atp edition Entwurf portabler eingebetteter Steuerung (Vorschau)

Hauptbeitrag
Domänenspezifisches Modell 1
Domänenspezifisches Modell n
Plattformunabhängiges
Modellierungstool
Plattformspezifische Implementierung 1
Plattformspezifische Implementierung n
BILD 1:
Modellierung
Spezifikation
Laufzeit-
Bibliothek
Cross-
Compiler
Implementierung
Plattformspezifische Werkzeuge
Automationdevice
Domainspezifisches
Modell
Plattformspezifische
Implementierung
CPU ILC 150 ETH (Phoenix
Contact GmbH)
SPaS-Projekt
PC Works Editor/
Compiler
Embedded Linux Controller
(Addi-Data GmbH)
SPaS-Projekt
Eclipse – CDT (Galileo)/
MIPS-Linux Cross Compiler
Tabelle 1:
Projektbeispiel
2. Vorgehensweise
Aus der Sicht der Autoren sollte ein effektiver Weg des
Steuerungssoftwareentwurfes gefunden werden, der
die Welten der IEC61131 und der IEC 61499 mit den
Anforderungen der Anwender an verständliche und
erkennbare Beschreibungsmittel in Einklang bringt. Die
Überforderung der Anwender mit immer spezielleren
und komplexeren Softwareentwurfssystemen ist kritisch
zu bewerten und führt zur Nichtakzeptanz durch
den Anwender. Ebenfalls darf aber nicht der Wunsch
des Anwenders nach offenem, frei zugänglichem Steuerungs-Code
unterschätzt werden, mit dem der Anwender
glaubt, seine Abhängigkeit vom Hardware-Lieferanten
zu verringern.
Die sehr tief gehende Diversifikation und Komplexität
der eingesetzten Hardware führt zunehmend zu
Problemen bei den Herstellern, die auf direkte binäre,
ausführbare Codegenerierung Wert legen. Modifizierungen
der Hardwaredetails führen zu immer umfangreicheren
Konfigurationsskripten und begrenzen den
Einsatz des Entwurfswerkzeuges auf einige wenige
Zielplattformen. Im Bild 1 wird schematisch gezeigt,
dass unabhängige Modellierungswerkzeuge sich auf
den methodisch korrekten Entwurf des Steuerungssystems
konzentrieren sollten.
Die plattformspezifischen Implementierungsdetails
werden nach Entscheidung für die konkrete Hardware
entweder mit den Werkzeugen der Hersteller durchgeführt,
oder aber es können die offenen Cross-Compiler
der Open Source Community genutzt werden. In
jedem Falle werden durch diese Vorgehensweise die
Ressourcen der Hardware optimal ausgenutzt und
eine korrekte Steuerungsmodellierung durchgeführt.
In einem konkreten Beispiel (siehe Bild 2) wurde
der Entwurf eines verteilten Steuerungssystems,
bestehend aus einer Phoenix-Contact-Steuerung
(ILC 350 PN) und einem eingebetteten System der Firma
Addi-Data GmbH durchgeführt. Die Spezifikation
der Domänenmodelle (Devices) Phoenix-Contact-Steuerung
und des Addi-Data-Controller (Linux-basiertes
Echtzeitsystem) erfolgte mit dem Entwurfswerkzeug
SPaS [5],[6], die Implementierung mit den Werkzeugen
Eclipse (CDT) als Cross Compiler und PC-Worx der
Firma Phoenix Contact.
Der Schwerpunkt des Steuerungsentwurfes mit SPaS
liegt auf der Erzeugung korrekter Softwareprogramme
in verschiedenen Sprachdialekten, die mit geeigneten
Compilern auf den Zielplattformen zu lauffähigen Applikationen
übersetzt werden können. Die Projektierung
des Systemverhaltens lässt sich ohne Mühe auch
zum Beispiel mit IEC61499-Editoren wie dem Funktionsblock-Editor
von Holoblock [4] darstellen. Der Execution
Control Chart (ECC) wird dabei mit dem Zustandsautomaten
(Prozessablaufplan) des Funktionsbausteins
verschmolzen. Die Ausgabesprachen von
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atp edition
3 / 2011