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27.03.2014Seite 1 Einleitung. 27.03.2014Seite 2 Tätigkeiten eines Automationsingenieurs Automatisierungskonzepte (Anlagenkonzept) MSR-Konzepte: Feldgeräte,

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1 Seite 1 Einleitung

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

4 Seite 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 Seite 5 Ablaufsprache SFC

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

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

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

11 Seite 11 Das Begleitbeispiel

12 Seite 12 Ein einfaches Ablaufdiagramm:

13 Seite 13 Elemente eines Ablaufdiagramm Schritt: Zustandsvariable Schaltzustand Aussage Bearbeitungszustand

14 Seite 14 Drehzahl erreicht Elemente eines Ablaufdiagramms Transition: Schaltbedingung

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

16 Seite 16 Elemente eines Ablaufdiagramms Markierung, aktiver Schritt Elemente eines Ablaufdiagramms Markierung, aktiver Schritt Simulation des Diagramms

17 Seite 17 Beispiel

18 Seite 18 Beispiel

19 Seite 19 Verzweigungen sind nötig!

20 Seite 20 Elemente eines Ablaufdiagramms Entweder-Oder-Verzweigung: Elemente eines Ablaufdiagramms Entweder-Oder-Verzweigung:

21 Seite 21 Elemente der Ablaufsprache Entweder-Oder-Verzweigung:

22 Seite 22 Elemente eines Ablaufdiagramms Start paralleler Abläufe:

23 Seite 23 Elemente eines Ablaufdiagramms Start paralleler Abläufe:

24 Seite 24 Elemente eines Ablaufdiagramms Zusammenführen:

25 Seite 25 Elemente eines Ablaufdiagramms Zusammenführen:

26 Seite 26 Elemente eines Ablaufdiagramms Synchronisation paralleler Abläufe: Auto bereit

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

28 Seite 28 schaltet

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

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

31 Seite 31 sondern:

32 Seite 32 Beispiel: Motorensteuerung

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

34 Seite 34 mögliche Zeitpunkte:

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

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

37 Seite 37 Wieso Nicht aktive Aktionen werden nicht berechnet! Abschaltung nötig

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

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

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

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

42 Seite 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 Seite 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 Seite 44 Vergleiche! Search for stability No Search for stability

45 Seite 45

46 Seite 46 Einsatz von Automaten

47 Seite 47 Gliederung eines Ablaufdiagramms

48 Seite 48 Beispiel: Mutual exclusion

49 Seite 49 Beispiel: Geteilte Ressourcen

50 Seite 50 Beispiel: Synchronisation


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