Verfahren zur Steuerung, Steuersystem und Anlage Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung, ein Steuersystem und eine Anlage.

In der Industrieautomatisierung werden große Datenmengen von Anlagen mittels speicherprogrammierbarer Steuerungen (engl.: „programmable logic Controller" (PLC) ) erfasst und sogenann ^¬ ten SCADA-Systemen übergeben.

Es ist bekannt, Steuerungen in ihrer Funktionsweise von Zeit zu Zeit automatisch zu überprüfen. Dazu ist regelmäßig eine Analyse der erfassten Daten erforderlich. Hierzu sind enorme Datenmengen zu speichern und zu analysieren, was hohe Ressourcen erfordert. Daher werden typischerweise die erfassten Daten gespeichert und zu späteren Zeitpunkten analysiert. In eigebetteten speicherprogrammierbaren Steuerungen ist der zur Speicherung erfasster Daten zur Verfügung stehende Speicher allerdings in der Regel begrenzt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein in dieser Hinsicht verbessertes Verfahren zur Steuerung zu schaffen, welches insbesondere eine Überprüfung ihrer Funktionsweise mit erfass ^¬ ten Daten besser als bislang bekannt ermöglicht. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Steuersystem und eine verbesserte Anlage bereitzustellen, mit welchen das er- findungsgemäße Verfahren ausführbar ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung nutzt eine Steu ^¬ ervorschrift. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Verlauf der Steuerung zumindest teilweise beobachtet und es wird abhängig von diesem Verlauf mindestens ein die Güte des Steuerverfahrens kennzeichnendes Gütekriterium bestimmt, d.h. ermittelt. Abhängig vom Gütekriterium erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Anpassung der Steuervorschrift. Insbesondere wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Verlauf der Steuerung erfasst, indem der Verlauf in diskreten und insbesondere aufeinanderfolgenden Zeitintervallen oder kontinuierlich erfasst wird. Unter der Wendung „abhängig vom Verlauf der Steuerung" wird bevorzugterweise „zumindest ab ^¬ hängig von der Steuerung zur Laufzeit und/oder von der Steuerung zu vorangegangenen, insbesondere aufeinanderfolgenden Zeitpunkten oder Zeitabschnitten" verstanden.

Geeigneterweise wird das erfindungsgemäße Verfahren automati ^¬ siert, etwa computerimplementiert und/oder softwarebasiert, ausgeführt .

Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, die Ausführung des Steuerverfahrens zur Laufzeit zu beobachten und laufzeitsynchron aktiven Einfluss auf das Steuerverfahren selbst zu nehmen und das Steuerverfahren anzupassen. Dazu werden zur Laufzeit das oder die Gütekriterien ausgewertet und, abhängig von dem oder den Gütekriterien, insbesondere wenn zumindest ein Gütekriterium sich um einen Schwellwert und/oder mit einer Schwellrate ändert, die Steuervorschrift geändert. Folglich ist es nicht zwingend erforderlich, Bedin ^¬ gungen oder Umgebungsänderungen, welche zu einer Änderung der Gütekriterien führen können, vorab explizit festzulegen.

Vielmehr kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auf unvorhergesehene Situationen zur Laufzeit reagiert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt folglich eine gegenü ^¬ ber dem Stand der Technik besonders flexible und robuste Steuerung. Vorzugsweise sind die Gütekriterien nicht vorab fix festgelegt, sondern werden entweder zur Laufzeit der Steuerung selbst bestimmt oder aber über die Lebensdauer der zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens herangezogenen Vorrichtung flexibel angepasst.

Insbesondere wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Steuervorschrift mit einer Steuereinheit ausgeführt. Vorzugs ^¬ weise ist die Steuereinheit eine integrierte (engl.: „embed- ded") Steuereinheit. Gerade integrierte Steuereinheiten ver ^¬ fügen regelmäßig über ein Speicherelement, welches zweckmäßig bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Speicherung zumindest eines Teils des Verlaufs der Steuerung herangezogen wird.

Idealerweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Verlauf der Steuerung mit einer Adaptionseinheit beobachtet und die Bestimmung des Gütekriteriums sowie die Anpassung der Steuervorschrift mittels der Adaptionseinheit vorgenommen. Zweckmäßig wird die Steuervorschrift mit einer Steuereinheit ausgeführt, welche, wenngleich signalverbunden mit dieser, von der Adaptionseinheit funktional getrennt ist. Insbesonde ^¬ re können Steuereinheit und Adaptionseinheit mit jeweils zu ^¬ mindest einem eigenen Prozessor oder aber mit jeweils zumin- dest einem eigenen Prozessorkern ausgebildet sein. Auf diese Weise können Steuerung einerseits und Beobachtung der Steuerung sowie die Bestimmung des Gütekriteriums vollständig parallel zueinander ausgeführt werden. Vorteilhaft ist auf diese Weise sichergestellt, dass der Betrieb der Adaptions- einheit den Betrieb der Steuereinheit nicht aufgrund einer ansonsten geteilten Ressourcennutzung stört.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Steuerung zweckmäßig mit einer Regelung, insbesondere mit einer PID- Regelung, gebildet. Gerade bei PID-Reglern kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine dynamische Regelung mit ei ^¬ ner hohen Stabilität erhalten werden.

Geeigneterweise ist das zumindest eine Gütekriterium mit ei- ner Variabilität einer mittels der Steuerung oder Regelung einzustellenden Größe, insbesondere einer Regelgröße gebil ^¬ det. Alternativ oder zusätzlich kann das zumindest eine Gütekriterium mit einem Maß für die Einstellzeit einer zu

steuernden oder zu regelnden Größe, insbesondere einer Regel- große, oder mit einem Maß für ein Abweichen, etwa ein Überschwingen, während einer Einstellphase oder ein Maß für eine Oszillation (insbesondere Amplitude und/oder Frequenz) wäh- rend einer Einstellphase der zu steuernden oder zu regelnden Größe gebildet sein.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird für das zumindest eine Gütekriterium und/oder die Anpassung ein semantisches Modell herangezogen. Vorteil ^¬ haft weist das semantische Modell eine Ontologie und/oder zu ^¬ mindest eine Repräsentationsbibliothek auf. Semantische Mo ^¬ delle bieten in an sich bekannter Weise die Möglichkeit, Wis- sen aus einer Vielzahl verschiedener Bereiche in einer konsistenten Weise miteinander zu verknüpfen, etwa Wissen, welches während einer Simulation erhalten wird oder aus einer Stückliste oder aus einem Arbeitsplan eines mittels der Steuerung zu fertigenden Produkts oder aus einem Wartungsbericht der Anlage entstammt.

In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Verlauf der Steuerung im Zeitbereich er- fasst. Vorzugsweise wird zudem das zumindest eine Gütekrite- rium im Zeitbereich bestimmt und/oder es erfolgt die Anpas ^¬ sung der Steuervorschrift im Zeitbereich.

Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung einer Fertigungsanlage durchgeführt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Steuervorschrift zweckmäßig mittels einer Steuereinheit ausgeführt, wobei min ^¬ destens ein Zustand der Steuereinheit für das Gütekriterium und/oder als Eingangsgröße für die Steuervorschrift herange- zogen wird.

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird bevorzugt zur Steue ^¬ rung einer Anlage durchgeführt, wobei mindestens ein Zustand der Anlage für das Gütekriterium und/oder als Eingangsgröße für die Steuervorschrift herangezogen wird.

Geeigneterweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Kontextmodell des Steuerverfahrens herangezogen, welches ein semantisches Modell, insbesondere aufweisend zumindest eine Ontologie und/oder zumindest eine Repräsentationsbibliothek, umfasst. Vorzugsweise wird das zumindest eine Gütekriterium anhand des Kontextmodells des Steuerverfahrens gebildet. Vor- teilhafterweise lässt sich das Steuerverfahren anhand des

Kontextmodells besonders einfach analysieren und zergliedern, sodass sich insbesondere aus Stabilitätsbetrachtungen heraus leicht automatisiert praxistaugliche Gütekriterien ableiten lassen. Vorteilhafterweise lassen sich also semantische Mo- delle des Steuerverfahrens auch für die Durchführung des er ^¬ findungsgemäßen Verfahrens nutzen, so dass einmal entwickelte semantische Modelle zugleich sowohl zur Steuerung selbst als auch für die Anpassung der Steuerung nutzbar sind. Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise zur Steue ^¬ rung einer Anlage ausgeführt, wobei ein Kontextmodell der An ^¬ lage herangezogen wird, welches ein semantisches Modell, in ^¬ sbesondere aufweisend zumindest eine Ontologie und/oder zu ^¬ mindest eine Repräsentationsbibliothek, umfasst. So lassen sich aus dem semantischen Modell der Anlage leicht Gütekrite ^¬ rien ableiten, etwa derart, dass das oder die Gütekriterien sicherstellen, dass Randbedingungen der zu steuernden Anlage zuverlässig eingehalten werden können. Für eines oder mehrere der vorgenannten Kontextmodelle können erfindungsgemäß zudem Spezifikationen für Ausgangsgrößen der Steuerung und/oder Spezifikationen der Eingangsgrößen der Steuerung herangezogen werden, etwa - soweit vorhanden - Sensormesswerte und/oder Spezifikationen von Regeln, die etwa Steuersignale und/oder Sensorsignale beeinflussen und/oder Spezifikationen von Zustandsübergängen, welche insbesondere festlegen, welche Zustände und Bedingungen in Form von Messwerten welche Zustandsübergänge nach sich ziehen. Erfindungsgemäß werden diese Spezifikationen aus einem Modell für das Steuerverfahren, insbesondere einem semantischen Modell des Steuerverfahrens, welches vorzugsweise eine oder mehrere Ontologien und/oder eine oder mehrere Repräsentati ^¬ onsbibliotheken umfasst, erhalten.

Das erfindungsgemäße Steuersystem weist mindestens eine Steu- ereinheit, ausgebildet zur Steuerung mittels einer Steuervor ^¬ schrift, sowie mindestens eine Adaptionseinheit auf. Die min ^¬ destens eine Adaptionseinheit ist ausgebildet, den Verlauf der Steuerung zumindest teilweise zu beobachten und ein die Güte des Steuerverfahrens kennzeichnendes Gütekriterium zu bestimmen. Dabei ist bei dem erfindungsgemäßen Steuersystem die Adaptionseinheit ausgebildet, abhängig vom Gütekriterium die Steuervorschrift anzupassen. Geeigneterweise ist das er ^¬ findungsgemäße Steuersystem ausgebildet, das erfindungsgemäße Verfahren wie oben beschrieben auszuführen.

Idealerweise ist bei dem erfindungsgemäßen Steuersystem die Steuereinheit eine integrierte (engl.: „embeddecT) Steuerein ^¬ heit. Gerade integrierte Steuereinheiten verfügen regelmäßig über ein Speicherelement, welches zweckmäßig den Verlauf der Steuerung speichern kann, sodass dieser gespeicherte Verlauf der Adaptionseinheit mittels Signalverbindung oder Signal ^¬ übertragung einfach zur Verfügung gestellt werden kann.

Besonders bevorzugt sind Steuereinheit und Adaptionseinheit mit jeweils zumindest einem eigenen Prozesser oder jeweils mit zumindest einem eigenen Prozessorkern gebildet. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Adaptionseinheit keine zur Steuerung vorgesehenen Ressourcen blockiert. Ferner lässt sich so sicherstellen, dass die Beobachtung der Steuerung und die Bestimmung des Gütekriteriums und die Anpassung der Steu ^¬ ervorschrift jederzeit zur Laufzeit möglich sind und nicht etwa im Falle einer Auslastung der Rechenkapazität durch die Steuereinheit unterbrochen sind. Zweckmäßig ist bei dem erfindungsgemäßen Steuersystem die

Steuerung eine Regelung, insbesondere eine PID-Regelung. Vorzugsweise umfasst die Steuereinheit des erfindungsgemäßen Steuersystems einen PID-Regler. Die erfindungsgemäße Anlage ist insbesondere eine Fertigungs ^¬ anlage. Die erfindungsgemäße Anlage weist ein Steuersystem wie vorhergehend beschrieben auf.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zei ^¬ gen : einen Aufbau eines erfindungsgemäßen Steuersystems mit einer Steuereinheit und einer Beobachtungs- und Anpassungseinheit zur Ausführung eines erfindungs ^¬ gemäßen Verfahrens zur Steuerung schematisch in einer Prinzipskizze, einen Signalfluss der Beobachtungs- und Anpassungs ^¬ einheit gem. Fig. 1 schematisch in einer Prinzipskizze, einen Teil des Signalflusses der Steuereinheit gem. Fig. 1 schematisch in einem Signalflussdiagramm, ein Kontextmodell der Steuereinheit gem. Fig. 1 und 3 des erfindungsgemäßen Steuersystems gem. Fig. 1 schematisch in einem Ausschnitt einer Prinzipskizze und

Fig. 5 ein Kontextmodell eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung mittels des erfindungsgemäßen Steuersystems gem. Fig. 1 und Fig. 4 schematisch in einem Ausschnitt einer Prinzipskizze.

Das erfindungsgemäße Steuersystem COS ist ein eingebettetes, d.h. integriertes, Steuersystem COS und umfasst wie in Fig. 1 dargestellt eine Steuereinheit COU in Form eines zur Steue ^¬ rung eingerichteten Mikroprozessors. Ferner umfasst das Steu ^¬ ersystem COS eine Beobachtungs- und Anpassungseinheit OAU, deren Funktion nachfolgend näher beschrieben wird. Auch die Beobachtungs- und Anpassungseinheit OAU ist mit einem ent ^¬ sprechend eingerichteten, d.h. programmierten, Mikroprozessor realisiert. Grundsätzlich können in weiteren, nicht eigens dargestellten Ausführungsbeispielen die Steuereinheit COU und die Beobachtungs- und Anpassungseinheit OAU jeweils als ein oder mehrere Kerne eines einzigen Prozessors verwirklicht sein .

In der Steuereinheit COU ist ein Steueralgorithmus, d.h. eine Steuervorschrift, implementiert, mittels welchem die Steuer ^¬ einheit COU einen softwarebasierten PID-Regler bildet. Die Steuereinheit COU wird unten näher beschrieben.

Die Beobachtungs- und Anpassungseinheit OAU ist ausgebildet, das mittels der Steuereinheit COU ausgeführte Steuerverfahren zu beobachten und anzupassen. Die Beobachtungs- und Anpas ^¬ sungseinheit OAU ist in Fig. 2 näher detailliert:

Die Beobachtungs- und Anpassungseinheit OAU erhält über eine Eingangsschnittstelle einen laufzeitsynchronen Datenfluss SYR aus der aktuellen Steuervorschrift des Steuerverfahrens der Steuereinheit COU. Dieser Datenfluss SYR ist mit jeweils ak ^¬ tuell erfassten Abbildern PIIW des Steuerverfahrens gebildet. Die aktuell erfassten Abbilder PIIW umfassen die aktuellen Eingangsgrößen und Ausgangsgrößen der Steuereinheit COU und werden in ihrer zeitlichen Abfolge als Historie von Abbildern BPIO, BPH in einem Arbeitsspeicher WOME der Beobachtungsund Anpassungseinheit OAU verfügbar gehalten. Auf diese Hi ^¬ storie von Abbildern BPIO, BPH greift ein

Datenstromevaluator DASE zu, welcher mittels Informationen REWE über die dem Steuerverfahren zugrundeliegende Aufgabe den Datenstrom der Abbilder BPIO, BPH mittels asynchroner Lesevorgänge ASYR einliest und auswertet und von Zeit zu Zeit, d.h. mittels eines asynchronen Schreibprozesses ASYW, das Steuerverfahren anpasst. Auch der Datenstromevaluator DASE hält dazu Evaluationsdaten ESDB im Arbeitsspeicher WOME der Beobachtungs- und Anpassungseinheit OAU zur Verfügung. Die Anpassung des Steuerverfahrens der Steuereinheit COU durch den Datenstromevaluator DASE erfolgt derart, dass der Datenstromevaluator DASE aufgrund von unten näher beschriebenen Gütekriterien ein gewünschtes Sollbild POIB des Steuerverfahrens festschreibt und das Sollbild PIOB nachfolgend mittels eines laufzeitsynchronen Datenflusses SYR an die Steuereinheit COU übermittelt. Die Steuereinheit COU über ^¬ nimmt das Sollbild PIOB als aktuelle Steuervorschrift. Mit ^¬ tels der Übernahmes des Sollbildes PIOB als aktuelle Steuer ^¬ vorschrift ist das Steuerverfahren entsprechend angepasst.

Das Steuerverfahren der Steuereinheit COU ist ein an sich bekanntes Regelungsverfahren in der Art einer softwarebasierten PID-Regelung einer Anlage wie in Fig. 3 gezeigt. Die Anlage ist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Fertigungsanalage (in weiteren, nicht eigens dargestellten Ausführungsbeispie ^¬ len kann das Steuerverfahren als ein Steuerverfahren für sonstige Anlagen oder Prozesse ausgebildet sein) . Das Steuerver ^¬ fahren genügt dem nachfolgend erläuterten Steuermodell: Zur Durchführung des Steuerverfahrens gibt die Steuereinheit COU gemäß ihrer aktuell implementierten Steuervorschrift ein zeitabhängiges Steuersignal u(t) aus, welches Aktoren ACTU, im gezeigten Ausführungsbeispiel Fertigungsmittel, veran ^¬ lasst, gemäß einer zeitabhängigen Funktion u ^F (t) zu agieren. Das Agieren der Aktoren gemäß der Funktion u ^F (t)

versetzt die Anlage in einen Zustand x(t) . Typischerweise hängt der Zustand x(t) nicht allein von der Funktion u ^F (t) ab, sondern es sind zusätzlich Störeinflüsse und stochasti- sche Einflüsse NOI zu berücksichtigen, welche den Zustand x(t) der Fertigungsanlage unkontrollierbar beeinflussen.

Sensoren SENS erfassen den Zustand x(t) der Anlage als Mess ^¬ werte y(t) . Die Sensoren sind mit einem Zustandsschätzer x ^est (t) signalverbunden, welcher gemeinsam mit der Steuerein- heit COU Teil eines Steueraggregats CONB ist. Im Zustands- schätzer x ^est (t) ist eine Schätzfunktion implementiert, welche aus den Messwerten y(t) einen Zustand der Anlage schätzt, welcher selbst nicht direkt einer Messung zugänglich ist. Dieser Zustand wird der Steuereinheit COU gemeinsam mit den Messwerten y(t) selbst übermittelt. Die Steuereinheit COU er ^¬ hält zudem Referenzwerte y ^ref (t) für die Messwerte y(t), wel ^¬ che mit diesen Referenzwerten y ^ref (t) zur Ermittlung einer Re- gelabweichung verglichen werden. Die Steuereinheit COU ermittelt anhand ihrer Steuervorschrift in Abhängigkeit dieser Messwerte y(t) und der Referenzwerte y ^ref (t) und der mittels des Zustandsschätzers x ^est (t) geschätzten Zustände der Anlage neue Steuersignale u(t).

Der Zustandsschätzer x ^est (t) ist im gezeigten Ausführungsbeispiel Teil des Steuerverfahrens selbst und ist nicht Teil der Beobachtungs- und Anpassungseinheit OAU. Das oben erläuterte Steuermodell beschreibt folglich die nachfolgend genannten Größen:

Zum einen beschreibt das Steuermodell die Steuereinheit COU und die Eingangs- und Ausgangsgrößen, die der Steuereinheit COU übermittelt oder von dieser bereitgestellt werden, hier insbesondere die Messwerte y(t) und die Steuersignale u(t).

Ferner beschreibt das Steuermodell Größen, welche das Zeit ^¬ verhalten des System beschreiben, hier die nicht direkt mess- baren Zustände der Anlage.

Zusätzlich zu den in Fig. 3 dargestellten und oben erläuterten Größen des Steuermodells können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in weiteren Ausführungsbeispielen weitere Größen herangezogen werden, welche nicht zum Steuermodell gehören und mittels welchen die Beobachtungs- und Anpassungseinheit OAU arbeitet:

Solche Größen sind zum einen Gütekriterien (engl.: „Key per- formance indicators" , KPIs) , welche eine gewünschte Güte der Steuervorschrift festlegen. Ferner können Warnsignale vorgesehen sein, welche während der laufzeitsynchronen Auswertung von Eingangs- und Ausgangsgrößen und/oder Zuständen der Anlage auftreten und zweckmäßig Abweichungen von Sollzuständen und/oder verletzten Gütekrite- rien kennzeichnen.

Zudem können Kausalbeziehungen von Variablen des Steuermodells und solcher Warnsignale, etwa aus einem semantischen Modell, herangezogen werden.

Weiterhin können Abhängigkeiten zwischen verschiedenen Komponenten des Steuermodells herangezogen werden. Zweckmäßig werden solche Abhängigkeiten aus explizitem Wissen des mit der Anlage durchgeführten Fertigungsverfahrens und/oder explizi- tem Wissen über den Aufbau der Anlage und/oder einer Hierarchie ihrer Bestandteile und/oder einer Korrelationsanalyse von verschiedenen Komponenten des Steuermodells, abgeleitet.

Grundlage für die Arbeitsweise der Beobachtungs- und Anpas- sungseinheit OAU bildet dabei das Steuermodell der Steuerein ^¬ heit und zweckmäßig zusätzlich der Kontext, in welchem das Steuermodell steht und welcher in einem Kontextmodell des Steuerverfahrens repräsentiert ist. Das Steuermodell und das Kontextmodell (welches beispielsweise das Steuermodell ent- halten kann) können nunmehr herangezogen werden, um das Steuerverfahren zu optimieren und anzupassen.

Beispielsweise liegt ein solches Kontextmodell als semanti ^¬ sches Modell, insbesondere in der Art einer

Repräsentationsbibiothek und/oder Ontologie wie beispielsweise nachfolgend beschrieben, vor. Anhand einer solchen Ontologie kann das Kontextmodell leicht analysiert werden und zur Anpassung und/oder Optimierung des Steuerverfahrens genutzt werden. Das Kontextmodell umfasst dazu zweckmäßig so viel Wissen zum Steuerverfahren wie möglich und repräsentiert dieses Wissen in an sich bekannter Weise mittels Objekten, Relationen und Prozeduren. Beispielsweise entstammt das Wissen dem Steuerverfahren selbst und zudem zweckmäßig Simulationen des Steuerverfahrens und/oder einer mittels des Steuerverfah ^¬ rens gesteuerten Anlage und/oder der Spezifikation eines mit einer mittels des Steuerverfahrens gesteuerten Anlage gefer ^¬ tigten Produkts und/oder Wartungsprotokollen der Anlage und/oder Spezifikationen von Umgebungsbedingen und/oder Qualitätsprüfungen etwa eines gefertigten Produkts oder der Anlage .

Das in Fig. 4 dargestellte Kontextmodell umfasst eine seman- tische Beschreibung CONS des Steuerverfahrens in Form eines Steuermodells und eine semantische Beschreibung SYSD der Steuereinheit COU. Die semantische Beschreibung CONS weist eine Unterklasse auf, welche eine zustandskontinuierliche Be ^¬ schreibung des Steuerverfahrens bildet. Die Relation „weist Unterklasse auf" ist in Fig. 4 stets mit Pfeilen HAS gekenn ^¬ zeichnet. Das Steuerverfahren zergliedert sich in die Unterklassen mit nichtlinearen Bestandteilen NONL des Steuerverfahrens und mit linearen Bestandteilen LINE des Steuerverfahrens .

Sowohl die nichtlinearen Bestandteile des Steuerverfahrens NONL als auch die linearen Bestandteile LINE des Steuerverfahrens nehmen Einfluss (in Fig. 4 als Relation „definiert" mittels der Pfeile DEF gekennzeichnet) auf eine Beschreibung der Steuereinheit COU im Zeitbereich TIDD. Ferner hängt die Beschreibung der Steuereinheit COU im Zeitbereich TIDD von der semantischen Beschreibung SYSD der Steuereinheit COU selbst ab. Die Beschreibung der Steuereinheit COU im Zeitbereich TIDD weist als Unterklasse eine Antwort STERD auf, welche die Ant ^¬ wort der Steuereinheit COU auf einen Steuerschritt des Steu ^¬ erverfahrens beschreibt. Die Antwort STERD bildet jeweils ei ^¬ nen Teil (die Relation „ist Bestandteil von" ist mit Pfeilen PAO gekennzeichnet) von Gütekriterien, welche als eine

Anstiegszeit RITI einer zu steuernden Größe und als ein Überschwingen OSHSO dieser Größe über einen Referenzwert y ^ref (t) hinaus und als eine Abklingzeit SETI von einer Abweichung dieser Größe von einem Sollwert vorliegen.

Diese Gütekriterien bilden Beurteilungskriterien für die Güte für die Arbeitsweise der Steuereinheit COU. Alternativ oder zusätzlich können in weiteren, nicht eigens dargestellten Ausführungsbeispielen folgende Gütekriterien herangezogen werden : - die Variabilität des Steuerverfahrens, insbesondere eine

Standardabweichung einer Abweichung vom Sollwert

und/oder

- ein Prozentsatz der Bedienzeit der Anlage, welcher auf eine manuelle Bedienung entfällt und/oder

- ein zeitliches Integral eines oder mehrerer der vorge ^¬ nannten Gütekriterien.

Eine eingehende Analyse, beispielsweise eine Fehleranalyse oder eine Analyse zwecks möglicher Optimierung des Steuerver- fahrens, erfordert weitergehende Informationen über Kausalbe ^¬ ziehungen von Größen des Steuerverfahrens und vorzugsweise auch Größen der Anlage. Solche Informationen über Kausalbeziehungen werden im dargestellten Ausführungsbeispiel aus der semantischen Beschreibung CONS des Steuerverfahrens erhalten:

Wie in Fig. 5 dargestellt umfasst das Steuerverfahren einen Steueralgorithmus CONP, welcher Steuerfunktionen CONF und Steuervariablen CONV definiert (die Relation „definiert" ist mit Pfeilen DEF gekennzeichnet) . Dabei sind die Steuervariab- len CONV Teil der Steuerfunktionen CONF (die Relation „weist Unterklasse auf" ist mit Pfeilen HAS gekennzeichnet) .

Die Steuerfunktionen CONF umfassen zum einen Ablaufsteuerungen SEQ und Schätzfunktionen ESOB zur Schätzung von Zuständen der Anlage sowie Rückkopplungsfunktionen FEBA.

Die Steuervariablen CONV umfassen etwa temporäre oder interne Variablen TEINT, beispielsweise eine zeitliche Dynamik der Steuereinrichtung COU, insbesondere der Wert eines integrie ^¬ renden Teils des PID-Reglers, oder die zeitliche Dynamik der Anlage, welche etwa von einer Schätzfunktion oder einem Sensor ermittelt wird.

Ferner umfassen die Steuervariablen CONV Eingangs- INPU und Ausgangsgrößen OUPU, etwa ausgegeben zur Steuerung der Aktua- toren ACTU oder erhalten von den Sensoren SENS . Die Art und Weise, wie die Steuerfunktionen CONF verschiedene Steuervariablen CONV miteinander in Beziehung setzen, definiert implizite Zusammenhänge zwischen den Steuervariablen CONV. Solche Zusammenhänge und Abhängigkeiten werden im Kontextmodell transparent sichtbar und nutzbar zur erfindungsge- mäß erfolgenden Beobachtung und Anpassung.

Die Steuervariablen CONV bilden Eingangsgrößen (die Relationen „Eingangsgröße fü " sind mit Pfeilen INF gekennzeichnet) für Gütekriterien CONK, welche wie bereits anhand von Fig. 4 erläutert als Anstiegszeit RITI, dem Überschwingen OSHSO und als eine Abklingzeit SETI vorliegen.

Für die vorgenannten Kontextmodelle können erfindungsgemäß zudem Spezifikationen für die Ausgangsgrößen der Steuerein- heit COU und Spezifikationen der Eingangsgrößen der Steuereinheit COU, etwa Messwerte von Sensoren, Spezifikationen von Regeln, welche Steuersignale welche Sensorsignale beeinflus ^¬ sen und Spezifikationen von Zustandsübergängen, welche insbesondere festlegen, welche Zustände und Bedingungen in Form von Messwerten welche Zustandsübergänge nach sich ziehen, herangezogen werden.

Erfindungsgemäß werden diese Spezifikationen aus einem Modell für das Steuerverfahren, insbesondere einem semantischen Mo- dell des Steuerverfahrens, welches vorzugsweise eine oder mehrere Ontologien und/oder eine oder mehrere Repräsentati ^¬ onsbibliotheken aufweist, erhalten. Die erfindungsgemäße Anlage ist im hier erläuterten Ausfüh ^¬ rungsbeispiel eine Fertigungsanalage und weist ein erfin ^¬ dungsgemäßes Steuersystem wie oben beschrieben auf.