Innovatives Steuerungs- und HiL-Test-En­twicklungssys­tem (HiL-Prüfstand 2.0)

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Zielstellung und Lösungsansatz 

Echtzeitfähige Steuerungen sind heutzutage Voraussetzung für den Betrieb nahezu aller technischen Anlagen. Der steigende Grad an Automatisierung und Sensorintegration, der zunehmende Bedarf an flexiblen intelligenten Geräten und Maschinen sowie der Trend zu kleineren Losgrößen und Sondereditionen erfordern zunehmend einen schnelleren, flexibleren und sichereren Entwicklungsprozess für Steuerungssoftware. Mit der zunehmenden Realisierung der technischen Lösungen im Maschinenbau durch Software und der zunehmenden Komplexität der Anlagen rückt vor allem das automatisierte Testen der Steuerungen am Echtzeitmodell in den Vordergrund, da die Vielzahl an möglichen Testfällen per Hand nicht mehr zu beherrschen ist und sicherheitskritische Tests an realen Anlagen oft nicht durchgeführt werden können. Die Möglichkeiten, Steuerungen zu testen und virtuell in Betrieb zu nehmen, sind im Bereich stationärer Maschinen- und Anlagensteuerungen jedoch immer noch stark eingeschränkt.

Es fehlen bislang insbesondere sowohl auf der Steuerungsseite als auch auf der Testseite wichtige Softwareschichten und Schnittstellen, sodass der Entwickler für jeden Auftrag wesentliche Verwaltungsaufgaben getrennt und frei neu implementiert, obwohl diese einheitlich spezifiziert sind. Durch fehlende Regeln und Struktur entsteht eine Vermischung von Funktion, Hardwarebeschreibung, Parametern, Fehlerchecks und Verwaltungsfunktionen im Code, die eigentlich klar voneinander zu trennen sind. Die dadurch entstehenden Lösungen sind aufwändig, teuer, fehleranfällig, unflexibel, d.h. kaum anpassbar, und sehr spezifisch, d.h. kaum nachnutzbar.

Das Ziel des Vorhabens ist die Überwindung dieser Defizite durch die Entwicklung eines neuartigen, innovativen Steuerungs- und Testentwicklungssystems - ein HiL-Prüfstand 2.0 -, welches dem Entwickler die parallele Entwicklung von Steuerung und Test und damit eine testgetriebene Steuerungsentwicklung während des gesamten Entwicklungsprozesses erlaubt. Dazu notwendig sind eine neue modulare Hardwaregestaltung des Prüfstands sowie die neuartige Strukturierung und Modularisierung von Steuerungs- und Testsoftware durch innovative Frameworks.

Kontakt

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Research associate

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Mr Dr.-Ing. Christian Friedrich

Employee of the department CPPS at Fraunhofer IWU Dresden

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Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU
Geschäftsfeld Kognitive Produktionssysteme Pforzheimer Straße 7a

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