IEC 61131-3: SOLID – Fünf Grundsätze für bessere Software

Neben der Syntax einer Programmiersprache und dem Verständnis der wichtigsten Bibliotheken und Frameworks, gehören weiterer Methodiken – wie zum Beispiel Design Pattern – zu den Grundlagen der Softwareentwicklung. Neben den Design Pattern sind Designprinzipien ebenfalls ein hilfreiches Werkzeug bei der Entwicklung von Software. SOLID ist ein Akronym für fünf solcher Designprinzipien, die dem Entwickler dabei unterstützen Software verständlicher, flexibler und wartbarer zu entwerfen.

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IEC 61131-3: unterschiedliche Versionen der gleichen Bibliothek in einem TwinCAT Projekt

Bibliotheksplatzhalter ermöglichen es, mehrere Versionen der gleichen Bibliothek in einem SPS-Projekt zu referenzieren. Diese Situation kann hilfreich sein, wenn auf Grund neuer Funktionen eine Bibliothek in einem bestehenden Projekt aktualisiert werden soll, sich durch das Update aber herausstellt, dass ein älterer FB ein geändertes Verhalten erhält.

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IEC 61131-3: Abstrakter FB vs. Schnittstelle

Seit TwinCAT V3.1 Build 4024 können Funktionsblöcke, Methoden und Eigenschaften als abstract gekennzeichnet werden. Abstrakte FBs können nur als Basis-FB für die Vererbung genutzt werden. Ein direktes Instanziieren von abstrakten FBs ist nicht möglich. Somit haben abstrakte FBs eine gewisse Ähnlichkeit zu Schnittstellen. Es stellt sich nun die Frage, wann eine Schnittstelle und wann ein abstrakter FB zum Einsatz kommen sollte.

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IEC 61131-3: Ausnahmebehandlung mit __TRY/__CATCH

Bei der Ausführung eines SPS-Programms kann es zu unerwarteten Laufzeitfehlern kommen. Diese treten auf, sobald das SPS-Programm versucht eine unzulässige Operation auszuführen. Auslöser solcher Szenarien kann z.B. eine Division durch 0 sein oder ein Pointer verweist auf einen ungültigen Speicherbereich. Mit den Schlüsselwörtern __TRY und __CATCH kann auf diese Ausnahmen deutlich besser reagiert werden als bisher.

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IEC 61131-3: Parameterübergabe per FB_init

Je nach Aufgabenstellung kann es erforderlich sein, dass Funktionsblöcke Parameter benötigen, die nur einmalig für Initialisierungsaufgaben verwendet werden. Ein möglicher Weg, diese elegant zu übergeben, bietet die Methode FB_init().

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IEC 61131-3: Das Dekorierer Pattern

Mit Hilfe des Dekorierer Pattern können neue Funktionsblöcke auf Basis bestehender Funktionsblöcke entwickelt werden, ohne das Prinzip der Vererbung überzustrapazieren. In dem folgenden Post werde ich den Einsatz dieses Pattern an Hand eines einfachen Beispiels vorstellen.

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IEC 61131-3: Das State Pattern

Besonders in der Automatisierungstechnik finden Zustandsautomaten regelmäßig Anwendung. Mit Hilfe des State Pattern steht ein objektorientierter Ansatz zur Verfügung, der insbesondere bei größeren Zustandsautomaten wichtige Vorteile bietet.

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IEC 61131-3: Der generische Datentyp T_Arg

In dem Artikel The wonders of ANY zeigt Jakob Sagatowski wie der Datentyp ANY sinnvoll eingesetzt werden kann. Im beschriebenen Beispiel vergleicht eine Funktion zwei Variablen, ob der Datentyp, die Datenlänge und der Inhalt exakt gleich sind. Statt für jeden Datentyp eine eigene Funktion zu implementieren, kann mit dem Datentyp ANY die gleichen Anforderungen mit nur einer Funktion deutlich eleganter umgesetzt werden.

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IEC 61131-3: Das Observer Pattern

Das Observer Pattern ist für Anwendungen geeignet, in denen gefordert wird, dass ein oder mehrere Funktionsblöcke benachrichtigt werden, sobald sich der Zustand eines bestimmten Funktionsblocks verändert. Hierbei ist die Zuordnung der Kommunikationsteilnehmer zur Laufzeit des Programms veränderbar.

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IEC 61131-3: Unit-Tests

Unit-Tests sind ein unentbehrliches Hilfsmittel für jeden Programmierer, um die Funktionsfähigkeit seiner Software sicherzustellen. Programmfehler kosten Zeit und Geld, daher benötigt man eine automatisierte Lösung, um diesen Fehlern auf die Spur zu kommen – und zwar möglichst bevor die Software zum Einsatz kommt. Unit-Tests sollten überall dort eingesetzt werden, wo professionell Software entwickelt wird. Dieser Artikel soll einen schnellen Einstieg und ein Verständnis für den Nutzen der Unit-Tests ermöglichen.

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