DIN EN 61499-1: Funktionsbausteine und der Paradigmenwechsel in der industriellen Softwareentwicklung

IEC 61499-1

Quellen: https://esb-dev.github.io/mat/uml.pdf und DIN EN 61499-1

Tauchen Sie ein in die Welt der Softwareentwicklung und entdecken Sie einen fundamentalen Wandel in der industriellen Automatisierung! In dieser Episode beleuchten wir den Kontrast zwischen der klassischen Softwareentwicklung mit UML und dem innovativen Ansatz der DIN EN 61499-1.

In der traditionellen Softwareentwicklung dient die Unified Modeling Language (UML) dazu, Softwaresysteme zu spezifizieren, zu konstruieren, zu visualisieren und zu dokumentieren. Klassendiagramme, Sequenzdiagramme und Zustandsdiagramme dienen hier als abstrakte Blaupausen für den späteren Code. Das große Problem? Die Trennung von Modell und Implementierung. UML-Diagramme sind Entwürfe, der eigentliche Programmcode wird manuell in Sprachen wie Java oder C++ geschrieben. Dieser manuelle Transformationsschritt birgt das Potenzial für Inkonsistenzen, Fehler und Missverständnisse, da Modell und Code auseinanderdriften können und UML "leider nicht immer eindeutig" ist und oft zusätzlichen Begleittext erfordert. Kurz gesagt: Das Diagramm ist ein Entwurf, der in Code übersetzt werden muss, was fehleranfällig ist.

Die IEC 61499-1, ein internationaler Standard für verteilte industrielle Leitsysteme, läutet einen echten Paradigmenwechsel ein. Im Zentrum stehen Funktionsbausteine, deren Verhalten durch einen „Plan zur Ausführungssteuerung“ (Execution Control Chart – ECC) definiert wird. Der revolutionäre Unterschied: Ein ECC ist eine grafische oder textuelle Darstellung der kausalen Beziehungen und des Ausführungsverhaltens eines Funktionsbausteins. Die Grafik ist hier nicht nur ein Modell, sondern direkt die Spezifikation des Ausführungsverhaltens.

Die Vorteile dieses Ansatzes sind entscheidend:

• Direkte Ausführbarkeit des Modells: Das grafische Design definiert unmittelbar das Verhalten der Funktionsbausteine, wodurch Entwurf und Implementierung viel enger verknüpft sind und manuelle Übersetzungsfehler vermieden werden.
• Eindeutigkeit und Konsistenz: Der Standard zielt darauf ab, dass Spezifikationen prägnant, realisierbar, vollständig, eindeutig und konsistent sind, gefördert durch die direkte Kopplung von Modell und Laufzeitverhalten.
• Verbesserte Interoperabilität, Portabilität und Konfigurierbarkeit: IEC 61499-basierte Systeme, Geräte und Software-Werkzeuge sollen zwischen verschiedenen Lieferanten interoperabel, Software portierbar und Geräte konfigurierbar sein – maßgeblich unterstützt durch die standardisierte und direkt ausführbare grafische Modellierung.
• Direkte Modellierung zeitlichen Verhaltens und ereignisgesteuerter Ausführung: Die Architektur ermöglicht die präzise Spezifikation von Timing und Ereignisflüssen, was in industriellen Systemen von kritischer Bedeutung ist.

Erfahren Sie, wie die IEC 61499-1 die Komplexität reduziert und die Effizienz in der industriellen Automatisierung steigert, indem das, was Sie entwerfen, direkt das ist, was das System ausführt!