Modellbasierter Entwurf hierarchischer Steuerungssysteme

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Mit den Arbeiten von P.J. Ramadge und W.M. Wonham liegt seit den späten 1980er Jahren eine fundierte regelungstheoretische Methodik für ereignisdiskrete Systeme vor. Diese ermöglicht prinzipiell einen modellbasierten Steuerungsentwurf und somit die automatische Generierung von beweisbar korrektem Programmcode für speicherprogrammierbare Steuerungen. Dass dieser Vorgehensweise der breite Einzug in die industrielle Anwendung bisher verwehrt blieb, liegt ursächlich an dem schier unbezwingbaren Rechenaufwand. Das beantragte Forschungsprojekt sucht diesem Mißstand mit einer mehrschichtigen hierarchischen Steuerungsarchitektur zu begegnen. Dabei werden auf jeder Schicht zunächst einzelne Prozeßkomponenten isoliert betrachtet und gemäß einer lokalen Spezifikation mit einer lokalen Steuerung versehen. Beim Übergang auf die nächst höhere Schicht werden jeweils mehrere lokal gesteuerte Komponenten zusammengefaßt. Dabei ist es möglich, auf eine Modellabstraktion auf Grundlage der lokalen Spezifikationen zurückzugreifen, was den Rechenaufwand wirkungsvoll begrenzt. Mit einer umfassenden Anwendungsstudie anhand eines für moderne Fertigungsanlagen typischen Transportsystems soll die Relevanz des Entwurfsverfahrens für die industrielle Anwendung belegt werden.