Erschienen in: A&D Dezember 2011, S. 37
Steuern & Vernetzen  |  

Mit offener Sprache zu mehr Wertschöpfung

Eine Programmiersprache, die einfach zu verstehen und schnell zu bedienen ist, spart Zeit und somit auch Geld. Die Skriptsprache Netscript ermöglicht eigene serielle Protokolle zu programmieren. *  Text: Armin Beck, Hilscher Foto: Hilscher  

Gateways kommen zum Einsatz, um Geräte mit proprietärem seriellem Protokoll an einen standardisierten Industriebus zu koppeln. Per Skriptsprache implementiert der Kunde bei Hilscher das Protokoll selbst, ohne auf fremde und kostenintensive Dienst- und Programmierleistung zurückgreifen zu müssen. Die Lösung Netscript verwendet hierbei als Basis die kostenlose Open-Source-Skriptsprache Lua, die auch für diejenigen geeignet ist, die im Programmieren noch unerfahren sind. Theoretisch reicht Basiswissen aus der Schulzeit aus, um sie zu beherrschen. Diese offene Sprache wird heute vornehmlich eingesetzt, um Applikationen oder Bibliotheken, die ein Profi in einer Hochsprache wie C, C++ oder C# geschrieben hat, über ein Lua-Frontend anzuwenden. Das eingebettete Skript interagiert dabei mit der Kern-Software und macht deren Funktionen einfach und schnell nutzbar. Ob Win32, Linux, Unix, MAC OS X oder Android für nahezu alle Plattformen gibt es Lua-Interpreter mit fertigen Grafikbibliotheken, Dateisystem-Zugriffsfunktionen, Ethernet-Socket-Interface oder Web-Server. Damit lassen sich typische Applikationen in Unternehmensprozessen umsetzen. Automatisierte Tests in der Produktion zum Beispiel lassen sich mit Lua effektiv schreiben. Diese Tests erfassen anfallende Mess- und Kennwerte für die Qualitätssicherung und Rückverfolgbarkeit oder prüfen eine neue Software-Komponente in ihrem Verhalten per Skript-Template auf Kompatibilität zum Vorgänger.

Skriptauszug: Lesen von Ausgangsdaten und serielles Versenden
Die Buskonfiguration wird über das Werkzeug Sycon.net geladen

Intelligentes Gateway

Netscript erweitert Lua um Kommunikationsfunktionen der seriellen Schnittstelle und den I/O-Datenzugriffen zum übergeordneten Bus. Die mathematische Lua-Standardbibliothek ermöglicht die Berechnung komplexer Algorithmen für Regelstrecken unmittelbar im Gerät. Mit 2 MB Skriptspeicher lassen sich Kommunikationsprofile abbilden oder komplette Applikationen implementieren. Was bislang der Endanwender aufwändig in der SPS-Steuerung zu realisieren hatte, übernimmt nun das intelligente Gateway. Die Datenzugriffe erfolgen ausschließlich über Variablen, indirekte Adressierung über Zeiger wie bei C gibt es nicht. Das schützt vor unerlaubten und ungewollten Speicherzugriffen und sichert die gesamte Gateway-Anwendung gegen unvorhersehbare Systemabstürze. Mit der Netscript-Entwicklungsumgebung wird das Skript programmiert und per Debugger der korrekte Programmablauf geprüft. Schrittweise oder prozedural lassen sich alle Programmteile und Variablen systematisch kontrollieren. Das endgültige und geprüfte Skript wird zusammen mit der übergeordneten Buskonfiguration über das universelle Konfigurationswerkzeug Sycon.net ins Gateway geladen. Sofort beginnt es mit seiner zyklischen, in Millisekunden skalierbaren Abarbeitung. Als Besonderheit erlaubt das Werkzeug Variablen mit Inhalten vorzubelegen. Sie stehen dem Skript nach dem Laden als Online-Parameter zur Verfügung. Schlüsselparameter wie ein Baudratenwert können so vom Endanwender eingestellt werden, ohne das Skript und seinen Ablauf kennen zu müssen.

Einfache Implementierung

Die Erfahrung zeigt, dass selbst ein anspruchsvolles serielles Protokoll innerhalb eines Tages per Netscript implementiert ist. Wie einfach die Programmiersprache anzuwenden ist, zeigt ein typisches Rohgerüst eines Programmes: Skript-Auszug – Lesen von Ausgangsdaten und serielles Versenden … Open() öffnet den Zugang zum seriellen und übergeordneten Bus. Das Lesekommando BusIORead() liest die Bus-Ausgangsdaten;per PortSend() werden die Daten über die serielle Schnittstelle versendet. Dazwischen lassen sich die Output-Daten beliebig im Skript modifizieren. Eine Open-Source basierende Programmierlösung anzubieten, folgt dem allgemeinen Trend in der Automatisierung. Gerätehersteller gehen dazu über, Produkte auf Basis von Linux zu entwickeln – ja sogar eigenen Quellcode zu veröffentlichen. Das Kollektiv arbeitet dann an Produktverbesserungen. Das spart Entwicklungskosten. Der Anwender erhält im Gegenzug fehlerfreie, nutzerfreundliche und bewährte Produkte. So ist Netscript durch Lua von Beginn an eine leistungsfähige und flexibel ausgelegte Programmierlösung. Ist Lua den Programmierern im Unternehmen bereits bekannt, ist der Lernaufwand gering. Auch diejenigen, für die Lua neu ist, können die offene Sprache für sich nutzen. So haben sie zum Beispiel freien Zugang zu Applikationen, die sich häufig in weiteren Geschäftsprozessen wiederverten lassen.☐

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