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Automationskonzepte

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Automationskonzepte. Entwerfen, Erstellung und Wartung von Steuerungenprogrammen. wesentliche Kostenfaktoren 30-50% Planungskosten zur Programmierung schwierige Unsicherheitsfaktoren hohe Folgekosten bei Problemen Anlageschäden verzögerte Inbetriebnahme.

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Presentation Transcript
entwerfen erstellung und wartung von steuerungenprogrammen
Entwerfen, Erstellung und Wartung von Steuerungenprogrammen
  • wesentliche Kostenfaktoren
    • 30-50% Planungskosten zur Programmierung
  • schwierige Unsicherheitsfaktoren
    • hohe Folgekosten bei Problemen
      • Anlageschäden
      • verzögerte Inbetriebnahme
vorgehensweise bei der l sung von steuerungsaufgaben
Vorgehensweise bei der Lösung von Steuerungsaufgaben
  • Effizientes Vorgehen verlangt Richtlinien
  • Planungsprozess ist effizient, wenn gesamthaft optimal verfahren wird
  • Strukturiertes Vorgehen für kleine und grosse Projekte gleichermassen von Bedeutung
betrachtungsweisen 4 1 modell nach kruchten
Betrachtungsweisen: 4+1-Modell nach Kruchten

Wie wird die Softwareerstellung organisiert?

Was soll das System können?

Wie sieht die Systemstruktur aus?

Wie ist die Architektur der Applikation?

was soll das system k nnen funktionskonzepte

Funktionskonzepte

Was soll das System können:Funktionskonzepte

Aufgabe:

Vereinheitlichung der Funktionalität

strukturierungskonzepte1
Strukturierungskonzepte

Aufgabe:

Glieder der Aufgaben festlegen

implementierungskonzepte
Implementierungskonzepte

Stark von der Entwicklungsumgebung abhängig

ziel der funktionskonzepte
Ziel der Funktionskonzepte
  • Vereinheitlichung der Funktionalität für
    • Namensgebung der Typen und ihrer Instanzen
    • Sicherheitsfunktionen
    • Bedienung, Parametrisierung
    • Synchronisationprinzipien
    • Automationsgrade
    • Koordinationssteuerungen, Rezepturprinzipien, Teach-in
    • Betriebsarten, Statuskonzept
wieso funktionskonzepte
Wieso Funktionskonzepte
  • funktionsfähige Anlage vor bankrott im Chaos
  • einfachere Anlagenbedienung
  • konsistene Programmierung
  • erweiterbare Lösung
  • Wiederverwendbarkeit
  • Testbarkeit
nutzen
Nutzen:
  • Anlagekosten besser im Griff
  • konsistente Automatisierung
nutzen1
Nutzen:
  • Standardisierte Schnittstelle:
    • unabhängig von Grundfunktionstyp
    • einfach zu verstehen
    • einfach zu visualisieren
    • einfach zu implementieren
nutzen2
Nutzen
  • vereinfacht die Bedienung der Anlage massgeblich
  • führt zu weniger Fehlern in der Software und vereinfacht dessen Wartung und ist darum ein Qualitätsmerkmal der Steuersoftware
  • vereinfacht die Dokumentation der Anlage
programmerstellung
Programmerstellung
  • Strukturierung
  • Gliederung des Problemes nach hierarchischen, funktionalen und zeitlichen Gesichtspunkten
  • Erstellen der Funktionspläne und Schalt-bedingungen
  • Codierung
  • Test und Inbetriebnahme
wieso strukturieren
Wieso Strukturieren?

Strukturieren = gliedern und modularisieren

  • Problem in Module gliedern
  • Vermeidung von Programmierfehler
    • Effizienz bei der Fehlersuche durch Uebersichtlichkeit
    • Einfaches Eingrenzen und Auffinden von Fehlern
  • Prüfaufwand für Qualitätssicherung
    • Prüfen von einzelnen Modulen
    • Geprüfte Module können ohne Prüfung genutzt werden
wieso strukturieren1
Wieso Strukturieren?
  • Bedienungsfreundlichkeit
    • keine Betriebsbehinderung durch einzelne Module
    • keine Fehlmanipulationen durch unnötige Wechselwirkungen
  • Flexibilität der Anlage
    • Aenderung müssen einfach und billig durchgeführt werden können
  • Wartungskosten
    • Wartungskosten werden reduziert
wieso strukturieren2
Wieso Strukturieren?
  • Dokumentationsaufwand
    • Klare Struktur verringert Erklärungsaufwand
    • Dokumentierte Module müssen nicht noch einmal dokumentiert werden
  • Wiederverwendbarkeit der Programme
    • Universelle Module mehrfach verwenden
  • Programmierkosten
    • Niedriger durch wiederverwendbare Programme, niedriger Dokumentationsaufwand, geringere Fehler
wie strukturieren
Wie strukturieren
  • Zuammenhängende Probleme
  • Abhängigkeiten
  • Charakteristische Zustände des Systems erkennen
  • Hierarchische Strukturen bilden
  • Beziehungen zwischen den Ebenen festlegen
  • In den Ebenen unabhängige Module bilden
hierarchische gliederung
Hierarchische Gliederung
  • Abhängigkeiten im System in vertikaler Richtung finden
  • Uebergeordnete Funktionen kontrollieren und steuern untergeordnete Einheiten
  • Der einer jeden Funktion umfasst nur sie selbst und der ihr direkt zugeordneten.
einzelger testeuerung
Einzelgerätesteuerung
  • Steuerung eines Geräts oder Sensors
  • Beispiel:
    • Motorensteuerung
    • Regler für Linearachse
    • Sensor mit Visualisierung und Grenzwertbildung
    • Gerätetreiber
grundfunktion
Grundfunktion
  • Praktische, intelligente Funktionen mehrerer Geräte zusammen oder einer einzelnen Maschine
  • Steuereinheit einer modular aufgebauten Anlage
  • Wiederverwendbares Know-How
  • Testeinheit für Inbetriebnahme und QS
teilanlagensteuerung
Teilanlagensteuerung
  • Steuerung einer Maschinengruppe oder Station
  • Steuert Grundfunktionen mittels Fahrweisen und Parameter
  • Oft auch eine Steuerungs-Hardwareeinheit
anlagensteuerung
Anlagensteuerung
  • Koordiniert die Teilanlagensteuerungen oder Fertigungszellen
  • Realisiert als Koordinationssteuerung und Leitsysteme
grunds tze zur gliederung
Grundsätze zur Gliederung
  • Uebereinstimmung zwischen Installations- und Software-Einheiten
  • Geteilte Ressourcen bilden eigene Einheiten
  • Minimale Wechselwirkung zwischen Einheiten der gleichen Hierarchieebene
  • Abschalt- und Sicherheitsabschaltbereiche decken sich mit den Steuereinheiten
slide37

Grundsätze zur Gliederung

  • Implementierungsunabhängige Wechselwirkungen zwischen Einheiten der gleichen Hierarchieebene
  • Bildung von mehrfach verwendbaren Einheiten
  • Einfache, minimale Parametrierung der Einheiten
slide38

Grundsätze zur Gliederung

  • Stufengerechte Verteilung der Teilaufgaben
  • Steuereinheiten müssen als Einheit sinnvoll bedient werden können
implementierung
Implementierung
  • Variablen Namen
  • typische Frameworks (Bsp Zustandsautomaten mit case und Schaltbedingung)
  • Komponententechnologien
zu beachten
Zu beachten!
  • Nicht alle OPC-Server realisieren alle im Standard geforderten Interface (z.B. Asynchroner Transfer)
  • je nach Konfiguration kann ein OPC-Server 90% der CPU-Last auffressen
standardisierung auf applikationsniveau
Standardisierung auf Applikationsniveau

Spezifisch Werkzeugmaschinen

  • OSACA association (EU)
  • HÜMNOS (D)
  • OAC/MOS (USA)
  • OSEC (Japan)
standardisierung auf systemniveau
Standardisierung auf Systemniveau
  • Open Control

(Namhafte Hersteller von Geräten der Automatisierungstechnik)