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Ressourcenadaptive Anwendungen für die operative Prozessleittechnik / Titelei/Inhaltsverzeichnis
Ressourcenadaptive Anwendungen für die operative Prozessleittechnik / Titelei/Inhaltsverzeichnis
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I–XIV
Titelei/Inhaltsverzeichnis
I–XIV
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1–5
1. Einleitung
1–5
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1.1. Motivation
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1.2. Zielsetzung
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1.3. Aufbau der Arbeit
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6–27
2. Grundlagen
6–27
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2.1. Allgemeine Grundlagen
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2.1.1. Automatisierungstechnik und Prozessleittechnik
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2.1.2. Echtzeitsysteme und Scheduling
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2.1.3. CPS und CPPS
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2.1.4. Timed Automata und Model-Checking
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2.1.5. Methoden der gemischt-ganzzahligen Optimierung
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2.2. Laufzeitsysteme der Prozessleittechnik
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2.2.1. Laufzeitsysteme
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2.2.2. Models@run.time
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2.2.3. Speicherprogrammierbare Steuerungen
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2.2.4. IEC 61131-3 Sprachen – die Linguae francae der Automatisierung
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2.2.5. Softwarearchitektur eines Laufzeitsystems nach IEC 61131-3
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2.2.6. Softwarearchitektur eines Laufzeitsystems nach IEC 61499
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2.2.7. Entwicklungsphasen leittechnischer Anwendungen
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2.2.8. Akteure im Entwicklungsprozess leittechnischer Anwendungen
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28–41
3. Stand der Wissenschaft und Technik
28–41
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3.1. Eigene Vorarbeiten
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3.2. Ansätze zur Flexibilisierung leittechnischer Anwendungen
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3.2.1. Lose Kopplung der Komponenten durch Serviceorientierung
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3.2.2. Agentensysteme
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3.2.3. Modellgetriebene Ansätze
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3.2.4. Laufzeit-Rekonfiguration verteilter Automatisierungssysteme
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3.2.5. Laufzeit-Rekonfiguration der IEC 61131-3-basierten Laufzeitsysteme
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3.3. Laufzeitsysteme der Automatisierungstechnik
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3.3.1. IEC 61131-3: CODESYS Runtime
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3.3.2. IEC 61499: 4DIAC FORTE
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3.3.3. FASA
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3.3.4. ACPLT/RTE
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3.4. Prozedurbeschreibungssprachen für leittechnische Anwendungen
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3.4.1. Sequential Function Chart
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3.4.2. PLC-Statecharts
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3.4.3. Sequential State Chart
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42–46
4. Anforderungsanalyse und -spezifikation
42–46
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4.1. Analyse der domänenspezifischen Anforderungen
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4.2. Anforderungsspezifikation
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4.2.1. Funktionale Anforderungen
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4.2.2. Nicht-funktionale Anforderungen
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47–57
5. Analyse der Ansätze für Anwendungen mit flexiblen temporalen Eigenschaften
47–57
Details
5.1. Dynamische Änderung temporaler Eigenschaften einzelner Anwendungskomponenten
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5.1.1. Adaptive Algorithmen
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5.1.2. Anytime Algorithmen
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5.1.3. Ressourcenadaptive Algorithmen
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5.1.4. Elastische Algorithmen
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5.1.5. Imprecise Computation Model
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5.1.6. Predictably Flexible Real-Time Scheduling
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5.2. Dynamische Änderung der Zykluszeit einzelner Anwendungskomponenten
Details
5.2.1. Elastic Model
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5.2.2. Quality-of-Control-basierte Betrachtung
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5.2.3. Job Skipping
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5.3. Diskussion in Bezug auf nicht-funktionale Anforderungen
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58–107
6. Ein Rahmenwerk für die Integration von ressourcenadaptiven Anwendungen
58–107
Details
6.1. Einheitliche Laufzeitarchitektur
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6.1.1. Grunddefinitionen
Details
6.1.2. Selbstständige Komponenten
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6.1.3. Inter-Komponenten Kommunikation
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6.1.4. Facetten einer Anwendung bzw. einer selbstständigen Komponente
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6.1.5. Scheduling-Facette einer selbstständigen Komponente (Task- Eigenschaften)
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6.1.6. Kontrollfluss innerhalb der selbstständigen Komponenten und der Funktionsbausteinnetzwerke
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6.1.7. Hierarchisches Scheduling
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6.2. Meta-Modell für ressourcenadaptive Komponenten
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6.2.1. Annahmen und Begriffsdefinitionen für das Scheduling
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6.2.2. Ressourcenzuteilung durch den Komponentenscheduler zur Laufzeit
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6.2.3. In-cycle Sequential State Chart (ISSC)
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6.2.4. Formalisierung der ISSC-Semantik mithilfe von Timed Automata und UPPAAL
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6.2.5. Beschreibung ressourcenadaptiver Algorithmen mit ISSC – Konventionen und Muster
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6.2.6. Engineering-Aspekte
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6.3. Ressourcenadaptiver Komponentenscheduler für zyklische Laufzeitsysteme
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6.3.1. Nomenklatur
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6.3.2. Aktivitäten der offline Phase
Details
6.3.3. Aktivitäten der online Phase
Details
108–121
7. Evaluierung und Anwendungsszenarien
108–121
Details
7.1. Prototypische Implementierung
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7.2. Use-Case 1: Nicht-echtzeitfähige Kommunikation
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7.3. Use-Case 2: Prozessbegleitende Simulation mit variabler Qualität
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7.4. Use-Case 3: Mehrstufige Messwertvalidierung
Details
7.5. Use-Case 4: Transaktionskontrolle für regelbasiertes Engineering
Details
122–125
8. Diskussion der Ergebnisse
122–125
Details
126–135
Anhänge
126–135
Details
A. GAMS-Instanz für die offline Phase des Komponentenschedulers
Details
B. ACPLT/OV Modelldateien für die Referenzimplementierung
Details
136–154
Literaturverzeichnis
136–154
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Ressourcenadaptive Anwendungen für die operative Prozessleittechnik , page I - XIV
Titelei/Inhaltsverzeichnis
Autoren
Sten Grüner
DOI
doi.org/10.51202/9783186257086-I
ISBN print: 978-3-18-525708-7
ISBN online: 978-3-18-625708-6
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