Stoll blinkt uit in het genereren van gestructureerde software

Hoe groter de taak, hoe belangrijker een goede voorbereiding is. De automatiseringsspecialisten van de Stoll Group, gevestigd in de regio Oberallgäu in Duitsland, standaardiseren 130 PLC-controllers op vijf melkveebedrijven in Champignon. Hun oplossing stelt nieuwe normen op het gebied van efficiëntie en programmeerkwaliteit.

De engineeringtijd verkorten met het genereren van PLC-codes

De ontwikkelaars van Stoll werkten nauw samen met de Champignon Hofmeister Group om zich de komende jaren grondig voor te bereiden op dit grote project op vijf productielocaties. Aangezien zulke grote delen van de code voor individuele subprojecten volledig automatisch kunnen worden gegenereerd, profiteren beide bedrijven in gelijke mate: van grotere kostenefficiëntie en hogere codekwaliteit tot een transparante codestructuur, zowel nu als gedurende de hele levenscyclus van de oplossing.

De specialisten van Stoll hebben een klantspecifieke apparatuurmodule ontwikkeld om de Modular Application Creator te kunnen gebruiken

Hoe u automatisch de PLC-basiscode genereert

Nadat de omvang van het klantproject in de loop van 2022 was gegroeid, gingen de specialisten van de Stoll Group begin 2023 op zoek naar een oplossing die zou zorgen voor een gestructureerde en uniforme generatie van de code op lange termijn en die ook de volautomatische generatie van essentiële onderdelen van de code mogelijk zou maken. Sinds SIMATIC S7-1500 controllers werden geïnstalleerd op de locatie van de klant en een oplossing gebaseerd op de pure TIA Portal Openness interface werd afgewezen vanwege de complexiteit van het project. Het team onder leiding van Andreas Krug en Thomas Bilgri van het Automation Competence Center (CCA) van Stoll Automation GmbH besloot een klantspecifieke apparatuurmodule te ontwikkelen op basis van de SIMATIC Modular Application Creator Modular Builder.

De software maakt de geautomatiseerde creatie van TIA-projecten mogelijk en maakt het, dankzij de meegeleverde comfortfuncties, veel eenvoudiger om de Openness interface te gebruiken, vooral bij het genereren van software. Andreas Krug, hoofd van CCA Software Construction & Commissioning bij Stoll: „Het idee was om de hoeveelheid handmatige programmering in het TIA Portal te verminderen met de klantspecifieke apparatuurmodule. Dit zou foutenbronnen tot een minimum beperken en een herkenbare basisstructuur creëren voor alle individuele projecten.”

Belangrijkste voordelen

66% Automatische codegeneratie

Tot 66% van de PLC-basiscode wordt volledig automatisch gegenereerd, waardoor handmatige programmering wordt beperkt, het aantal foutenbronnen tot een minimum wordt beperkt en een consistente codekwaliteit wordt gegarandeerd voor alle 130 controllers.

1 Generator met één code

Eén klantspecifieke apparatuurmodule standaardiseert 130 PLC-controllers op vijf productielocaties, waardoor een consistente codekwaliteit gedurende de hele levenscyclus van het project wordt gegarandeerd.

3x Snellere afronding van het project

Door het genereren van PLC-basiscode te automatiseren, voltooit Stoll projecten tot drie keer sneller dan met volledig handmatige programmering, zonder afbreuk te doen aan de kwaliteit of structuur van de code.

In de automatisch gegenereerde code staan de verschillende programmaonderdelen of -instructies altijd op dezelfde plaats. Als u dit systeem eenmaal begrijpt, kunt u veel efficiënter werken, zowel tijdens de programmering als later tijdens het gebruik.

Thomas Bilgri, CCA Software-engineering, Stoll Automation GmbH

Van taal op hoog niveau tot PLC-programmering

Tot dat moment moesten de programmeurs de apparatuurmodule eerst zelf programmeren in nauwe samenwerking met Engineering Workflow Systems Consulting en het Application Center van Siemens — wat natuurlijk niet op PLC-programmeerniveau werd gedaan, maar met C-Sharp. Thomas Bilgri, CCA-software-engineer bij Stoll: „We gebruiken niet elke dag taalprogrammering op hoog niveau, zoals C-Sharp. Maar hoe meer tijd we ermee besteedden, hoe duidelijker we het potentieel van de Modular Application Creator konden zien. In feite konden we de Modular Application Creator in minder dan drie maanden als codegenerator gebruiken.”

Team dat verantwoordelijk was voor de ontwikkeling van de klantspecifieke apparatuurmodule, zittend rond een bureau in een vergaderruimte.

Team dat verantwoordelijk was voor de ontwikkeling van de klantspecifieke apparatuurmodule in een vergaderruimte.

De klantspecifieke apparatuurmodule is sinds augustus 2023 in gebruik en sindsdien heeft het automatiseringsteam van Stoll gewerkt aan de verfijning van de module en de uitvoering van de eerste projecten. De basis voor de programmering is een stroomschema of een lijst met referentie-indicatoren van het systeem van de klant in kwestie. „Op basis hiervan ontwikkelen we een gestructureerd XML-bestand met alle motoren, kleppen, sensoren, enz., en genereren we de basis-PLC-code voor het systeem met behulp van de apparatuurmodule en de Modular Application Creator”, zegt Thomas Bilgri.

Door de Modular Application Creator te gebruiken om automatisch de PLC-basiscode te genereren, kunnen we veel sneller programmeren en profiteren we van een constant hoge codekwaliteit

Andreas Krug, Hoofd van CCA Software Construction & Commissioning, Stoll Automation GmbH

Tot 66% minder programmeerwerk

Het werk is nog niet klaar. „Maar”, zegt Andreas Krug, „de basiscode wordt netjes gegenereerd. Dit bespaart tijd, vermindert foutenbronnen en zorgt ervoor dat de basisstructuur van de software in alle projecten hetzelfde is.” Krug schat dat het percentage automatisch gegenereerde code, dat in het eerste subproject al 50% bedroeg, op lange termijn zal stijgen naar 66% — een waarde die bijna één op één kan worden omgezet in tijdwinst: „Ik heb zojuist een systeem ontworpen waarbij de gegenereerde basis beschikbaar was — en ik zou zeggen dat als we dit allemaal handmatig hadden moeten aanmaken, dat ons drie keer zo lang zou hebben gekost. En als u bedenkt dat we het in totaal over ongeveer 130 controllers hebben, kunt u eenvoudig berekenen welke voordelen gestructureerde en automatische codegeneratie ons biedt.”

De PLC-programmeerinterface van TIA Portal wordt weergegeven op een breed beeldscherm bij Stoll Automation.

Twee ingenieurs beoordelen de PLC-code op meerdere monitoren.

De daarmee gepaard gaande verlaging van de programmeerkosten is slechts één voordeel dat de klantspecifieke apparatuurmodule biedt. De kwalitatieve dimensie is minstens zo belangrijk voor de ontwikkelaars: „Omdat de basiscode wordt gegenereerd door één en dezelfde codegenerator gedurende het hele project”, zegt Bilgri, „is de PLC-software voor elk systeem op dezelfde manier gestructureerd. Dit vergemakkelijkt de taakverdeling bij softwareontwikkeling, omdat iedereen weet waar hij heen moet. Het ondersteunt ook codeaanpassing achteraf, omdat herziene softwarebouwstenen eenvoudig overal kunnen worden vervangen en het onderhoud gedurende de hele levenscyclus van de oplossing wordt vereenvoudigd, omdat iedereen weet waar de functies verborgen zijn.”

Dankzij de gestandaardiseerde programmastructuur profiteren we niet alleen tijdens de inbedrijfstelling, maar ook tijdens het onderhoud — dit bespaart tijd, vermindert het aantal fouten en biedt ons tal van economische voordelen gedurende het hele project.

Andreas Kuisel, Hoofd elektrotechniek, Champignonzuivel

Geautomatiseerde verpakkings- en sorteerlijn in de zuivelfabriek in Champignon.

Bovendien — en dat is cruciaal voor een middelgroot bedrijf als Stoll — zou een project van deze omvang voor de specialisten uit Allgäu nauwelijks mogelijk zijn geweest zonder de klantspecifieke codegenerator, vooral in het licht van het tekort aan geschoolde werknemers in de sector. Andreas Krug: „Dit zou de vertrouwensrelatie die we hebben met onze eindklant, die in de loop van 25 jaar is gegroeid, niet in gevaar hebben gebracht, maar het zou wel op de proef zijn gesteld.”

Over de Champignon-zuivelfabriek gesproken, de eigen technici en processpecialisten van het bedrijf zijn enthousiast over de zeer gestructureerde software. „Dankzij de gestandaardiseerde programmastructuur profiteren we niet alleen tijdens de inbedrijfstelling en service, maar ook van de visualisatie-interface of bij het aansluiten van de systemen op besturingssystemen van een hoger niveau. Dit bespaart tijd, vermindert foutenbronnen en biedt ons tal van economische voordelen gedurende het hele project”, zegt Andreas Kuisel, hoofd elektrotechniek bij de kaasmakerij Champignon.

Op basis van de positieve ervaringen met het Champignon Dairy Project hebben we besloten om de Modular Application Creator te gebruiken om onze eigen standaardmodule voor interne apparatuur te ontwikkelen. Dit zal ons in staat stellen om sectoroverschrijdende projecten met onze klanten efficiënt en met een hoog kwaliteitsniveau uit te voeren.

Michael Mildner, lid van de raad van bestuur, Hoofd van Competence Center Automation (CCA), Stoll Automation GmbH

Interne module in de pijplijn

Het is daarom niet verwonderlijk dat de besluitvormers van Stoll Automation GmbH begin 2024 besloten om verder te gaan dan de nu ontwikkelde apparatuurmodule, die zowel aan branchespecifieke als klantspecifieke vereisten voldoet, en daarnaast Stoll's eigen interne apparatuurmodule te ontwikkelen „waarmee we hun eigen projecten efficiënt en met hoge kwaliteit in alle sectoren kunnen voltooien”, zegt Michael Mildner, lid van de Raad van Bestuur en hoofd van het Automation Competence Center (CCA) bij Stoll. „Bovendien willen we het brede scala aan functies van de Modular Application Creator niet alleen op PLC-niveau gebruiken, maar ook aan de HMI-kant en in de hogere besturingssystemen.”