Funktionsbausteine

Funktionsbausteine sind wiederverwendbare Softwarekomponenten in der speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) bzw. der PLC-Programmierung. Sie kapseln eine abgegrenzte Funktion zusammen mit Zustand und Schnittstellen, sodass sie in verschiedenen Projekten erneut eingesetzt werden können. Typischerweise bestehen Funktionsbausteine aus einer definierten Schnittstelle aus Eingangsvariablen (IN), Ausgangsvariablen (OUT) und gegebenenfalls InOut-Variablen, sowie aus instanzspezifischen Daten, die den internen Zustand des Bausteins speichern.

Im IEC 61131-3-Standard wird zwischen Funktionsbausteinen (FB), Funktionen (F) und Programmen (P) unterschieden. Funktionen sind in der Regel zustandslos und liefern einen Wert, während Funktionsbausteine Zustand speichern können, da Instanzdaten bei jeder Bausteininstanz erhalten bleiben. Programme orchestrieren dagegen den Ablauf, indem sie FBs und andere Bausteine miteinander verknüpfen.

Funktionsbausteine werden während des PLC-Scanzyklus aufgerufen: Eingangsvariablen werden verarbeitet, der Baustein berechnet seinen Ausgang basierend auf Eingängen und internem Zustand und aktualisiert die Ausgangsvariablen. Durch Mehrfachinstanziierung lassen sich mehrere unabhängige Bausteine desselben Typs verwenden.

Typische Beispiele aus der Praxis sind standardisierte Bausteine wie TON (Timer On-Delay), TOF (Timer Off-Delay), TP (Timer Pulse) sowie CTU/CTD (Zähler). Diese Bausteine ermöglichen modulare, wartungsfreundliche und gut testbare Automatisierungsprogramme.

Die Nutzung von Funktionsbausteinen ist weit verbreitet in gängigen Programmierumgebungen wie Siemens STEP 7 bzw. TIA Portal, Codesys und anderen industriellen Automatisierungsplattformen, wodurch Wiederverwendbarkeit und Strukturierung von Steuerungslogik gefördert werden.