TU Braunschweig

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Automatische Synthese von Steuerungssoftware II

Projektbearbeiter: Bernhard Ober, Mourad Chouikha
Projektpartner: Siemens AG - Nürnberg

Zur Programmierung von Automatisierungsgeräten, z.B. Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), werden Verfahren entwickelt, die es erlauben, auf der Basis von formalen Modellen des zu steuernden Prozesses (Steuerstrecke) die Steuerungssoftware automatisch zu generieren. Diese Vorgehensweise bietet den Vorteil, dass die erstellte Software syntaktisch und semantisch korrekt wird. Außerdem können so auf Basis des Modells der Steuerstrecke aus der Regelungstechnik bekannte Begriffe wie Regel- bzw. Steuerbarkeit, Beobachtbarkeit und dgl. in dei Automatisierungstechink übertragen werden.

Die Steuerstrecke wird objektorientiert modelliert, dabei kommen zur Beschreibung der Dynamik der einzelnen Objekte Petrinetze zum Einsatz. Diese lassen sich mathematisch leicht beschreiben, analysieren und modifizieren. Diese Modelle sind exakt genug, um gleichzeitg als Grundlage für die ebenfalls automatische Generierung von Datensätzen für ein standardisiertes Diagnosesystem dienen zu können.

Die Spezifikation des Sollverhaltens des gesteuerten Gesamtsystems kann mit Hilfe von gewünschten Ablaufverhalten, nicht erlaubten Zustandsfolgen und verbotenen Zuständen erfolgen. Die automatisch errechneten Steueralgorithmen werden ebenfalls mit Petrinetzen dargestellt und automatisch in Steuercode für SPS umgesetzt. Zur Spezifikation von Steuerungen auf höheren Ebenen ist außerdem der Einsatz optimierender Strategien, wie z.B. Minimierung von Durchlaufzeiten und Maximierung von bearbeiteten Stückzahlen bzw. Mengen, geplant.In diesem Zusammenhang sollen die Verwendungsmöglichkeiten moderner Optimierungsverfahren (z.B. Min/Max-Algebra, genetische Alogrithmen) untersucht werden.

Zur Demonstration der Vorzüge der modellbasierten Vorgehensweise und zur Untersuchung weiterer Syntheseverfahren wird zur Zeit der Protoyp einer integrierten Entwicklungsumgebung für SPS-Programme realisiert. Der Prototyp soll die Programmierung von Automatisierungsgeräten von der Modelllierung bis zum Programmcode unterstützt und während des Betriebs der Steuerung Hilfsmittel zur modellbasierten Fehlersuche und Diagnose zur Verfügung stellen.


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