SPS – Stefan Henneken

IEC 61131-3: Die Prinzipien KISS, DRY, LoD und YAGNI

In den vorherigen Posts wurden die 5 SOLID-Prinzipien vorgestellt. Neben den SOLID-Prinzipien gibt es noch weitere Prinzipien, von denen ich einige ebenfalls kurz vorgestellen möchte. All diese Prinzipen haben das gemeinsame Ziel, die Wartbarkeit und die Wiederverwendbarkeit von Software zu verbessern.

Buchveröffentlichung „Anwendung der SOLID-Prinzipien mit der IEC 61131-3“

Auf Grund der regelmäßigen Artikelaufrufe über die SOLID-Prinzipien hatte ich mich vor einiger Zeit dazu entschlossen, diese Serie auch in Form eines kleinen Buches anzubieten. Ab sofort kann dieses Buch (gedruckt, als auch als E-Book) in allen bekannten Buchhandlungen und digitalen Plattformen bestellt werden. Neben den SOLID-Prinzipien werden in dem Buch auch die Prinzipien KISS, DRY, LoD und YAGNI angesprochen.

IEC 61131-3: SOLID – Das Open/Closed Principle

Vererbung ist eine beliebte Methode, um bestehende Funktionsblöcke wiederzuverwenden. Dadurch lassen sich Methoden und Eigenschaften hinzufügen oder bestehende Methoden überschreiben. Hierbei ist es nicht notwendig, den Quellcode des Basis-FB zur Verfügung zu haben. Software so zu designen, dass Erweiterungen möglich sind, ohne die vorhandene Software zu verändern, ist die Grundidee des Open/Closed Principle (OCP). Doch die Anwendung von Vererbung hat hierbei auch Nachteile. Der Einsatz von Schnittstellen minimiert diese Nachteile und bietet zusätzliche Vorteile.

IEC 61131-3: SOLID – Das Interface Segregation Principle

Der Grundgedanke des Interface Segregation Principle (ISP) hat starke Ähnlichkeit mit dem Single Responsibility Principle (SRP): Module mit zu vielen Zuständigkeiten können die Pflege und Wartbarkeit eines Softwaresystem negativ beeinflussen. Das Interface Segregation Principle (ISP) legt den Schwerpunkt hierbei auf die Schnittstelle des Moduls. Ein Modul sollte nur die Schnittstellen implementieren, die für seine Aufgabe benötigt werden. Im Folgenden wird gezeigt, wie dieses Designprinzip umgesetzt werden kann.

IEC 61131-3: SOLID – The Liskov Substitution Principle

„The Liskov Substitution Principle (LSP) requires that derived function blocks (FBs) are always compatible to their base FB. Derived FBs must behave like their respective base FB. A derived FB may extend the base FB, but not restrict it.” This is the core statement of the Liskov Substitution Principle (LSP), which Barbara Liskov formulated already in the late 1980s. Although the Liskov Substitution Principle (LSP) is one of the simpler SOLID principles, its violation is very common. The following example shows why the Liskov Substitution Principle (LSP) is important.

IEC 61131-3: SOLID – Das Liskov Substitution Principle

„Das Liskov Substitution Principle (LSP) fordert, dass abgeleitete FBs immer zu ihren Basis-FB kompatibel sind. Abgeleitete FBs müssen sich so verhalten wie ihr jeweiliger Basis-FB. Ein abgeleiteter FB darf den Basis-FB erweitern, aber nicht einschränken.“ Dieses ist die Kernaussage des Liskov Substitution Principle (LSP), welches Barbara Liskov schon Ende der 1980iger Jahre formulierte. Obwohl das Liskov Substitution Principle (LSP) eines der einfacheren SOLID-Prinzipien ist, tritt deren Verletzung doch sehr häufig auf. Warum das Liskov Substitution Principle (LSP) wichtig ist, zeigt das folgende Beispiel.

IEC 61131-3: SOLID – Das Single Responsibility Principle

Das Single Responsibility Principle (SRP) ist eines der wichtigsten unter den SOLID-Prinzipien. Es ist für die Zerlegung von Modulen zuständig und verdeutlicht, warum eine Codeeinheit nur für eine einzig klar definierte Aufgabe verantwortlich sein sollte: Software bleibt langfristig erweiterbar und kann deutlich einfacher gepflegt werden.

IEC 61131-3: SOLID – Das Dependency Inversion Principle

Feste Abhängigkeiten sind einer der Hauptursache für schlecht wartbare Software. Natürlich können nicht alle Funktionsblöcke völlig unabhängig von anderen Funktionsblöcken existieren. Schließlich agieren diese miteinander und stehen somit untereinander in Beziehungen. Durch das Anwenden des Dependency Inversion Principle können diese Abhängigkeiten aber minimiert werden. Änderungen lassen sich somit schneller umsetzen.

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.

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.