Title: Modellierung von Regelungsstrategien in einer event-basierten Echtzeitsteuerungsumgebung
Language: Deutsch
Authors: Hametner, Reinhard
Qualification level: Diploma
Keywords: Modellierung; Echtzeitumgebung; ereignisbasiert; Regelungsstrategien; IEC 61499
modelling; control strategies; event-based; event; real time
Advisor: Vincze, Markus
Assisting Advisor: Zoitl, Alois
Issue Date: 2008
Number of Pages: 67
Qualification level: Diploma
Abstract: 
Durch die schnell voranschreitende Globalisierung stellt der Weltmarkt für Industriebetriebe eine große Herausforderung dar. Der Konkurrenzdruck auf die heimische Wirtschaft nimmt immer mehr zu, da die Produktions- und Herstellkosten in osteuropäischen und asiatischen Ländern immer mehr sinken. Dementsprechend wachsen die Anforderungen der Steuerungstechnik stetig und die regelungstechnischen Aufgaben werden immer komplexer. Da vermehrt digitale Regler eingesetzt werden, versucht man diese regelungstechnischen Anwendungen in die Steuerungssysteme zu integrieren. Eine Möglichkeit stellt die Realisierung des digitalen Reglers mittels eines plattformunabhängigen verteilten Steuerungskonzept IEC~61499 dar. Das Problem jedoch ist die komplexe Entwicklung der Ereignis-basierten Abarbeitung.
In dieser Diplomarbeit werden verschiedene Regelungsstrategien in einer event-basierten Echtzeitsteuerungsumgebung modelliert und entwickelt.
Als Anwendungsbeispiel wird ein Helikoptermodell herangezogen. Es wird eine Anforderungsanalyse durchgeführt um die Komponenten und deren Eigenschaften des Regelkreises zu identifizieren. Anschließend wird der diskrete, digitale Regler in IEC~61499 entwickelt und in einer Echtzeitsteuerungsumgebung implementiert. Durch den Vorteil der event-basierten Abarbeitung kann der Regelkreis auf unterschiedliche Weise abgearbeitet werden. Mittels dieser Abarbeitungsmethode besteht die Möglichkeit stärker in die Charakteristik des Regelsystems einzugreifen. In dieser Arbeit werden einige Varianten der Ereignis-basierten Abarbeitung entwickelt, wobei auf die Echtzeitabarbeitung großen Wert gelegt wird. Um diese so optimal als möglich durchführen zu können, werden verschiedene Messkonfigurationen der IEC~61499 Funktionsblöcke betrachtet und deren Abarbeitungszeiten analysiert. Anhand dieser Messergebnisse werden Strukturierungsmöglichkeiten entwickelt, die für eine Echtzeitabarbeitung relevant sind. Designrichtlinien, die den Designvorgaben der betrachteten Strecke entsprechen, werden detailliert vorgestellt. Sie dienen als Basis für die Entwicklung echtzeitkritischer Regler in einer verteilten Steuerungsumgebung.

The world market represents a large challenge for industrial companies due to the fast progressing globalization. The pressure of competition on the domestic economy steadily increases, since production and manufacturing costs in East-European and Asian countries continue to sink. Accordingly, the requirements concerning control engineering as well as the complexity of closed-loop control tasks constantly increase.
As digital controllers are increasingly used, these closed-loop applications are integrated into industrial control systems. The realization of the digital controller by means of a platform-independent distributed control concept based on IEC~61499 represents a possible solution for an implementation. However, developing such event-based control systems represents a complex task.
Different control strategies are modeled and developed for an event-based real-time control environment within this diploma thesis. A helicopter model is used as an example application. A requirement analysis is performed to identify the components of the control loop and their characteristics. Subsequently, the discrete, digital controller is developed in IEC~61499 and implemented in a real-time control environment. The event-based paradigm allows different means of processing the control loop and more possibilities to modify the characteristics of the control system.
Some variants of event-based processing are developed in this work with a focus on real-time processing. Hence, different configurations of IEC 61499 function blocks are measured concerning their processing time to ensure an optimal performance. Structural concepts relevant for real-time processing are then created according to these results.
Design guidelines, which correspond to the specification of the regarded control path, are presented in detail. They serve as a basis for the development of real-time-critical control units in a distributed control environment.
URI: https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubtuw:1-29192
http://hdl.handle.net/20.500.12708/14653
Library ID: AC05039251
Organisation: E376 - Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik 
Publication Type: Thesis
Hochschulschrift
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