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Einleitung

Einleitung. Tätigkeiten eines Automationsingenieurs. Automatisierungskonzepte (Anlagenkonzept) MSR-Konzepte: Feldgeräte, Konzepte der Elektrik (Prinzipien Installation, Stromversorung, Verdrahtung ...), Archiktektur des Steuersystems

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Presentation Transcript

  1. Einleitung

  2. Tätigkeiten eines Automationsingenieurs • Automatisierungskonzepte (Anlagenkonzept) • MSR-Konzepte: Feldgeräte, Konzepte der Elektrik (Prinzipien Installation, Stromversorung, Verdrahtung ...), Archiktektur des Steuersystems • Konzepte der Automations-Informatik: Design der Steuer- und Leitsoftware  Lasten- und Pflichtenhefter für die MSR-Belange • Projektmanagement

  3. Voraussetzungen für Erfolg: • Beherrschung von formale Sprachen zur effizienten Beschreibung der Konzepte: • Tabellen • Ablaufdiagramme • UML • ...

  4. Transparents ! Für Steuerungssoftware (nach L. Litz 2002): Es ist offensichtlich, • was die Steuerungssoftware gerade macht • was die Steuerungssoftware in beim Eintreffen von Aenderungen macht • wie ein Fehler ohne unerwünschte Veränderung des Rests korrigiert werden kann

  5. AblaufspracheSFC

  6. Wieso graphische Ablaufsprachen? • geschriebene Sprache: • unübersichtlich • ineffizient, kompliziert • falls ... und wenn .. und gerade .. dann ... aber nur falls .. • nicht eindeutig Missverständnisse • oft nur für lineare Zusammenhänge geeignet

  7. Wieso Ablaufsprache: • einfach zu verstehen • sehr gut geeignet für parallele Abläufe • grosse theoretische Grundlagen (von Petri-Netzen übertragbar) • grosse Verbreitung

  8. Ziele: • Sie können einfache Prozesse in einem Ablaufdiagramm darstellen • Sie können die Synchronisation zweier Prozesse in einem Ablaufdiagramm darstellen

  9. Anwendungen der Ablaufsprache & Petri-Netze Informatik: • Programmablauf darstellen • parallele Prozesse modellieren und analysieren, programmieren • geteilte Ressourcen • Datenbankzugriff • Echtzeitsysteme • Modellierung, Simulation und Analyse von Warteschlangen

  10. Anwendungen der Ablaufsprache & Petri-Netze Steuerungstechnik: • Modellierung, Analyse, Programmierung von Steuerungen • Parallele Prozesse Betriebstechnik: • Workflow • Modellierung, Analyse von Fertigungsanlagen • Abläufe in der Qualitätssicherung

  11. Das Begleitbeispiel

  12. Ein einfaches Ablaufdiagramm:

  13. Elemente eines Ablaufdiagramm Schritt: • Zustandsvariable • Schaltzustand • Aussage • Bearbeitungszustand

  14. Drehzahl erreicht Elemente eines AblaufdiagrammsTransition: • Schaltbedingung

  15. Elemente eines AblaufdiagrammsVerbindung: • Gerichtete Verbindung von Transitionen und Schritten • meist von oben nach unten, Pfeil bei Unklarheiten oder Sprüngen

  16. Elemente eines Ablaufdiagramms Markierung, aktiver Schritt • Simulation des Diagramms

  17. Beispiel

  18. Beispiel

  19. Verzweigungen sind nötig!

  20. Elemente eines Ablaufdiagramms Entweder-Oder-Verzweigung:

  21. Elemente der AblaufspracheEntweder-Oder-Verzweigung:

  22. Elemente eines AblaufdiagrammsStart paralleler Abläufe:

  23. Elemente eines AblaufdiagrammsStart paralleler Abläufe:

  24. Elemente eines AblaufdiagrammsZusammenführen:

  25. Elemente eines AblaufdiagrammsZusammenführen:

  26. Auto bereit Elemente eines AblaufdiagrammsSynchronisation paralleler Abläufe:

  27. Schaltregeln: disabled enabled darf schalten, wenn ‚weiter ...‘ wahr ist darf nicht schalten, auch wenn ‚weiter ...‘ wahr ist

  28. schaltet

  29. Regeln für das Zeichnen • Zwei Schritte können nicht direkt miteinan-der verbunden werden. Zwischen zwei Schritten liegt immer eine Transition. a

  30. Regeln für das Zeichnen • Zwei Transitionen können nie direkt miteinander verbunden werden. Zwischen zwei Transitionen liegt immer ein Schritt.

  31. sondern: a

  32. Beispiel: Motorensteuerung

  33. Ausführung des Automaten • Aktionen: • einfache Aktionen/Transaktionen • zyklisch aufgerufene Aktionen • parametrisierbare Aktionen

  34. mögliche Zeitpunkte:

  35. Ablaufsprache: • Aktionen nur in den Schritten • keine parametrisierbaren Aktionen • Ausführung durch Qualifiers festgelegt

  36. Qualifiers für Aktionen: N activ inactiv n+2 n+1 n Zeit

  37. Wieso • Nicht aktive Aktionen werden nicht berechnet! Abschaltung nötig

  38. Qualifiers für Aktionen: P+ activ inactiv n+2 n+1 n Zeit

  39. Qualifiers für Aktionen: P- activ inactiv n+2 n+1 n Zeit

  40. Qualifiers für Aktionen: S activ inactiv n+2 n+1 n Zeit

  41. Qualifiers für Aktionen: R activ inactiv n+2 n+1 n Zeit

  42. Schaltregeln der Ablaufsprache • Search for stability: Transitionen werden geschaltet, bis ein stabiler Zustand erreicht wird, d.h. keine Transition mehr schalten kann. Aktionen werden erst ausgeführt, wenn ein solcher Zustand erreicht ist.

  43. Schaltregeln der Ablaufsprache • No Search for stability: In einer Iteration werden die möglichen Transitionen geschaltet, danach die in der daraus resultierenden Markierung aktiven Aktionen durchgeführt. Danach werden die Transitionsbedingungen wieder geprüft

  44. Vergleiche! No Search for stability Search for stability

  45. Einsatz von Automaten

  46. Gliederung eines Ablaufdiagramms

  47. Beispiel: Mutual exclusion

  48. Beispiel: Geteilte Ressourcen

  49. Beispiel: Synchronisation

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