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| Umsetzung von AWL in einen Automaten |
Maschinen und Anlagen in der Industrie, aber auch Einrichtungen zur Automation in Gebäuden (Aufzüge) und im Verkehr (Ampelanlagen) werden größtenteils unter Verwendung speicherprogrammierbarer Steuerungen (SPS) automatisiert. Das Re-Engineering bestehender SPS-Steuerungsprogramme gewinnt aufgrund zweier Faktoren zunehmende Bedeutung für die Wirtschaft: 1. Steigende Anforderungen an die Qualität der Produkte erfordern die umfangreiche Verifikation und Dokumentation der Steuerungseigenschaften. 2.Der Umstieg auf modernere Hardware erfordert den Transfer des Steuerungs-Know-hows. Bei der Steuerungsprogrammierung werden selten Methoden der modernen Softwaretechnologie eingesetzt. Weiterhin werden Steuerungen oft während des Betriebs der Anlage umprogrammiert, um sie an neue Anforderungen anzupassen. Das führt dazu, dass für eine implementierte Steuerung praktisch nie eine formale Beschreibung vorliegt. Ergebnisse: Eine formale Beschreibung bildet die Basis für neuere Methoden der Steuerungstechnik. Dies sind zum einen systematische Methoden zur Prüfung von Funktionalität und Sicherheit der Steuerung, wie dynamische Simulation und formale Verifikation. Andererseits aber auch Methoden zur automatischen Generierung von Laufzeit-Code für neuere Hardware (Software-Reuse) und zur Erzeugung von Fehlererkennungs- und Diagnoseprogrammen. In diesem Projekt wird ein neues Verfahren zum Re-Engineering von Steuerungsprogrammen entwickelt. Die entwickelte Formalisierung für AWL-Programme schließt sowohl binäre und digitale Operationen wie auch Zähl- und Zeitfunktionen ein. Zur formalen Beschreibung werden einerseits Automaten (Dynamik) und andererseits UML-Klassendiagramme (Struktur) eingesetzt. Die Transformation der Modelle basiert auf XML und damit in Zusammenhang stehenden Technologien wie XSLT und XMI. Bevor das formale Modell erstellt wird, werden die AWL-Programme in abstraktere Algorithmen umgesetzt. Der Einfluss der einzelnen AWL-Befehle auf den Systemzustand ist ein wichtiges Kriterium bei dieser Abstraktion. Diese Betrachtung erlaubt eine Einstufung aller AWL-Befehle in verschiedene Typklassen. Bei der Abstraktion werden die Befehle abhängig von ihrer Einstufung zusammengefasst. Das Ergebnis ist eine Folge von IF-THEN-ELSE-Anweisungen. Dies ermöglicht es, dass im Weiteren zusammenhängende Abschnitte und nicht einzelne Programmzeilen dargestellt werden. Aus der generierten Folge von IF-THEN-ELSEAnweisungen wird im nächsten Formalisierungsschritt ein Automatenmodell entwickelt. Dieses Automatenmodell stellt die Grundlage für die spätere Re-Implementierung dar. Anwendungsreife: Die bisher realisierten Verfahrensschritte wurden prototypisch in ein Engineering-Werkzeug implementiert. Hierbei wurden hauptsächlich freie, standardisierte, bzw. Plattform-neutrale Technologien wie XML, XSLT, UML, SVG, Java, etc. eingesetzt. Die Software-Werkzeuge wurden zunächst für die AWL der Siemens S5 (Step 5) entwickelt. Die Methoden als solche sind aber generisch, sie können also auch auf andere AWL-Dialekte angepasst werden. Im weiteren Projektverlauf ist eine volle Integration der entstehenden Modelle in eine UML-Umgebung vorgesehen. Vollbeitrag als PDF |
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