren, und wir profitieren von einer gleichbleibend hohen Codequalität

Andreas Krug, Leiter der Abteilung CCA-Softwarekonstruktion und Inbetriebnahme, Stoll Automation GmbH

Bis zu 66% weniger Programmieraufwand

Die Arbeit ist noch nicht getan. „Aber“, sagt Andreas Krug, „der Basiscode ist sauber generiert. Das spart Zeit, reduziert Fehlerquellen und stellt sicher, dass die Grundstruktur der Software in allen Projekten gleich ist.“ Krug schätzt, dass der Prozentsatz des automatisch generierten Codes, der im ersten Teilprojekt bereits 50% betrug, langfristig auf 66% steigen wird — ein Wert, der fast eins zu eins in Zeitersparnis übersetzt werden kann: „Ich habe gerade ein System entworfen, bei dem die generierte Basis verfügbar war — und ich würde sagen, wenn wir das alles manuell hätten erstellen müssen, hätten wir dreimal so lange gebraucht. Und wenn Sie bedenken, dass wir von insgesamt etwa 130 Controllern sprechen, können Sie leicht berechnen, welche Vorteile uns die strukturierte und automatische Codegenerierung bietet.“

TIA Portal PLC-Programmierschnittstelle, die auf einem breiten Monitor bei Stoll Automation angezeigt wird.

Zwei Ingenieure überprüfen den SPS-Code auf mehreren Monitoren.

Die damit verbundene Reduzierung der Programmierkosten ist nur ein Vorteil, den das kundenspezifische Ausrüstungsmodul bietet. Die qualitative Dimension ist für die Entwickler mindestens genauso wichtig: „Weil der Basiscode während des gesamten Projekts von ein und demselben Codegenerator generiert wird“, sagt Bilgri, „ist die PLC-Software für jedes System auf die gleiche Weise strukturiert. Das erleichtert die Arbeitsteilung in der Softwareentwicklung, weil jeder weiß, wohin er gehen muss. Es unterstützt auch nachträgliche Codeänderungen, weil überarbeitete Software-Bausteine einfach überall ausgetauscht werden können, und es vereinfacht die Wartung während des gesamten Lebenszyklus der Lösung, weil jeder weiß, wo die Funktionen versteckt sind.“

Dank der standardisierten Programmstruktur profitieren wir nicht nur bei der Inbetriebnahme, sondern auch beim Service — das spart Zeit, reduziert Fehlerquellen und bietet uns während des gesamten Projekts zahlreiche wirtschaftliche Vorteile.

Andreas Kuisel, Leiter der Elektrotechnik, Champignon-Molkerei

Automatisierte Verpackungs- und Sortierlinie in der Champignon-Milchproduktionsanlage.

Außerdem — und das ist entscheidend für ein mittelständisches Unternehmen wie Stoll — wäre ein Projekt dieser Größenordnung für die Allgäuer Spezialisten ohne den kundenspezifischen Codegenerator kaum möglich gewesen, vor allem angesichts des Fachkräftemangels in der Branche. Andreas Krug: „Das hätte die vertrauensvolle Beziehung, die wir zu unserem Endkunden pflegen, nicht gefährdet, die über 25 Jahre gewachsen ist, aber es hätte sie auf die Probe gestellt.“

Apropos Champignon-Molkerei, die hauseigenen Techniker und Prozessspezialisten des Unternehmens sind von der hochstrukturierten Software begeistert. „Dank der standardisierten Programmstruktur profitieren wir nicht nur bei der Inbetriebnahme und beim Service, sondern auch bei der Visualisierungsoberfläche oder beim Anschluss der Systeme an übergeordnete Steuerungssysteme. Das spart Zeit, reduziert Fehlerquellen und bietet uns während des gesamten Projekts zahlreiche wirtschaftliche Vorteile „, sagt Andreas Kuisel, Leiter der Elektrotechnik der Champignon-Käserei.

Aufgrund der positiven Erfahrungen mit dem Champignon-Molkereiprojekt haben wir uns entschieden, den Modular Application Creator zu verwenden, um unser eigenes Standardgerätemodul zu entwickeln. Dies wird es uns ermöglichen, branchenübergreifende Projekte mit unseren Kunden effizient und mit einem hohen Qualitätsniveau abzuschließen.

Michael Mildner, Mitglied des Vorstands, Leiter des Competence Center Automation (CCA), Stoll Automation GmbH

Internes Modul in der Pipeline

Es ist daher nicht überraschend, dass die Entscheidungsträger der Stoll Automation GmbH Anfang 2024 beschlossen, über das jetzt entwickelte Gerätemodul hinauszugehen, das sowohl branchenspezifische als auch kundenspezifische Anforderungen erfüllt, und zusätzlich Stolls eigenes Gerätemodul zu entwickeln, „das es uns ermöglicht, ihre eigenen Projekte branchenübergreifend effizient und mit hoher Qualität abzuschließen“, sagt Michael Mildner, Mitglied der Geschäftsleitung und Leiter des Automation Competence Center (CCA) bei Stoll. „Darüber hinaus wollen wir den breiten Funktionsumfang des Modular Application Creator nicht nur auf SPS-Ebene nutzen, sondern auch auf der HMI-Seite und in den übergeordneten Steuerungssystemen.“