Welten verbinden!

 

November 2013

 

Mit Open Core Engineering vereint Rexroth die SPS- mit der IT-Welt und gibt Anwendern neue Freiheiten und Möglichkeiten zur Individualisierung. Als Brücke fungiert eine Schnittstelle für alle Plattformen: das Open Core Interface.

 
 

Wie die Entwicklung ablief und welche Vorteile sich für den Anwender ergeben, beschreiben Norbert Sasse, Vertriebliches Produktmanagement, und Thomas Gabler, Entwicklung Automationssysteme Firmware.

Aktuelle Entwicklungen in der Automatisierungstechnik verändern den Maschinenbau nachhaltig: Heute entscheidet zunehmend die Software-Intelligenz einer Maschine über ihren Markterfolg. Wettbewerbs- und Zukunftsfähigkeit von Maschinenherstellern bemessen sich auch daran, wie schnell sie diese innovativen Softwarefunktionen umsetzen oder neue IT-Technologien integrieren können.

Vor diesem Hintergrund steigen die Anforderungen an die Steuerungssoftware: Sie soll komplexe Automatisierungsaufgaben lösen, verschiedene Antriebstechnologien integrieren oder Anlagenteile auf Produktionsebene vernetzen. Engineeringumgebungen müssen dazu beitragen, dass sich dies sowohl effizient als auch mit der notwendigen Flexibilität umsetzen lässt. Nur so sind Maschinenhersteller in der Lage, kreative Ideen selbst zu verwirklichen.

Direkter Zugriff auf die Steuerung

Unsere Antwort auf diese Anforderungen ist Open Core Engineering, das die Brücke zwischen der Automatisierung von Maschinen und der IT-Welt schlägt. Es öffnet erstmals für alle Anwender den direkten Funktionszugriff auf den Steuerungskern. Denn mit dem Open Core Interface ermöglicht Open Core Engineering nun auch Hochsprachenprogrammierern, direkt auf die SPS-Steuerung zuzugreifen und individuelle Anwendungen zu realisieren. Der Kunde benötigt dafür lediglich das Software Development Kit für seine bevorzugte Plattform.

Für die komplette Öffnung des Steuerungskerns gab es sowohl externe als auch interne Anstöße. Kunden kamen immer wieder auf uns zu, wenn sie eine aufwendig entwickelte Hochsprachensteuerung in eine neue Hardware integrieren wollten. Ohne den Zugriff auf den Steuerungskern konnten sie das nicht allein umsetzen.

Zudem bemerkten wir intern, dass die Steuerungsfirmware immer komplexer wurde, sodass wir automatisierte Testroutinen nutzen wollten. Die Entwicklung einer Schnittstelle sollte es uns ermöglichen, die Firmwarefunktionen von unseren Desktop-PCs aus zu testen. Damit befanden wir uns in derselben Ausgangssituation wie ein Kunde, der von seiner bevorzugten Plattform, zum Beispiel einem PC, auf eine Rexroth-Steuerung zugreifen wollte. Wir entwickelten eine Schnittstelle, über die wir mit verschiedenen Hochsprachen auf die Steuerung zugreifen konnten – der Grundstein des Open Core Interface war gelegt.

Neue Freiheit bei der Anpassung

Beispiel einer Motion-Control-App auf der Basis von Google Android.

 

Die dynamische Entwicklung im Bereich von Smartphones und Tablets war unser Ansporn, die in diesem Bereich verbreiteten Entwicklungsumgebungen, wie Eclipse für Google Android und xCode für Apple iOS, ebenfalls an unsere Schnittstelle anzuschließen. So entstand nach und nach eine Reihe von Toolboxen für die aktuell populärsten in der IT-Automation eingesetzten Entwicklungsumgebungen.

Die Schnittstelle an die verschiedenen Umgebungen anzupassen, ging relativ leicht von der Hand – als schwieriger erwies sich oft die Programmierung funktionierender und optisch ansprechender Anwendungsbeispiele auf den zugehörigen Endgeräten, da dieses Gebiet Neuland war.

Dass sich die Arbeit gelohnt hat, zeigt das Open Core Interface, das wir aus den internen Entwicklungen auf den Markt gebracht haben. Damit geben wir Anwendern die Freiheit, Steuerungen genau auf ihre Bedürfnisse anzupassen – und das von der Plattform aus, mit der sie ohnehin arbeiten. Mit der neuen Schnittstelle können sie so effizient Simulationen ausführen, automatisierte Prozesse steuern oder Diagnosedaten auslesen.

Die technische Umsetzung des Open Core Interface verwendet objektorientierte Softwaretrends und ist so gestaltet, dass sie leicht in jedes beliebige System integriert werden kann. Die kompetente Lösung dieser anspruchsvollen Programmieraufgabe wurde von den Firmwareentwicklern Sebastian Krauskopf und Jens Reckwell hervorragend umgesetzt.

Smart in die Zukunft

Beispiel einer Diagnose-App auf der Basis von Google Android.

 

Indem wir über das Open Core Interface bereits eine Vielzahl populärer Plattformen an die Maschinensteuerung angebunden haben, nehmen wir die hohe Dynamik der aktuellen Softwareentwicklung auf. Ebenso können wir künftige Entwicklungen anbinden. Damit profitieren wir von einer deutlich höheren Anzahl an Entwicklern mit vielen neuen Ideen und setzen sozusagen auf Schwarmintelligenz.

Die Schwelle zur Einarbeitung in das Open Core Interface ist dabei extrem niedrig. Wie wir selbst festgestellt haben, bauen erfahrene Hochsprachenprogrammierer nach gerade einmal zwei Stunden eine Verbindung zu der Maschine auf und nutzen den Zugriff auf den Steuerungskern.

Die Möglichkeiten sind dabei schier grenzenlos. Von einfachen Excelsheets bis zu hochkomplexen Programmen können über das Open Core Interface viele Anwendungen an den Steuerungskern angebunden werden. Ein sehr zukunftsträchtiges Gebiet sind sogenannte Smart Apps, die das Potenzial der Schnittstelle besonders eindrucksvoll aufzeigen.

Durch die Einbindung der Multitouchsteuerung, des Lagesensors oder der Ortserkennung von Smart Devices lässt sich die Bedienung besonders intuitiv und einfach gestalten. Mit Apple iOS und Google Android unterstützt die Schnittstelle die derzeit wichtigsten Betriebssysteme für Smart Devices.

So können Maschinenhersteller native Apps erstellen, die völlig autark auf dem Zielgerät, zum Beispiel einem Tablet, laufen und das Steuerungssystem nur minimal belasten. Beispiele für derartige Programme sind Diagnose-Apps, die je nach Standort in der Betriebshalle oder nach persönlicher Identifikation nur passende Messwerte anzeigen.

Weitere Anwendungsmöglichkeiten liegen im Bereich des Rapid Control Prototyping, also der Simulation von Maschinenprozessen im frühen Stadium des Engineeringprozesses sowie in der Programmierung von Echtzeitfunktionen, die direkt auf der Steuerung lauffähig sind. Der Kreativität der Maschinenbauer für weitere Anwendungen sind technisch keine Grenzen gesetzt.

Autoren

 
 

Norbert Sasse,

Vertriebliches Produktmanagement Motion Logic Systems,

Lohr, Deutschland

Thomas Gabler,

Entwicklung Automationssysteme Firmware,

Lohr, Deutschland