Zustand-Zonen-Modellierung (ZZM)

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Zustand-Zonen-Modellierung (ZZM)

Die Automatentabelle wird im ZZM um einige Symbole erweitert, damit die Anzeige am MMI mit modelliert werden kann. Es werden nicht die gesamten Eingangsvektoren betrachtet, sondern die einzelnen Eingangssignale. Die Signale E1 und E2 ergeben ein Signalpaar, weil diese einen Aktor beschreiben und so immer nur gegenseitig auftreten können. Aus dem Signal E3 kann ebenso ein Signalpaar erzeugt werden. Es wird eine zusätzliche Zone generiert in dem das Signal E3 auf 0 abgefragt wird. Damit wird im Ablauf erreicht, dass die Transition nur dann durchgeführt wird, wenn die Taste E3 losgelassen ist.

In der Tabelle werden den Eingangssignalen entsprechend der Zustände die Diagnoseverhalten zugeordnet. In der Zeile sind die Zustände aufgetragen und in den Spalten die Zonen. Daher kommt die Bezeichnung Zustand-Zonen-Modellierung. Jedem Eingangssignal wird ein Matrixbit Mx zugeordnet und wenn nötig ein Pair Check Bit Px. Das System wird um die Ausgaben Zx, Mx und Px erweitert, da diese für Zustandsanzeige an dem MMI  verwendet werden. Die Ausgaben Zx sollen dem Bediener die Information über den aktuellen Zustand, über die folgenden Zustände und über die bereits durchlaufenen Zustände liefern.

Wie unter Punkt 4 beschreiben, handelt es sich hier um eine Ablaufsteuerung. Aus der Steuerstrecke werden die Eingangssignale über Sensoren an die Steuereinrichtung herangeführt und ergeben mit dem Zustand der Steuereinheit die Ausgaben durch das entsprechende weiterschalten der Zustände. Die Reihenfolge ist exakt vorgegeben, d.h. vom Z1 wird durch die Erfüllung der definierten Transitionsbedingungen in Z2 gewechselt usw.

In der Tabelle erzeugt der Eingang E1, sowie die beiden Eingänge E2 und E3 die Zonen. Dem Zustand der Steuereinrichtung entsprechend wird der Soll-Zustand des Eingangs bestimmt durch:

 

2        Hier wird der entsprechende Ausgang angesteuert damit ein Signalwechsel stattfindet und an der Schnittstelle zum Bediener wird das zugehörige Matrixbit auf 1 gesetzt, damit angezeigt wird welches Eingangssignal erwartet wird.

1        Hier muss das Eingangssignal auf 1 gesetzt werden, ansonsten wird ein Fehler in der Steuerstrecke diagnostiziert.

0        Hier gilt das „don‘t care“.

 

 

 

Diagnose Verhalten (S,I,0)  bei Momentane Eingangssignale, Matrixbit, Pair check Bit

Momentaner Zustand, Momentaner Ausgang y(k)

E1, M1,P1

E2, M2,P2

E3, M3

NeuesElement230, M4

Z1 „Warten Taste“

1

0

2

0

Z2 „Zylinder vor“, A1

0

2

0

2

Z3 „Warten Taste“

0

1

2

0

Z4 „Zylinder zurück“, A2

2

0

0

2

Tabelle 7‑4 Zustand-Zonen-Modell Tabelle

 

Die Eingänge E1 und E2 sitzen auf dem Zylinder und sind somit zusammengehörig zu behandeln. Der Zylinder ist immer in einer der Positionen. Nur in der Bewegung (als S definiert) ist keiner dieser Positionen belegt. Sollten die beiden Eingänge E1 und E2 gleichzeitig auftreten, tretet ein Fehlerzustand in der Steuerstrecke auf. Eine solche Einheit (wie z.B. der Zylinder) wird auf „pair check“ geprüft und führt somit zu einem Fehlerzustand. Dieser Fehler wird eindeutig anhand des Px an der Schnittstelle zum Bediener dem MMI ausgegeben.

Die Taste E3 wird ebenfalls in zwei zusammenhängenden Zonen betrachtet. Damit wird ein definierter Zustand der Taste in den Zuständen Zx erreicht. Der Pair check kann vernachlässigt werden, da es in der physikalischen Realität nicht möglich ist das ein Signal zur gleichen Zeit 0 und 1 ist.

 

 

 

NeuesElement264

 

 

 

Die Sicht des Betreibers bzw. Anwenders des Steuerungssystems muss, wie in Abbildung 1-1 gezeigt ebenso die Ausgaben an den Benutzer über die Mensch-Maschinen- Schnittstelle berücksichtigen. Damit werden die Ausgänge des Systems erweitert und sollen dem Benutzer immer die optimale Information über den momentanen Zustand des Systems geben. Im Fehlerfall muss der Benutzer über die Ursache des Fehlers informiert sein. Das kann nur gewährleistet sein wenn die informelle und formale Spezifikation um die Sicht des Benutzers erweitert wird.