Pearl 96

In der Automatisierungstechnik dominieren beim Vergleich RISC oder CISC heute immer noch deutlich die CISC-Prozessoren, allen voran Prozessoren der 68k-Familie [3]. Zunehmend, und dies zuallererst bei Forschungsprojekten, wachsen jedoch die Leistungsanforderungen auch in der Automatisierungstechnik auf Werte, die selbst von den leistungsfähigsten 68k-Prozessoren (68060) nicht mehr erfüllt werden können. Dieser Beitrag beschreibt einen Ansatz, der die volle Funktion und auch die Solidität erprobter 68k-Software auf die schnellsten RISC-Prozessoren übertragen kann. Naturgemäß kommt die im PC-Bereich übliche Emulation (MacOS auf dem PowerPC etc.) nicht in Frage. Das Ziel der Emulation, nämlich ein „äquivalenter“ Datenfluß, wird auf andere Weise erreicht, die ganz ohne verfahrensbedingte administrative Operationen zur Laufzeit auskommt. Beim hier realisierten Verfahren analysiert ein spezieller Umset¬zer einmalig vorab die in Maschinensprache beschriebenen Datenflüsse und ersetzt in einem zweiten Schritt die Maschinenbefehlssequenzen des Prozessors A durch „äquivalente“ Maschinenbefehlssequenzen des Prozessors B. Beide Schritte laufen in einem Softwaretool automatisch ab und lassen nur noch wenig Raum für menschliche Fehler. Der Ansatz wurde für den Ubergang 68k ⇒ PowerPC technisch realisiert. Konkrete quantitative Ergebnisse werden angegeben. „PowerPEARL“ ist dabei keinesfalls eine neuartige Programmiersprache sondern nur ein Laborarbeitstitel für das letztendlich erreichte Ziel - der Implementierung von PEARL90 auf dem Prozessor PowerPC.

Der PC hat sich ohne Frage zu einem Allgemeingut des täglichen (Berufs-) Lebens entwickelt. PC-kompatible Rechner-Architekturen sind heutzutage aber auch im Bereich der Produktions-automatisierung bis in die Prozeß-Steuerungsebene eingedrungen (Bild 1).

Die Anzahl der in einem Kraftfahrzeug eingesetzten Mikroprozessoren hat sich in den letzten Jahren kontinuierlich erhöht. In einem Mercedes-Benz der E-Klasse sind beispielsweise ungefähr 25 Mikroprozessoren eingebaut, in der S-Klasse können mehr als 50 Mikroprozessoren integriert sein. Bei den Kraftfahrzeugen anderer Hersteller sind die Verhältnisse ähnlich. Dabei geht das Spektrum der eingesetzten Mikroprozessoren von einfachen 4-Bit Controllern, genutzt zum Beispiel zur Innenlichtsteuerung, bis zu leistungsfähigen 16-Bit Controllern, wie sie heutzutage in der Motorelektronik eingesetzt werden. Die Tendenz geht eindeutig dahin, den Einsatz von Mikroprozessoren noch wesentlich auszuweiten, einerseits, indem weitere existierende Funktionalitäten von konventioneller Technologie auf Mikroprozessoren umgestellt werden, andererseits, indem neue Funktionalitäten integriert werden können, die mit konventioneller Technologie nicht beherrschbar sind. Das eingesetzte Leistungsspektrum bei den Mikroprozessoren wird sich für diese Funktionen mittelfristig auf die 32-Bit Architekturen ausweiten.

The tendency to design the system-software of modern Programmable Logic Controllers (PLCs) on the basis of the features of well known realtime operating systems has influenced the IEC 1131 Standard for PLCs with respect to the inclusion of an explicit task model. This is a signiflcant step towards the inclusion of fault-tolerance, e.g. tolerating the missing of task-deadlines. The constructs for exception-handling and reconßguration of modern realtime-languages, e.g. PEARL 90, are well suited for a transparent and dependable implementation of fault-tolerance mechanisms in PLCs.

On the basis of these concepts, this paper discusses solutions for the integration of fault-tolerance with respect to the function-block diagram (FBD)-language, which is of particular interest with respect to the certification of realtime-software for PLCs in safety critical systems. A prototype implementation of the PEARL-PLC will be used for the verification of the outlined mechanisms using adaptive control as typical task-scenario.

Zur Herstellung von technischen Bauteilen aus Kunststoff mit komplizierter Innengeometrie werden verschiedene Fertigungsverfahren eingesetzt. Wenn hohe Maßhaltigkeit und gute Oberflächenqualität verlangt wird, benutzt man meist einen Spritzgießprozeß mit verlorenem Kern.

Like Pascal PEARL 90 is well suited for teaching the systematical development of Software. Furthermore it comprises a clear I/O concept and an unpretentious and efficient realtime part. Although PEARL 90 isn’t an object oriented language, its concepts of modules and pointers facilitate an introduction to object oriented programming. Since 1989 more than 3000 each of tested realtime programs and of first versions of modules have been controlled at FH Bielefeld. Based on this experience I am making some proposals for programming guidelines.

Zur Erleichterung der Aufgaben des Bedieners bei der Überwachung und Führung komplexer technischer Prozesse werden verschiedene Unterstützungssysteme eingesetzt. Das Ziel solcher Unterstützungssysteme ist es im allgemeinen, Fehler bei der Erkennung und Klassifikation von Prozeßzuständen sowie Fehler bei der Planung und Ausführung der notwendigen Prozeßeingriffe zu verringern, und, soweit möglich, zu vermeiden. Im folgenden wird ein Unterstützungssystem vorgestellt, das in der Lage ist, flexibel und ohne unangemessen hohen Engineeringaufwand das Prozeß- und das Bedienerverhalten während des Prozeßgeschehens zu beobachten und zu lernen. Das Unterstützungssystem ist auch in der Lage, die Bediener technischer Anlagen bei der Analyse von Störungen und beim Eingreifen in den Prozeß durch die Gestaltung eines entsprechenden Dialogs zu unterstützen.

Im folgenden wird die Kopplung der Experten-system-Shell G2 mit dem Simulationssystem PARSIP beschrieben. Ziel ist die Schaffung eines leistungsfähigen Systemverbunds, wie er für die Überwachung und Steuerung komplexer technischer Prozesse benötigt wird. Die entwickelte Lösung geht davon aus, daß das Simulationssystem als kooperative Komponente des Expertensystems arbeitet und diesem auf Anforderung Prognosedaten zur Verfügung stellt. Das Expertensystem wird dadurch in die Lage versetzt, die zukünftige Entwicklung des von ihm zu steuernden Prozesses unter tatsächlichen oder angenomme­nen Betriebsbedingungen zu analysieren und somit Störungen frühzeitig zu erkennen, Auswirkungen eingetretener Havarien bzw. geplanter Steuerungsmaßnahmen voreilend zu bewerten und für den jeweiligen Fall geeignete Steuerungsmaßnahmen auzuwählen. Das System wird für die Ausbildung auf dem Gebiet der Automatisierungstechnik an der HTWK Leipzig eingesetzt.

Zunächst wird der Unterschied zwischen einem „embedded system“ und einem herkommlichen Rechnersystem aus Nutzersicht dargestellt. Dabei wird besonders auf den Begriff des Systems abgehoben. Dieser besteht einerseits aus der vom Benutzer erwarteten SystemFunktionalität, die hiiufig den Herstellem der einzelnen Unterkomponenten gar nicht bekarmt ist und die deshalb auf dieser Ebene auch nicht getestet und nachgewiesen werden karm. Darliber hinaus wird gezeigt, was einige Schlagworte des Software-Engineering in bezug auf „embedded“ systems konkret bedeuten.

Während im umgangssprachlichen Gebrauch der Begriff der Erfindung eher diffus ist, so hat er im europäischen, wie im bundesdeutschen Patentrecht eine durch Gesetz und Rechtssprechung klar umrissenen rechtlichen Sinngehalt. So bestimmt denn etwa das Patentgesetz der Bundesrepublik (PatG), wie auch das Europäische Patentübereinkommen (EPÜ) die materiellen Voraussetzungen der Patentierbarkeit wie folgt: Es fordert jeweilig

Java¹ hat innerhalb von wenigen Monaten eine sehr starke Aufmerksamkeit in fast allen Computeranwendungsbereichen gewonnen. Die Einsatzmöglichkeiten von Java im Echtzeit-bereich sind damit auch ein aktuelles Thema. In diesem Artikel wird die Eignung heutiger java-Systeme für die Echtzeitprogrammierung untersucht und es werden Möglichkeiten aufgezeigt, wie die gröbsten Defizite behoben werden könnten. Mit Real-Time Java wird eine Erweiterung von Java vorgestellt, mit der alle heute in der Automatisierungstechnik üblichen Abläufe bearbeitet werden können. Das derzeit häufigste Einsatzfeld von Java — die Bereitstellung von plattformunabhängigen Softwarekomponenten im Netzwerk — ist gerade für die Realisierung von Bedien- und Beobachtungssoftware von großer Bedeutung.