Realisierung eines optimierten Feldbussystems und Modellierung mit Petrinetzen

Eine unüberschaubare Anzahl von Feldbussystemen wird derzeit in der industriellen Automatisierungstechnik eingesetzt und drängt verstärkt in neue Anwendungsfelder wie Gebäude- und Fahrzeugautomatisierung. Haupthindernis für eine schnelle Verbreitung sind hohe Kosten, die aus der Komplexität und Vielfalt der Systeme entstehen. Die Arbeit stellt methodische Grundlagen der strukturierten Systementwicklung vor und führt in die Nutzung von Petrinetzen als Beschreibungsmittel ein. Neben der Softwaremodellierung wird dabei der Zusammenhang zwischen struktureller- und Verhaltensmodellierung dargestellt. Nach Betrachtung der Übertragungstechniken im Feldbereich werden Zugriffsstrategien mit Petrinetzen modelliert und marktübliche Systeme verglichen. Eine Definition von Zielen und Anforderungen zeigt anschließend den Weg zu einem optimierten Feldbussystem auf. Zu diesem Zweck wird ein System entworfen, welches jedem Interessenten ein einfaches aber effektives und universelles System großer räumlicher Ausdehnung unter Nutzung preiswerter, robuster Bauteile und Übertragungsmedien bereit stellt. Die Softwarestrukturen werden mit Hilfe von Petrinetzen modelliert und insbesondere die Möglichkeiten der Nutzung eines Petrinetztools zur Dokumentation sowie einer zukünftigen direkten Codegenerierung für ressourcenoptimierte Mikrocontrollersysteme aufgezeigt. Abschließend wird eine Validation anhand der Realisierung des optimierten Feldbussystems mit Messungen am realen System durchgeführt.