Μηχανική Λογισμικού Συστημάτων Βιομηχανικού Ελέγχου

Abstract

Γενικά η σχεδίαση και ανάπτυξη συστημάτων βιομηχανικού αυτοματισμού και ελέγχου παραγωγής μπορεί να διαχωριστεί σε δυο φάσεις. Αυτή της εύρεσης των στρατηγικών ελέγχου και των μαθηματικών και ευρηματικών αλγόριθμων που θα υλοποιήσουν τις εν λόγω στρατηγικές και αυτή της σχεδίασης εξειδικευμένων δικτύων έξυπνων οργάνων και υπολογιστών και της ανάπτυξης του σχετικού λογισμικού που θα πραγματοποιεί τις παραπάνω στρατηγικές και αλγόριθμους. Η πρώτη δραστηριότητα καλύπτεται από τα γνωστικά αντικείμενα της θεωρίας των συστημάτων αυτομάτου ελέγχου, επιχειρησιακής έρευνας και θεωριών βελτιστοποίησης, ενώ η δεύτερη από έναν κλάδο της μηχανικής και επιστήμης των υπολογιστών που επικεντρώνεται αφενός στη σχεδίαση του υλικού εξειδικευμένων υπολογιστικών συστημάτων ελέγχου και αφετέρου στην εξεύρεση μεθόδων και γλωσσών ανάπτυξης του λογισμικού των συστημάτων αυτών. Το σύγγραμμα απευθύνεται τόσο σε προπτυχιακούς φοιτητές Σχολών Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών, Μηχανολόγων Μηχανικών, Χημικών Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών και Πληροφορικής, όσο και σε επαγγελματίες μηχανικούς και άλλους αποφοίτους σχολών θετικών επιστημών που επιθυμούν να μάθουν πώς να σχεδιάζουν και να προγραμματίζουν αυτά τα εξειδικευμένα δίκτυα έξυπνων οργάνων και υπολογιστών. Οι παραπάνω φοιτητές, επαγγελματίες μηχανικοί και επιστήμονες θα μάθουν: (α) πώς να σχεδιάζουν την αρχιτεκτονική του λογισμικού αυτών των εξειδικευμένων δικτύων οδηγούμενων είτε από γεγονότα (event driven) ή ακολουθώντας την πιο παραδοσιακή τεχνική του κυκλικού εκτελεστικού (cyclic executive) που προσφέρεται εμπορικά από τις εξειδικευμένες υπολογιστικές μονάδες που αποκαλούνται Προγραμματιζόμενοι Λογικοί Ελεγκτές, (β) τις μεθοδολογίες ανάπτυξης λογισμικού και τις σχετικές γλώσσες προγραμματισμού στρατηγικών και αλγόριθμων ελέγχου, όπως αυτές έχουν τυποποιηθεί με τα πρότυπα IEC 61131-3 και IEC 61499.

In general, the design and development of industrial automation and production control systems can be divided into two phases. The first phase involves finding control strategies and mathematical and heuristic algorithms that will implement these strategies, and the second phase involves designing specialized networks of intelligent instruments and computers and developing the relevant software that will implement the above strategies and algorithms. The first activity is covered by the subjects of automatic control systems theory, operational research, and optimization theories, while the second is covered by a branch of computer engineering and science that focuses on the design of specialized control system hardware and on finding methods and languages for developing the software for these systems. The textbook is aimed at undergraduate students of Electrical and Computer Engineering, Mechanical Engineering, Chemical Engineering, and Computer Engineering and Informatics, as well as professional engineers and other graduates of science schools who wish to learn how to design and program these specialized networks of intelligent instruments and computers. The above students, professional engineers, and scientists will learn: (a) how to design the software architecture of these specialized networks driven either by events (event driven) or following the more traditional technique of cyclic executive offered commercially by specialized computing units called Programmable Logic Controllers, (b) software development methodologies and related programming languages for control strategies and algorithms, as standardized by IEC 61131-3 and IEC 61499.