Entwurf und Strukturtheorie von Steuerungen für Fertigungseinrichtungen

Steuerungssysteme fur Werkzeugmaschinen konnen in mehre re Ebenen der Informationsverarbeitung gegliedert sein. In ubergeordneten Ebenen finden fur Aufgaben der Daten verteilung und Programmverarbeitung ProzeBrechner und numerische Steuerungen ihren Einsatz. Stets wird jedoch eine maschinennahe Steuerungsebene vorhanden sein, in der Stellsignale fur die einzelnen Maschinenfunktionen gebildet werden; sie kann danach Funktionssteuerung ge nannt werden [1, 2]. Die Abgrenzung dieser Funktionssteuerung gegenuber den ubergeordneten Ebenen hangt sowohl von der Steuerungs aufgabe, als auch von der geratetechnischen Realisierung der ubergeordneten Ebenen und der Funktionssteuerung selbst abo Die Funktionssteuerung hat alle Aufgaben zu ubernehmen, die in den ubergeordneten Ebenen nicht oder nicht zuverlassig genug ausgefuhrt werden. Damit ist eine abgeschlossene Definition nur sehr schwer an zugeben. Die vorliegende Arbeit soll auf eine sowohl funktionale als auch strukturelle Definition von Funk tionssteuerungen fuhren. Ausgangspunkt sind die Fein strukturen der kleinsten Einheiten. Funktionssteuerungen sind bis in die jungste Zeit fast ausschlieBlich mit Schutzen und Relais ausgefuhrt wor den, so daB die Bezeichnung Schutzen- oder Relaissteue rung in geratetechnischer sicht durchaus gerechtfertigt war. Gegenwartig werden jedoch neuere Technologien und Geratekonzeptionen auch in diesen Bereich eingefuhrt. Integrierte Schaltkreise werden eingesetzt und in einem weiteren Entwicklungsschritt wird versucht, durch pro grammierbare Steuergerate die festverdrahtete Steuerung abzulosen. Die Entwurfsmethodik fur Relaissteuerungen ist eng an - 1- die geratetechnische Ausfuhrung angelehnt, Darstellungs mittel ist der Stromlaufplan. In der Beschreibungsform des Stromlaufplans sind einige Grundschaltungen bekannt, deren Eigenschaften verbal umschrieben sind. Genannt seien Reihen- und Parallelschaltung, Verriegelung und Selbsthaltung. Zur vollstandigen Schaltung gelangt man durch Komposition der Grundschaltungen.

Klappentext

Steuerungssysteme fur Werkzeugmaschinen konnen in mehre­ re Ebenen der Informationsverarbeitung gegliedert sein. In ubergeordneten Ebenen finden fur Aufgaben der Daten­ verteilung und Programmverarbeitung ProzeBrechner und numerische Steuerungen ihren Einsatz. Stets wird jedoch eine maschinennahe Steuerungsebene vorhanden sein, in der Stellsignale fur die einzelnen Maschinenfunktionen gebildet werden; sie kann danach Funktionssteuerung ge­ nannt werden [1, 2]. Die Abgrenzung dieser Funktionssteuerung gegenuber den ubergeordneten Ebenen hangt sowohl von der Steuerungs­ aufgabe, als auch von der geratetechnischen Realisierung der ubergeordneten Ebenen und der Funktionssteuerung selbst abo Die Funktionssteuerung hat alle Aufgaben zu ubernehmen, die in den ubergeordneten Ebenen nicht oder nicht zuverlassig genug ausgefuhrt werden. Damit ist eine abgeschlossene Definition nur sehr schwer an­ zugeben. Die vorliegende Arbeit soll auf eine sowohl funktionale als auch strukturelle Definition von Funk­ tionssteuerungen fuhren. Ausgangspunkt sind die Fein­ strukturen der kleinsten Einheiten. Funktionssteuerungen sind bis in die jungste Zeit fast ausschlieBlich mit Schutzen und Relais ausgefuhrt wor­ den, so daB die Bezeichnung Schutzen- oder Relaissteue­ rung in geratetechnischer sicht durchaus gerechtfertigt war. Gegenwartig werden jedoch neuere Technologien und Geratekonzeptionen auch in diesen Bereich eingefuhrt. Integrierte Schaltkreise werden eingesetzt und in einem weiteren Entwicklungsschritt wird versucht, durch pro­ grammierbare Steuergerate die festverdrahtete Steuerung abzulosen. Die Entwurfsmethodik fur Relaissteuerungen ist eng an - 1- die geratetechnische Ausfuhrung angelehnt, Darstellungs­ mittel ist der Stromlaufplan. In der Beschreibungsform des Stromlaufplans sind einige Grundschaltungen bekannt, deren Eigenschaften verbal umschrieben sind. Genannt seien Reihen- und Parallelschaltung, Verriegelung und Selbsthaltung. Zur vollstandigen Schaltung gelangt man durch Komposition der Grundschaltungen.

Inhalt
1 Einleitung.- 2 Grundlagen und Methoden.- 2.1 Mengentheoretische Beschreibung von Maschinen und Schaltwerken.- 2.2 Das System Steuerung-Arbeitsmaschine.- 2.3 Steuerungsentwurf und Automatentheorie.- 3 Bestimmung der Struktur und der Zustandsgraphen von Arbeitsmaschine und Steuerung.- 3.1 Abgrenzung der Funktionseinheiten und Eigenschaften der Zustandsgraphen.- 3.2 Prinzipien zur Ermittlung der Zustandsgraphen von Funktionseinheiten.- 3.3 Koordination der Funktionseinheiten zu Funkt ionsgruppen.- 4 Definition und Gliederung von Steuerungen.- 4.1 Definition von Steuerungen.- 4.2 Gliederung von Funktions- und Ablaufplansteuerungen.- 5 Bestimmung des Verhaltens und der Übergangs- und Ausgabefunktionen der Steuerung.- 5.1 Klassifizierung von Übergangsbedingungen und Paarbildung.- 5.2 Rückmeldungen und Zeitglieder.- 5.3 Strukturierung der Übergangsbedingungen von Sollwertvorgaben.- 5.4 Bestimmung der Ausgabefunktionen.- 6 Zustandscodierung.- 7 Zusammenfassung.