Einleitung

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

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

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

Ablaufsprache SFC

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

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

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

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

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

Das Begleitbeispiel

Ein einfaches Ablaufdiagramm:

Elemente eines Ablaufdiagramm Schritt: Zustandsvariable Schaltzustand Aussage Bearbeitungszustand

Elemente eines Ablaufdiagramms Transition: Schaltbedingung Drehzahl erreicht

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

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

Beispiel

Beispiel

Verzweigungen sind nötig!

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

Elemente der Ablaufsprache Entweder-Oder-Verzweigung:

Elemente eines Ablaufdiagramms Start paralleler Abläufe:

Elemente eines Ablaufdiagramms Start paralleler Abläufe:

Elemente eines Ablaufdiagramms Zusammenführen:

Elemente eines Ablaufdiagramms Zusammenführen:

Elemente eines Ablaufdiagramms Synchronisation paralleler Abläufe: Auto bereit

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

schaltet

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

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

sondern: a

Beispiel: Motorensteuerung

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

mögliche Zeitpunkte:

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

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

Wieso Nicht aktive Aktionen werden nicht berechnet! Abschaltung nötig

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

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

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

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

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.

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

Vergleiche! No Search for stability Search for stability

Einsatz von Automaten

Gliederung eines Ablaufdiagramms

Beispiel: Mutual exclusion

Beispiel: Geteilte Ressourcen

Beispiel: Synchronisation