SPS-Entwicklung – Strukturierte Programmierung – Kurs

Speicherprogrammierbare Steuerungstechnik und SPS Entwicklung richtet sich an Teilnehmende, die bereits einfache SPS-Programme schreiben können und nun lernen möchten, wie daraus systematisch entwickelte, wartbare Steuerungssoftware wird. Im Mittelpunkt steht nicht das Erlernen einer weiteren Programmiersprache, sondern die methodische Seite der SPS-Entwicklung: modulare Programmstrukturen, wiederverwendbare Bausteinbibliotheken, strukturierter Text (SCL) für komplexere Logik sowie ein systematisches Vorgehen beim Testen und Dokumentieren. Der Kurs behandelt ein SPS-Programm damit stärker als Software-Entwicklungsprojekt und weniger als einmalig geschriebene Befehlsfolge.

Von der Einzelprogrammierung zur methodischen Entwicklung Der Kurs beginnt mit der grundsätzlichen Perspektive: Was unterscheidet ein gewachsenes, punktuell erweitertes SPS-Programm von systematisch entwickelter Steuerungssoftware?

• Typische Probleme unstrukturiert gewachsener SPS-Programme erkennen
• Grundprinzipien modularer Softwareentwicklung auf die SPS übertragen
• Aufteilung einer Aufgabenstellung in sinnvolle Programmmodule
• Verantwortlichkeiten einzelner Module klar voneinander abgrenzen
• Namens- und Strukturkonventionen für nachvollziehbaren Code festlegen
• Vor- und Nachteile verschiedener Strukturierungsansätze abwägen

Strukturierter Text und komplexe Programmlogik Für anspruchsvollere Logik stößt grafische Programmierung an Grenzen. Dieser Block vertieft den strukturierten Text (SCL) als Werkzeug für komplexere Berechnungen und Bedingungen.

• Syntax und Grundelemente des strukturierten Texts (SCL) vertiefen
• Schleifen, Fallunterscheidungen und Arrays in SCL einsetzen
• Komplexe Berechnungen und Bedingungen in SCL statt in grafischen Sprachen umsetzen
• SCL gezielt mit Kontaktplan oder Funktionsbausteinsprache kombinieren
• Lesbarkeit von SCL-Code durch Struktur und Kommentierung sichern
• Typische Fehlerquellen bei textbasierter SPS-Programmierung vermeiden

Bausteinbibliotheken und Wiederverwendung Ein zentrales Ziel methodischer Entwicklung ist es, Lösungen nicht immer wieder neu zu schreiben. Dieser Block behandelt den Aufbau eigener, wiederverwendbarer Bausteinbibliotheken.

• Funktionsbausteine mit klar definierten Schnittstellen entwerfen
• Parametrierbare Bausteine für unterschiedliche Anwendungsfälle gestalten
• Eine projektübergreifende Bibliothek eigener Bausteine aufbauen
• Versionierung und Pflege wiederverwendeter Bausteine organisieren
• Bestehende Bausteine in einem neuen Projekt gezielt wiederverwenden
• Grenzen der Wiederverwendbarkeit realistisch einschätzen

Testen, Validieren und Dokumentieren Methodisch entwickelte Software wird nicht nur einmal getestet, sondern systematisch validiert und nachvollziehbar dokumentiert. Dieser Block vermittelt die entsprechende Vorgehensweise.

• Testfälle für einzelne Module vor der Programmierung entwerfen
• Module isoliert von der Gesamtanlage testen
• Regressionstests nach Änderungen an bestehenden Modulen durchführen
• Technische Dokumentation für Bausteine und Schnittstellen erstellen
• Bestehenden, fremd geschriebenen Code strukturiert nachvollziehen
• Änderungen an einem Modul kontrolliert einspielen, ohne andere Module zu beeinträchtigen

Praxis: Ein modular entwickeltes Steuerungsprogramm

• Analyse einer komplexeren Aufgabenstellung und Aufteilung in Module
• Entwurf der Schnittstellen zwischen den geplanten Programmmodulen
• Umsetzung eines ersten Moduls in strukturiertem Text (SCL)
• Entwicklung eines wiederverwendbaren Funktionsbausteins mit definierter Schnittstelle
• Aufbau einer kleinen projekteigenen Bausteinbibliothek
• Umsetzung eines zweiten Moduls unter Wiederverwendung vorhandener Bausteine
• Entwurf von Testfällen für die einzelnen Module
• Isoliertes Testen jedes Moduls vor der Zusammenführung
• Zusammenführung aller Module zu einem Gesamtprogramm
• Regressionstest nach einer gezielten Änderung an einem Modul
• Technische Dokumentation der Bausteinbibliothek und Programmstruktur
• Abschließende Bewertung der eigenen Modularisierung im Kurs

Der Kurs setzt bewusst auf vorhandener SPS-Programmiererfahrung auf und wiederholt keine Grundlagen, sondern verändert den Blick auf das eigene Programmieren: weg von der einmaligen Lösung für eine konkrete Aufgabe, hin zu wiederverwendbaren, testbaren und dokumentierten Bausteinen. Am Ende steht kein einzelnes größeres Programm, sondern eine Arbeitsweise, die sich auf jedes künftige SPS-Projekt übertragen lässt: modulare Struktur, wiederverwendbare Bibliotheken und ein systematisches Vorgehen beim Testen und Dokumentieren.

Der Kurs richtet sich an SPS-Programmierer:innen, die über erste praktische Erfahrung verfügen und ihre Programme künftig methodischer statt punktuell entwickeln möchten.

• SPS-Programmierer:innen mit Grundkenntnissen in mindestens einer Programmiersprache
• Automatisierungstechniker:innen, die zunehmend größere oder komplexere Programme betreuen
• Personen, die bestehende, unübersichtlich gewachsene Programme perspektivisch neu strukturieren müssen
• Fachkräfte, die künftig in Teams an gemeinsamen Steuerungsprojekten arbeiten
• Techniker:innen mit Interesse an einer methodischeren, softwarenäheren Arbeitsweise in der Automatisierung

Da methodische Konzepte wie Modularisierung oder Testkonzepte abstrakt bleiben, wenn sie nur erklärt werden, arbeitet der Kurs durchgehend an einem wachsenden Beispielprojekt, an dem jedes neue Prinzip direkt sichtbar wird. Kurze konzeptionelle Einführungen wechseln sich mit Umsetzungsphasen ab, in denen die Teilnehmenden eigene Module, Bausteine und Testfälle entwickeln. Bestehender, absichtlich unstrukturierter Beispielcode dient mehrfach als Ausgangspunkt, um die Vorteile methodischer Entwicklung im direkten Vergleich erfahrbar zu machen. Gegenseitiges Lesen und Nachvollziehen der Programme anderer Teilnehmender ist fester Bestandteil der Übungsphasen.

Als Aufbaukurs auf vorhandenem SPS-Wissen ist die Handlungsschritt kompakter angelegt als eine vollständige Programmierqualifizierung und konzentriert sich auf mehrere Wochen intensiver Entwicklungsarbeit. Der überwiegende Teil der Zeit fließt in die praktische Umsetzung des wachsenden Beispielprojekts statt in theoretische Einführungen. In Teilzeit erstreckt sich derselbe Stoff über einen längeren Zeitraum, wobei sich vor allem die Modul- und Testphasen entsprechend strecken.

Der Kurs schließt mit einer trägerinternen Teilnahmebescheinigung ab, die die vertieften Kenntnisse in methodischer SPS-Entwicklung dokumentiert. Es handelt sich um einen qualifizierten Nachweis der vertieften Entwicklungskompetenz, nicht um eine herstellerseitige Zertifizierungsprüfung. Die im Kurs aufgebaute eigene Bausteinbibliothek sowie das modulare Abschlussprojekt eignen sich zusätzlich als Arbeitsprobe für Bewerbungen. Die Bescheinigung baut inhaltlich auf vorhandenen SPS-Grundkenntnissen auf und dokumentiert die zusätzliche methodische Vertiefung.

Viele SPS-Programme wachsen im Betriebsalltag über Jahre durch punktuelle Erweiterungen, ohne dass jemals eine saubere Struktur dahinterstand. Wer solche Programme warten oder erweitern muss, verliert dabei oft mehr Zeit mit dem Verstehen des Bestehenden als mit der eigentlichen Änderung. Der Kurs vermittelt genau die methodischen Werkzeuge, die solche Situationen von vornherein vermeiden: modulare Struktur, klar definierte Schnittstellen und wiederverwendbare Bausteine sorgen dafür, dass Programme auch nach Monaten oder Jahren noch nachvollziehbar bleiben. Fachkräfte, die methodisch statt punktuell entwickeln, sind zudem leichter in Teams einsetzbar, weil ihre Module und Bausteine auch für andere nachvollziehbar und wiederverwendbar sind – eine Fähigkeit, die über die reine Beherrschung einer Programmiersprache hinausgeht.