Rechnerunterstützte Projektierung der Hardware und Software von speicherprogrammierten Steuerungen

Die Entwicklung neuartiger Steuerungsgeräte hat die technischen und wirtschaftlichen Möglichkeiten zur Automatisierung in der industriellen Fertigung in den zurückliegenden Jahren entscheidend verbessert. Umfangreiche und schwierige Problemstellungen können heute zu vertretbaren Kosten gelöst werden. In der Handhabung sind die Geräte flexibler und im Einsatz zuverlässiger als früher. Sie lassen sich außerdem auf kleinerem Raum unterbringen.

In der Steuerungstechnik verwendet man den Ausdruck „Projektierung“ üblicherweise als Oberbegriff für alle Entwicklungstätigkeiten, die zum Aufbau einer betriebsbereiten Steuerungseinrichtung erforderlich sind; angefangen bei der groben Konzeption bis hin zur detaillierten Ausarbeitung der Fertigungsunterlagen /4/. Die Arbeiten erstrecken sich sowohl auf die Auswahl, Auslegung und Gestaltung der gesamten Steuerungshardware als auch auf den Entwurf, die Optimierung und gerätespezifische Anpassung der zugehörigen Software. Es zählen darüberhinaus auch alle Prüfmaßnahmen und Tests dazu sowie die Beseitigung der dabei aufgedeckten Schwachstellen bzw. Fehler. Die Projektierung ist in erster Linie ein Informationsverarbeitungsprozeß; bei den genannten Aufgaben müssen technische Daten erfaßt, aufbereitet, umgewandelt, ausgewertet und schließlich dokumentiert werden.

In einem ersten Schritt gilt es, die für die Konzeption des CAD-Systems maßgeblichen Anforderungen herauszufinden und zu bewerten. Die Betrachtungen haben sich auf zwei Punkte zu konzentrieren:

Die Entwicklung einer CAD-Software ist eine komplexe Aufgabe. Sie läßt sich nur in mehreren, aufeinanderfolgenden Entwicklungsstufen bewältigen (Bild 4-1). Zu Beginn liegen die einzelnen Sachverhalte (Arbeitsvorschriften, Zahlenwerte, Pläne, Tabellen) in einer problemgemäßen Form vor. Diese müssen nun nach und nach in eine rechnerinterne Form übergeführt werden. Die ursprüngliche Anschaulichkeit geht hierbei verloren. Man bezeichnet die Umwandlung und den mit ihr eng verbundenen Abstraktionsprozeß als die Modellbildung /38/.

Ausgehend von den im vorigen Kapitel definierten Datenstrukturen und Algorithmen ist das Programmsystem RENEST geschaffen worden. Es ermöglicht ein rechnerunterstütztes Projektieren von speicherprogrammierten Steuerungen /27,48/. Die wichtigsten Aspekte hinsichtlich Aufbau und Wirkungsweise des Systems sowie einer möglichen Erweiterung um zusätzliche steuerungsspezifische Komponenten (SPS-Postprozessoren) werden in den folgenden Abschnitten diskutiert.

Die bisher angestellten Überlegungen sollen abschließend noch an einem Beispiel aus der Praxis veranschaulicht werden.

An die Projektierung von speicherprogrammierten Steuerungsgeräten werden heute hohe Anforderungen bezüglich Qualität, Flexibilität, Entwicklungsdauer und Wirtschaftlichkeit gestellt. Mit zunehmender Komplexität der Fertigungseinrichtungen können diese in konventioneller Vorgehensweise nicht mehr zufriedenstellend erfüllt werden. Durch den Einsatz der elektronischen Datenverarbeitung einerseits und leistungsfähigen Entwurfsverfahren andererseits ist dieser Problematik jedoch wirksam zu begegnen. In der vorliegenden Abhandlung wird ein entsprechendes Lösungskonzept entwickelt und in Form eines Programmsystems verwirklicht.