Nowoczesne technologie projektowania systemów automatyki

pol Artykuł w języku polskim DOI: 10.14313/PAR_238/85

wyślij Mariusz Pauluk AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Automatyki i Robotyki

Pobierz Artykuł

Streszczenie

W pracy omówiono stosowane obecnie techniki wytwarzania systemów automatycznej regulacji. Rozpoczęto od przybliżenia stosowanych w inżynierii oprogramowania pojęć: kryzys oprogramowania, katastrofa oprogramowania oraz cykl życia oprogramowania. To ostatnie zostało w kolejnych rozdziałach poszerzone o najbardziej popularne modele wytwarzania oprogramowania. Następnie przybliżono na bazie modelu V rolę weryfikacji i walidacji w cyklu życia oprogramowania i sterownika oraz przedstawiono techniki testowe stosowane w walidacji sterownika. Są to testy typu: oprogramowanie w pętli, procesor w pętli oraz sterownik w pętli. Ostatni rozdział opisuje technikę projektowania systemów automatyki w oparciu o zaawansowane modele matematyczne Model Based Design.

Słowa kluczowe

cykl życia oprogramowania, jakość oprogramowania, kryzys oprogramowania, Model V, systemy wbudowane, techniki testowania MIL, SIL, PIL, HIL, weryfikacja i walidacja

Modern Technologies of Designing Automation Systems

Abstract

The paper presents the currently used techniques for the development of the automation control systems. It begins with the introduction of the concepts used in software engineering: software crisis, software disaster, and software life cycle. The subsequent chapters extend the latter by including the most popular software development models. Then, based on the V model, the role of verification and validation in the software and controller life cycle is presented, and the test techniques used in the controller validation are given. These test types include: software in the loop, processor in the loop, and controller in the loop. The last chapter describes the technique of designing automation systems based on the advanced mathematical models Model-Based Design.

Keywords

embedded systems, MIL, SIL, PIL, HIL model-in-the-loop testing, quality of software, software crisis, software life cycle, V-Model, verification and validation

Bibliografia

  1. Sommerville I., Inżynieria Oprogramowania, X. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2020.
  2. Sacha K., Inżynieria oprogramowania. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2014.
  3. Nauri P., Randell B. (red.), Software Engineering: Report on a conference sponsored by the NATO SCIENCE COMMITTEE, Garmisch, Germany, październik 1969 r. [Online]. http://homepages.cs.ncl.ac.uk/brian.randell/NATO/nato1968.PDF.
  4. Dijkstra E.W., The humble programmer, Commun. ACM, t. 15, Nr 10, 1972, 859–866, DOI: 10.1145/355604.361591.
  5. Lions J.-L., Ariane 5, Flight 501 Failure Report by the Inquiry Board, The Inquiry Board set up by Director General of ESA and the Chairman of CNES, Paris 1996. Udostępniono: 4.07.2020 r. [Online]. https://esamultimedia.esa.int/docs/esa-x-1819eng.pdf.
  6. Zhang B., Pierwszy śmiertelny wypadek Tesli jadącej z włączonym autopilotem, Business Insider, 1.07.2016. //businessinsider.com.pl/technologie/nowe-technologie/tesla-z-autopilotem-pierwszy-smiertelny-wypadek/jhcjz8m (udostępniono 2020.07.04.)
  7. Technical Committee : ISO/TC 299 Robotics, ISO 10218-1:2011 Robots and robotic devices – Safety requirements for industrial robots – Part 1: Robots. 2011.
  8. Technical Committee : ISO/TC 210, IEC 62304:2006 Medical device software – Software life cycle processes, 2006.
  9. Kirner R., Testen von Embedded, Hardware in the Loop (HIL) Testing. wrzesień 2008 r., Udostępniono: 1.10.2006 r. [Online]. http://ti.tuwien.ac.at/cps/teaching/courses/testing_emb_sys-ws07/Documents/slides/tes6_hil_testing.pdf.
  10. Hanaii R. i in., Proposal of architecture and implementation process for IEC61508 compliant, dependable robot systems, 2012 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO), Guangzhou, China, grudzień 2012 r., 1218–1223, DOI: 10.1109/ROBIO.2012.6491136.
  11. International Electrotechnical Commission, IEC 61508-3:2010 Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems – Part 3: Software requirements. 2010.
  12. Erkkineni T., Conrad M., Verification, Validation, and Test with Model-Based Design, październik 2008 r., DOI: 10.4271/2008-01-2709.
  13. Babbage Charles named blog by N.V., „Tech. View: Cars and software bugs”, The Economist, 16.05.2010 r.
  14. dSPACE. [www.dspace.com/en/pub/start.cfm] (udostępniono 6.07.2020 r.).
  15. dSPACE press images for downloading. [www.dspace.com/en/ltd/home/news/dspace_pressroom/visuals.cfm] (udostępniono 1.06.2016 r.).
  16. „ISO 26262-1:2011(en), Road vehicles — Functional safety — Part 1: Vocabulary”. https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:26262:-1:ed-1:v1:en (udostępniono 6.07.2020 r.).
  17. Technical Committee : ISO/TC 299 Robotics, ISO 13482:2014 Robots and robotic devices — Safety requirements for personal care robots. 2014.
  18. IEC 61496-1:2012 Safety of machinery – Electro-sensitive protective equipment – Part 1: General requirements and tests.
  19. COMSOL: Multiphysics Software for Optimizing Designs, COMSOL. [www.comsol.com] (udostępniono 21.10.2020 r.).
  20. MathWorks – Makers of MATLAB and Simulink. [www.mathworks.com].
  21. SCADE Suite: Integrated Model-Based Design & Development Environment | Ansys. [www.ansys.com/products/embedded-software/ansys-scade-suite] (udostępniono 8.07.2020 r.).
  22. What is LabVIEW? – National Instruments. [www.ni.com/pl-pl/shop/labview.html].
  23. Baranowski J., Garbarz-Glos B., Noga H., Pauluk D., Pauluk M., Platforma Maple T.A. – zastosowanie w edukacji matematycznej, „Edukacja Ustawiczna Dorosłych”, T. 1, Nr 92, 2016, 132–140.
  24. Model-Based Design of Large-Scale Mining Equipment using MapleSim and Maple – Maplesoft. [www.maplesoft.com/company/casestudies/Stories/Model-BasedDesign.aspx].
  25. Embedded Coder. [www.mathworks.com/products/embedded-coder.html].
  26. TargetLink – dSPACE. [www.dspace.com/en/pub/home/products/sw/pcgs/targetlink.cfm].
  27. Dymola – Dassault Systèmes. [www.3ds.com/products-services/catia/products/dymola].
  28. Simulink – Simulation and Model-Based Design. [www.mathworks.com/products/simulink.html].