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Analyse von AblaufdiagrammenAnalyse von Ablaufdiagrammen
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Ziele:Ziele:
Sie können ein Ablaufdiagramm in einer Tabellenform darstellen
Sie können die Lebendigkeit eines Graphen erklären
Sie können die Ursache der Fehlermeldung ‚Ihr Graph ist überdeckbar‘ erklären und das Ablaufdiagramm korrigieren.
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Analyse von AblaufdiagrammenAnalyse von Ablaufdiagrammen
Formalisierung in Tabelle Komponenten Konflikte Lebendigkeit Dead-Lock Sicherheit und Ueberdeckbarkeit
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Beispiel: Alarmierung mit SelbsthaltungBeispiel: Alarmierung mit Selbsthaltung
B k o m m tkein A larmA k o m m tNiveau O K
Niveaugrenzwert erreicht
N iv e a h o c h A la rm
Niveau gut
qu ittie rt
N iv e a u h o c hq u it t ie r t
S1 S4
S2 S5
S3
T1
T2
T3
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FormalisierungFormalisierung
Schritte numerieren Transitionen numerieren Tabelle erstellen mit Schritte als Zeilen und
Transitionen als Spalten
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Tabelle ausfüllenTabelle ausfüllen
Für jede Transition angeben, um wieviel sich die Anzahl Markierungen in den Schritten ändert, wenn Transition schaltet. Zahl in der entsprechenden Zeile eintragen.
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04/11/23 Seite 7
B k o m m tkein A larmA k o m m tNiveau O K
Niveaugrenzwert erreicht
N iv e a h o c h A la rm
Niveau gut
qu ittie rt
N iv e a u h o c hq u it t ie r t
S1 S4
S2 S5
S3
T1
T2
T3
Schritt\Transition T1 T2 T3
S1 -1 0 1
S2 1 -1 0
S3 0 1 -1
S4 -1 1 0
S5 1 -1 0
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KomponentenKomponenten
Wieviele Marken in einem Ablaufdiagramm? Können Ablaufdiagramme aufgeteilt werden? Was ist der Zustand eines Ablaufdiagramms?
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04/11/23 Seite 9
Zustand eines Ablaufdiagramms:Zustand eines Ablaufdiagramms:
Muster der Markierungen
B k o m m tkein A larmA k o m m tNiveau O K
Niveaugrenzwert erreicht
N iv e a h o c h A la rm
Niveau gut
qu ittie rt
N iv e a u h o c hq u it t ie r t
S1 S4
S2 S5
S3
T1
T2
T3
B k o m m tkein A larmA k o m m tNiveau O K
Niveaugrenzwert erreicht
N iv e a h o c h A la rm
Niveau gut
qu ittie rt
N iv e a u h o c hq u it t ie r t
S1 S4
S2 S5
S3
T1
T2
T3
Zustandsbezeichnung? Zustandsbezeichnung?
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04/11/23 Seite 10
Ein Ablaufdiagramm mit immer nur einer Markierung
ist ein Zustandsautomat
Ein Ablaufdiagramm mit immer nur einer Markierung
ist ein Zustandsautomat
Einzige Markierung gibt den Zustand des Systems an
Zustandsnamen = Schrittnamen
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04/11/23 Seite 11
Aufteilung eines Ablaufdiagramms in Komponenten (Zustandsautomaten)
Aufteilung eines Ablaufdiagramms in Komponenten (Zustandsautomaten)
B k o m m tkein A larmA k o m m tNiveau O K
Niveaugrenzwert erreicht
N iv e a h o c h A la rm
Niveau gut
qu ittiert
N iv e a u h o c hq u it t ie r t
S1 S4
S2 S5
S3
T1
T2
T3
A k o m m tNiveau O K
Niveaugrenzwert erreicht
N iv e a h o c h
Niveau gut
qu ittie rt
N iv e a u h o c hq u it t ie r t
B k o m m tkein A larm
Niveaugrenzwert erreicht
A la rm
quittie rt
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04/11/23 Seite 12
Eigenschaften von Komponenten:Eigenschaften von Komponenten:
1. Komponente
Schritt\ Transition T1 T2 T3
S1 -1 0 1
S2 1 -1 0
S3 0 1 -1
Summe 0 0 0
2. Komponente
Schritt\ Transition T1 T3 T4
S4 -1 1 0
S5 1 -1 0
Summe 0 0 0
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04/11/23 Seite 13
Wieso Aufteilung in Komponenten
Wieso Aufteilung in Komponenten
Erstellung von Objekten/Modulen Oft in anderen Einheiten realisiert:
Steuerung (Verriegelung) Leitgerät (Alarmierung)
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04/11/23 Seite 14
RückwärtskonfliktRückwärtskonflikt
Roboter fre i Roboter fre iRoboter fre i
start A
A la d e n
start B
B la d e n
A kommt B kommt
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04/11/23 Seite 15
BeispielBeispiel
Roboter fre i
start A
A la d e n
start B
B la d e n
A fertig B fertig
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04/11/23 Seite 16
Lösung des KonfliktsLösung des Konflikts
Roboter fre i
start A
A la d e n
start B
B la d e n
A fertig B fertig
A B
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04/11/23 Seite 17
VorwärtskonfliktVorwärtskonflikt
S c h r it t A S c h r it t B
T1 T2
S c h r it t C
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04/11/23 Seite 18
LebendigkeitLebendigkeit
Eine beliebige, sinnvolle Anfangsmarkierung kann nach Schalten aller Transitionen (mindestens 1 mal) wieder erreicht werden.
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04/11/23 Seite 19
BeispielBeispielA k o m m tAus
Start
In it
fertig
S c h r it t A
Betrieb
S c h r it t B
restart ende
R e in ig e n
lebend ig
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04/11/23 Seite 20
Dead-Lock:
Ablauf bleibt stehen und kann nicht mehr weiter gehen
Dead-Lock:
Ablauf bleibt stehen und kann nicht mehr weiter gehen
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04/11/23 Seite 21
Beispiel:Beispiel:A k o m m tAus
Start
b e re it
fertig
L a d e n A
start Laden A
h o le n B
A k o m m tAus
Start
b e re it
B e a rb e it e n A
fertig
M e sse n
gut sch lecht
b e re it
B b e re it
geholt
fertig
L a d e n B
W a r te n B e a rb e it e n B
fertig
A u sw e rfe n
leer
fre i
A u sw e rfe n
fre i
start laden
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04/11/23 Seite 22
Beschränktheit und Sicherheit
Beschränktheit und Sicherheit
Beschränkt:maximale Anzahl Markierungen pro Schritt ist beschränkt
Sicher: maximale Anzahl Markierungen pro Schritt ist gleich 1
Wieso wesentlich?
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04/11/23 Seite 23
UeberdeckbarkeitUeberdeckbarkeit
Ueberdeckt
A k o m m tAus
ein
b e re it
start & ke ine S törung
T e m p . re g e ln E in fü lle n
fertig Störung
w a r te n
restart
A k o m m tAus
ein
b e re it
start & ke ine S törung
T e m p . re g e ln E in fü lle n
fertig Störung
w a r te n
restart
Weil: Markierungen verschieden Jeder markierte Schritt rechts ist auch links markiert
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04/11/23 Seite 24
Korrektur:Korrektur:
A k o m m tAus
ein
b e re it
start & ke ine S törung
T e m p . re g e ln E in fü lle n
fertig Störung
w a r te n
restart
S tö ru n g
keine S törung
A k o m m tAus
ein
b e re it
start & ke ine S törung
T e m p . re g e ln E in fü lle n
fertig Störung
w a r te n
restart
![Page 25: 29.04.2014Seite 1 Analyse von Ablaufdiagrammen. 29.04.2014Seite 2 Ziele: Sie können ein Ablaufdiagramm in einer Tabellenform darstellen Sie können die](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062623/55204d7749795902118cc3db/html5/thumbnails/25.jpg)
04/11/23 Seite 25
Ueberdeckbarkeit und Sicherheit
Ueberdeckbarkeit und Sicherheit
Ein Ablaufdiagramm ist sicher, wenn es ausgehend von einer sinnvollen Startmarkierung keine sich überdeckenden Markierungen gibt
![Page 26: 29.04.2014Seite 1 Analyse von Ablaufdiagrammen. 29.04.2014Seite 2 Ziele: Sie können ein Ablaufdiagramm in einer Tabellenform darstellen Sie können die](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062623/55204d7749795902118cc3db/html5/thumbnails/26.jpg)
04/11/23 Seite 26
Untersuchung im ErreichbarkeitsgraphenUntersuchung im Erreichbarkeitsgraphen
A k o m m tAus
ein
b e re it
start
T e m p . re g e ln E in fü lle n
fertig
w a r te n
restart
w a r te n
T erre icht
A k o m m tAus
ein
b e re it
start
T e m p . re g e ln E in fü lle n
fertig
w a r te n
restart
w a r te n
T erre icht
A k o m m tAus
ein
b e re it
start
T e m p . re g e ln E in fü lle n
fertig
w a r te n
restart
w a r te n
T erre icht
A k o m m tAus
ein
b e re it
start
T e m p . re g e ln E in fü lle n
fertig
w a r te n
restart
w a r te n
T erre icht
A k o m m tAus
ein
b e re it
start
T e m p . re g e ln E in fü lle n
fertig
w a r te n
restart
w a r te n
T erre icht
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04/11/23 Seite 27
Andere AblaufdarstellungenAndere Ablaufdarstellungen
Petri-Netz Zustandsautomat
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04/11/23 Seite 28
Petri-NetzPetri-Netz
PP2 P1
Pb
Pb
Pa
Pa
T
0
T
0
T
2
T
2
T
0
T
2
![Page 29: 29.04.2014Seite 1 Analyse von Ablaufdiagrammen. 29.04.2014Seite 2 Ziele: Sie können ein Ablaufdiagramm in einer Tabellenform darstellen Sie können die](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062623/55204d7749795902118cc3db/html5/thumbnails/29.jpg)
04/11/23 Seite 29
Mealy-AutomatMealy-Automat
z1Motor AUS
z3
MotorEIN
z4Motor Störung
B3/T2
B1 /T2
B4/T0
B1 /T1
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04/11/23 Seite 30
Moore-AutomatMoore-Automatz1
M otor A us / T0
z3
M otor E IN /T1
z4M otor S törung/T2
B3
B1
B4
B1
![Page 31: 29.04.2014Seite 1 Analyse von Ablaufdiagrammen. 29.04.2014Seite 2 Ziele: Sie können ein Ablaufdiagramm in einer Tabellenform darstellen Sie können die](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062623/55204d7749795902118cc3db/html5/thumbnails/31.jpg)
04/11/23 Seite 31
Flow-ChartFlow-Chart
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04/11/23 Seite 32
Flowchart-ProgrammierungFlowchart-
Programmierung
![Page 33: 29.04.2014Seite 1 Analyse von Ablaufdiagrammen. 29.04.2014Seite 2 Ziele: Sie können ein Ablaufdiagramm in einer Tabellenform darstellen Sie können die](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062623/55204d7749795902118cc3db/html5/thumbnails/33.jpg)
04/11/23 Seite 33
Das beste Engineeringtool?Das beste Engineeringtool?
Assembler C C++ IEC61131-3 Flowchart Labview
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Kriterien:Kriterien:
Intuitiv selbstdokumentierend effizient zu programmieren effizient zu warten effizient in der Ausführung
![Page 35: 29.04.2014Seite 1 Analyse von Ablaufdiagrammen. 29.04.2014Seite 2 Ziele: Sie können ein Ablaufdiagramm in einer Tabellenform darstellen Sie können die](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062623/55204d7749795902118cc3db/html5/thumbnails/35.jpg)
04/11/23 Seite 35
Lösung von Steeplechase: Flowchart
Lösung von Steeplechase: Flowchart
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04/11/23 Seite 36
Flowchart-Elemente: Verzweigung
Flowchart-Elemente: Verzweigung
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04/11/23 Seite 37
Flowchart-Elemente: kontinuierliche Durchführung einer
Aktion
Flowchart-Elemente: kontinuierliche Durchführung einer
Aktion
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04/11/23 Seite 38
Flowchart-Elemente: parallele Aktionen:
Flowchart-Elemente: parallele Aktionen:
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04/11/23 Seite 39
Flowchart-Elemente: spezielle Aktionen
Flowchart-Elemente: spezielle Aktionen
Diagnostische Verzweigungen spezielle Funktionen mit Input/Output an
der Stelle des Aufrufs
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VergleichVergleichDiagramm Stärken Schwächen
Ablaufsprache parallele Abläufe
Schaltbedingungen explizit dargestellt
Simulation von sehr komplexen Prozessen
Arbeiten mit Qualifiers etwas mühsam
Petri-Netz parallele Abläufe
Schaltbedingungen explizit dargestellt
Geeignet für viele verschiedensteProblemstellungen
Synchronisationen nicht offensichtlich
Aktionen in Transitionen und Stellen unterschiedliche Darstellungen des gleichen Pro-blems
Ueberspringen von Aktionen nicht definiert: kom-plexere Fehlerbehandlung
Mealy- undMoore Auto-mat
Ereignisorientierte Automaten ohneparallel Abläufe
Schaltbedingungen explizit dargestellt
Synchronisation zwischen verschiedenen Abläufenist mühsam
Flussdia-gramm
einfach Darstellung von sequentiellenAbläufen
oft nur implizite Transitionen
nur binäre Verzweigungen möglich
entspricht nicht dem Zustandsdenken der Steue-rungstechnik
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AnwendungAnwendung
Informatik: verteilte Systeme Kommunikationstechnik