EasyKit - Eine allgemeine Methodik für die Entwicklung von Steuerungskomponenten

Simon Barner, Michael Geisinger, Jia Huang, Alois Knoll, Holger Bönicke, Christoph Ament, Jochen Mades, Reinhard Pittschellis und Gerd Bauer

Entwurf mechatronischer Systeme, pp. 23–36

2010 · Paderborn, Germany · Technische Universität München

Zusammenfassung

Bei der Entwicklung mechatronischer Systeme spielen Entwurf und Implementierung der Steuerungskomponente eine entscheidende Rolle. Hierbei lassen sich die folgenden Trends feststellen: Zentralisierte, oft SPS-basierte Systeme werden vermehrt durch dezentrale Ansätze abgelöst, bei denen die prozessnahe Vorverarbeitung von Sensorsignalen und die Erzeugung von Steuersignalen für die Aktorik von effizienten, auf die jeweilige Aufgabe spezialisierten Systemen übernommen werden. Des Weiteren gibt es vermehrt Anstrengungen, die sequenzielle Entwicklung von Maschine, Steuerung und Software aufzubrechen und zu parallelisieren (Hardware/Software Co-Design). Die EasyKit-Methodik ist ein möglicher Ansatz, um diesen Anforderungen gerecht zu werden: Mit einem Elektronik-Baukastensystem steht ein Mittel zur Verfügung, mit dem sich effizient auf die vorliegende Aufgabe zugeschnittene Mikrocontroller-basierte Steuerungen entwickeln lassen, die ohne weitere Beschaltung gängige industrielle Signaltypen verarbeiten und in bestehende Bussysteme und Netzwerke integriert werden können. Die Entwicklung der Software erfolgt mit dem modellgetriebenen Werkzeug EasyLab auf hohem Abstraktionsniveau und unabhängig von der verwendeten Hardware-Architektur. Die Modellierung dient als Grundlage für einen vorlagenbasierten Code-Generator sowie eine Simulationskomponente, die den Entwickler bei Planung und Fehlersuche unterstützt. Darüber hinaus erlaubt es eine Debugging-Schnittstelle, Programme, die auf der Zielhardware ablaufen, in Echtzeit zu beobachten und zu manipulieren. Die universelle Einsetzbarkeit eines Entwicklungsprozesses spielt eine wichtige Rolle für dessen Akzeptanz. Daher zeigen wir anhand von drei Fallbeispielen auf, wie EasyKit verwendet werden kann, um sowohl die Entwicklung komplexer industrieller Systeme zu strukturieren als auch die entsprechenden Grundlagen in der Ausbildung anschaulich zu vermitteln.

Stichworte:Code Generation, components, didactics, easykit, EasyLab, embedded, model driven development, systems