Definition und Zweck:
Eine API (Application Programming Interface), zu Deutsch „Schnittstelle zur Anwendungsprogrammierung“, ist ein Satz von Definitionen, Protokollen und Werkzeugen für die Erstellung von Software. Vereinfacht ausgedrückt ist eine API eine Brücke, die es verschiedenen Softwarekomponenten oder Systemen ermöglicht, miteinander zu kommunizieren und Daten oder Funktionen auszutauschen, ohne dass sie die interne Implementierung des jeweils anderen kennen müssen.
APIs definieren die erlaubten Aufrufe (Funktionen, Methoden), die Datentypen, die übergeben werden können, die Reihenfolge der Aufrufe und die erwarteten Rückmeldungen. Sie kapseln die Komplexität einer Software oder Hardware und stellen eine vereinfachte Schnittstelle für Entwickler bereit.
Arten und Beispiele in der Automatisierung:
APIs können verschiedene Formen annehmen:
- Bibliotheken und Frameworks: Eine Sammlung von Klassen und Funktionen in einer Programmiersprache, die Entwickler in ihrem Code verwenden können (z.B. die .NET-API für die Kommunikation mit TwinCAT-SPSen).
- Web-APIs: Kommunikation über Netzwerkprotokolle wie HTTP/HTTPS, oft im JSON- oder XML-Format (z.B. RESTful APIs für Cloud-Dienste oder MES-Systeme).
- Betriebssystem-APIs: Schnittstellen für den Zugriff auf Betriebssystemfunktionen (z.B. Dateisystemzugriff, Netzwerkkonfiguration).
- Hardware-APIs: Schnittstellen, um direkt mit spezifischer Hardware zu interagieren (z.B. APIs für Kamerasteuerung oder Spezial-I/O-Karten).
In der Automatisierungstechnik sind APIs von entscheidender Bedeutung für die Integration und Erweiterung von Systemen:
- SPS-Programmierung: Hersteller bieten APIs an, um von externen Anwendungen (z.B. HMI, MES, Datenanalyse-Tools) auf SPS-Variablen zuzugreifen oder Funktionen in der SPS aufzurufen (z.B. Beckhoff ADS, Siemens Open Platform Communications (OPC)).
- Robotersteuerung: Roboterhersteller stellen APIs bereit, um Roboterprogramme von externen Anwendungen zu starten, Parameter anzupassen oder Statusinformationen abzurufen.
- Vision-Systeme: Kameras und Bildverarbeitungssysteme haben APIs, um Bilder aufzunehmen, Analysen zu starten und Ergebnisse zu empfangen.
- Cloud-Integration und IIoT: APIs sind das Rückgrat für die Anbindung von Maschinen und Anlagen an Cloud-Plattformen und Industrial IoT-Lösungen, um Daten zu sammeln, zu analysieren und Remote-Services anzubieten.
Vorteile:
- Modularität: Fördert die Entwicklung modularer Softwarekomponenten.
- Wiederverwendbarkeit: Bestehende Funktionalitäten können in neuen Anwendungen wiederverwendet werden.
- Interoperabilität: Ermöglicht die Kommunikation zwischen Systemen unterschiedlicher Hersteller oder Technologien.
- Entwicklungseffizienz: Beschleunigt die Entwicklung, da Entwickler nicht alle Funktionen von Grund auf neu implementieren müssen.
- Abstraktion: Versteckt die Komplexität der darunterliegenden Implementierung.
APIs sind somit ein unverzichtbares Werkzeug für die Schaffung offener, flexibler und vernetzter Automatisierungssysteme im Sinne von Industrie 4.0 und dem Industrial Internet of Things (IIoT).
→ Siehe auch: Schnittstelle, Kommunikation, TwinCAT, OPC UA, IIoT (Industrial Internet of Things), REST-Schnittstelle
