Freie Programmierung von Wägeterminals

Klaus Bernards

Bei den ersten elektronischen Wägeterminals handelte es sich um Mikroprozessorsysteme, die in Maschinensprache zu programmieren waren. Dies geschah in aller Regel an einem Mainframe-Computer. Der Aufwand für das Editieren, Kompilieren und Testen der Software war erheblich. Dabei waren die Fähigkeiten jener Wägeprogramme verglichen mit der heutigen Zeit noch recht bescheiden. Schon aus rein wirtschaftlichen Erwägungen war ein solcher Aufwand in aller Regel nur für Standardprogramme zu rechtfertigen, bei denen die Aussicht bestand, die hohen Entwicklungskosten auf eine Mehrzahl von Installationen zu verteilen. Je höher die Anzahl verkaufter Programme, desto höher der zu rechtfertigende Aufwand.

Heute wird die Software für Wägeterminals längst mit modernen Entwicklungssystemen auf PCs entwickelt und anschließend in die Terminals geladen (Abb. 1). Es existieren umfangreiche Paletten von Standard-Softwarepaketen, mit denen die gleiche Hardware nach den Anforderungen des Kunden ausgestattet wird. Es gibt Standardsoftware für unterschiedliche wägetechnische Aufgabenstellungen aus den Bereichen Registrieren, Stückzählen, Dosieren und Steuern. Aus dem Bereich Dosieren sind das beispielsweise Programme für Absackwaagen, für Abfüllsteuerungen zum Abfüllen von Flüssigkeiten, für Big Bag-Befüll- oder Entleerstationen, für Mehrkomponentendosier- oder Chargenprozesssteuerungen. Ähnlich werden im Bereich Registrieren unterschiedliche Softwarepakete z. B. für Fahrzeugwaagen, Versandwaagen, Schlachtbetriebe und andere mehr angeboten.

Damit ist es möglich, nahezu alle wägetechnischen Anforderungen in einem Industriebetrieb mit der gleichen Basishardware zu lösen. Vom Wareneingang, über Produktion und Kontrolle bis hin zum Versand können Wägeterminals vom gleichen Typ oder aus der gleichen Familie eingesetzt werden (Abb. 2). Das bringt viele Vorteile: So kann das Bedienpersonal beispielsweise bei Bedarf ohne große Einweisung an anderen Wägeplätzen eingesetzt werden. Auch der Schulungsbedarf für das Servicepersonal bleibt überschaubar; die Bevorratung von Ersatzteilen beschränkt sich auf nur wenige Teile.

Aufgaben, die etwa in einem Walzwerk oder in einem Chemiebetrieb anfallen, lassen sich nicht oder nur unvollständig mit Standardprogrammen abdecken. Selbst wenn man für jede Branche ein Standardprogramm für einen bestimmten Aufgabenbereich erstellt, müssen im Einzelfall immer noch Anpassungen für zusätzliche Aufgaben und Funktionen vorgenommen werden. Das fängt an mit unterschiedlichen Daten, die beispielsweise auf einem Warenanhänger gedruckt werden müssen, und geht über die unterschiedlichen Protokolle und Dateninhalte der EDV-Anbindung bis hin zum Signalaustausch mit einer bauseitigen Steuerung.

Um hier nicht jedesmal eine kundenspezifische Programmierung bzw. Programmanpassung vornehmen zu müssen, könnte man in einem ersten Ansatz ein Softwarepaket schaffen, das den gesamten gemeinsamen Teil aller Anforderungen abdeckt, darüber hinaus aber in Hinsicht auf Druckbeleggestaltung, EDV-Anbindung, Signalaustausch usw. konfigurierbar ist. Aber hier gerät man sehr schnell in eine Sackgasse.

Zum einen können nicht alle eventuellen Kundenwünsche vorhergesehen und als Optionen in einem Standard-Softwarepaket berücksichtigt werden, zum anderen steigt der Aufwand, eine solche Software zu pflegen, überproportional an. Auch der Umfang der Dokumentation und der Schulungsbedarf für Vertriebs- und Servicepersonal steht letztlich in keinem sinnvollen Verhältnis mehr zum Nutzen für den einzelnen Endanwender.

Die Lösung aus diesem Teufelskreis bieten Programmgeneratoren, mit deren Hilfe sehr effizient eine gegebene Aufgabenstellung in eine entsprechende Software umgesetzt werden kann. Solche Programmgeneratoren unterstützen den Programmierer bei seiner Arbeit, erhöhen die Sicherheit und die Zuverlässigkeit der entstehenden Software und führen letztendlich zu einer kostengünstigen Lösung für den Endkunden.

Im Einzelnen muss ein Programmgenerator für die freie Programmierung von Wägeterminals dabei die nachfolgenden Anforderungen erfüllen:

• Umsetzung einer gegebenen Aufgabenstellung in ein lauffähiges Programm

• Verwendung komfortabler Entwicklungs- und Testwerkzeuge

• Keine Einschränkung des Funktionsumfangs und der Leistungsfähigkeit der Hardware durch diese Werkzeuge

• Beschreibende, leicht verständliche und leicht zu pflegende Form der Programmierung

• Bei Bedarf Programmierung in einer höheren, den maximalen Sicherheitsansprüchen genügenden Programmiersprache

Der Vorteil für den Kunden liegt auf der Hand: Er wird nicht gezwungen, auf ein Serienprodukt zurückzugreifen, das eventuell nur bedingt seinen Anforderungen entspricht. Der Kunde findet seine individuelle Problemstellung optimal umgesetzt; das Anwendungsprogramm im Wägeterminal richtet sich nach den tatsächlichen Begebenheiten vor Ort und nicht etwa umgekehrt.

Bei einem geforderten Softwarepaket soll eine Artikeldatei integriert sein, in der z.B. Artikelbezeichnung, kg-Preis, Füllgewicht und Packungsgröße unter einer Artikelnummer abgelegt werden. Für jedes dieser Felder muss in dem Softwarepaket ein Eingabedialog vorhanden sein. Darüber hinaus muss die Möglichkeit bestehen, in der Artikeldatei vorwärts und rückwärts zu blättern, einzelne Artikel bei gegebener Nummer oder bei gegebenem Namen zu suchen, neue Artikel anzulegen, Artikel zu editieren oder zu löschen und die ganze Datei auf einem Drucker auszugeben.

All das wird von einem Programmgenerator weitestgehend automatisch erstellt. Ebenso die Grundstruktur des Programms, das Einschaltverhalten, die Menüstruktur, der Aufbau der Eingabedialoge und vieles mehr. Wesentliche Teile der Software werden in Sekundenschnelle automatisch erzeugt.

Die Arbeit des Programmierers beschränkt sich damit auf das Wesentliche. Da ist der Programmablauf, welche Eingaben zu welchem Zeitpunkt, die Gestaltung des Druckbildes, der Datensatzaufbau für die EDV-Anbindung, der Signalaustausch mit externen Anlagen und so weiter. Bei der Beschreibung des Ablaufs verwendet der Programmierer eine klare, einfache Syntax in deutscher oder englischer Sprache. Das spart Zeit und – ein äußerst wichtiger Aspekt: automatisch erstellter Programmcode ist fehlerfreier Programmcode. Mit anderen Worten: der Einsatz eines Programmgenerators erhöht die Sicherheit und Zuverlässigkeit der erstellten Software. Alles, was der Programmierer zu testen hat ist, ob Programmstruktur und Signalaustausch mit den Vorgaben des Kunden übereinstimmen. Die Risiken der freien Programmierung werden eliminiert.

Durch den Einsatz von Programmgeneratoren ist es also möglich, für frei programmierbare Wägeterminals sehr kostengünstig individuelle Software zu erstellen oder existierende Standard-Softwarepakete den Anforderungen eines Kunden anzupassen. Typische Programmänderungen wie z. B. die Schaffung einer zusätzlichen Schnittstelle für den Anschluss einer Gewichtsfernanzeige, ein zusätzlicher Schaltpunkt zur Ansteuerung einer Hilfspumpe oder die Übertragung von Prozessdaten zur EDV sind damit heute oft in nur wenigen Stunden zu realisieren. Bei komplexen Standard-Softwarepaketen wie Differentialdosier- und Chargenprozesssteuerungen macht der Einsatz eines Programmgenerators eine individuelle Anpassung oft überhaupt erst möglich.

Darüber hinaus bieten Programmgeneratoren dem Programmierer immer auch die Möglichkeit, in die automatische Erstellung der Software einzugreifen oder Teile der Software in einer anderen Programmiersprache wie z. B. Pascal zu erstellen. Der Programmierer kann damit bei Bedarf die volle Leistungsfähigkeit des Wägeterminals in der zu erstellenden Software umsetzen. Der Programmgenerator überwacht und unterstützt den Programmierer dabei so weit, dass dieser faktisch keine Möglichkeit hat, eine Software mit Syntaxfehlern in ein Wägeterminal zu laden oder gar dem Kunden auszuliefern. Das ist Grundvoraussetzung, um selbst bei maßgeschneiderten Lösungen die Zuverlässigkeit und Sicherheit eines Serienprodukts zu garantieren.