Ressourcenadaptive Anwendungen für die operative Prozessleittechnik

Sten Grüner

doi:10.51202/9783186257086

Zusammenfassung

Die aktuellen Entwicklungen der Prozessleittechnik und der Automatisierungstechnik fordern die Verlagerung zusätzlicher Funktionen auf die Prozessleitebene der Automatisierungspyramide. Die Ausführungszeit der anwenderspezifischen Logik innerhalb der Laufzeitsysteme unterliegt gewissen Fluktuationen. Die überschüssige Zeit, Slackzeit genannt, bleibt wegen der festen Zykluszeit häufig ungenutzt. Der Beitrag dieser Arbeit ist ein Rahmenwerk für die nahtlose Integration von ressourcenadaptiven Anwendungen in solche Laufzeitsysteme. Diese Anwendungen können für die Bereitstellung der zusätzlichen Funktionalität während der Slackzeit genutzt werden, ohne die Echtzeitanforderungen und den Funktionsumfang der existierenden Kernanwendung einzuschränken. Der Mehrwert des Rahmenwerks für die Prozessleittechnik wird an mehreren Use-Cases demonstriert. Dazu zählen Anwendungen mit und ohne Zugriff in den operativen Betrieb des Laufzeitsystems.

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Bibliographische Angaben

Erscheinungsjahr: 2017
Erscheinungsdatum: 06.07.2017
ISBN-Print: 978-3-18-525708-7
ISBN-Online: 978-3-18-625708-6
Verlag: VDI Verlag, Düsseldorf
Reihe: Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik
Band: 1257
Sprache: Deutsch
Seiten: 154
Produkttyp: Monographie

Inhaltsverzeichnis

KapitelSeiten

Titelei/Inhaltsverzeichnis Teilzugriff Seiten I - XIV Download Kapitel (PDF)
1. Motivation Kein Zugriff
2. Zielsetzung Kein Zugriff
3. Aufbau der Arbeit Kein Zugriff
1. 1. Automatisierungstechnik und Prozessleittechnik Kein Zugriff
  2. Echtzeitsysteme und Scheduling Kein Zugriff
  3. CPS und CPPS Kein Zugriff
  4. Timed Automata und Model-Checking Kein Zugriff
  5. Methoden der gemischt-ganzzahligen Optimierung Kein Zugriff
2. 1. Laufzeitsysteme Kein Zugriff
  2. Models@run.time Kein Zugriff
  3. Speicherprogrammierbare Steuerungen Kein Zugriff
  4. IEC 61131-3 Sprachen – die Linguae francae der Automatisierung Kein Zugriff
  5. Softwarearchitektur eines Laufzeitsystems nach IEC 61131-3 Kein Zugriff
  6. Softwarearchitektur eines Laufzeitsystems nach IEC 61499 Kein Zugriff
  7. Entwicklungsphasen leittechnischer Anwendungen Kein Zugriff
  8. Akteure im Entwicklungsprozess leittechnischer Anwendungen Kein Zugriff
1. Eigene Vorarbeiten Kein Zugriff
2. 1. Lose Kopplung der Komponenten durch Serviceorientierung Kein Zugriff
  2. Agentensysteme Kein Zugriff
  3. Modellgetriebene Ansätze Kein Zugriff
  4. Laufzeit-Rekonfiguration verteilter Automatisierungssysteme Kein Zugriff
  5. Laufzeit-Rekonfiguration der IEC 61131-3-basierten Laufzeitsysteme Kein Zugriff
3. 1. IEC 61131-3: CODESYS Runtime Kein Zugriff
  2. IEC 61499: 4DIAC FORTE Kein Zugriff
  3. FASA Kein Zugriff
  4. ACPLT/RTE Kein Zugriff
4. 1. Sequential Function Chart Kein Zugriff
  2. PLC-Statecharts Kein Zugriff
  3. Sequential State Chart Kein Zugriff
1. Analyse der domänenspezifischen Anforderungen Kein Zugriff
2. 1. Funktionale Anforderungen Kein Zugriff
  2. Nicht-funktionale Anforderungen Kein Zugriff
1. 1. Adaptive Algorithmen Kein Zugriff
  2. Anytime Algorithmen Kein Zugriff
  3. Ressourcenadaptive Algorithmen Kein Zugriff
  4. Elastische Algorithmen Kein Zugriff
  5. Imprecise Computation Model Kein Zugriff
  6. Predictably Flexible Real-Time Scheduling Kein Zugriff
2. 1. Elastic Model Kein Zugriff
  2. Quality-of-Control-basierte Betrachtung Kein Zugriff
  3. Job Skipping Kein Zugriff
3. Diskussion in Bezug auf nicht-funktionale Anforderungen Kein Zugriff
1. 1. Grunddefinitionen Kein Zugriff
  2. Selbstständige Komponenten Kein Zugriff
  3. Inter-Komponenten Kommunikation Kein Zugriff
  4. Facetten einer Anwendung bzw. einer selbstständigen Komponente Kein Zugriff
  5. Scheduling-Facette einer selbstständigen Komponente (Task- Eigenschaften) Kein Zugriff
  6. Kontrollfluss innerhalb der selbstständigen Komponenten und der Funktionsbausteinnetzwerke Kein Zugriff
  7. Hierarchisches Scheduling Kein Zugriff
2. 1. Annahmen und Begriffsdefinitionen für das Scheduling Kein Zugriff
  2. Ressourcenzuteilung durch den Komponentenscheduler zur Laufzeit Kein Zugriff
  3. In-cycle Sequential State Chart (ISSC) Kein Zugriff
  4. Formalisierung der ISSC-Semantik mithilfe von Timed Automata und UPPAAL Kein Zugriff
  5. Beschreibung ressourcenadaptiver Algorithmen mit ISSC – Konventionen und Muster Kein Zugriff
  6. Engineering-Aspekte Kein Zugriff
3. 1. Nomenklatur Kein Zugriff
  2. Aktivitäten der offline Phase Kein Zugriff
  3. Aktivitäten der online Phase Kein Zugriff
1. Prototypische Implementierung Kein Zugriff
2. Use-Case 1: Nicht-echtzeitfähige Kommunikation Kein Zugriff
3. Use-Case 2: Prozessbegleitende Simulation mit variabler Qualität Kein Zugriff
4. Use-Case 3: Mehrstufige Messwertvalidierung Kein Zugriff
5. Use-Case 4: Transaktionskontrolle für regelbasiertes Engineering Kein Zugriff
Diskussion der Ergebnisse Kein Zugriff Seiten 122 - 125
1. GAMS-Instanz für die offline Phase des Komponentenschedulers Kein Zugriff
2. ACPLT/OV Modelldateien für die Referenzimplementierung Kein Zugriff
Literaturverzeichnis Kein Zugriff Seiten 136 - 154