Ein dezentrales System zur Steuerung verteilter Materialflussprozesse:
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Dortmund
Verl. Praxiswissen
1996
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Inhaltsverzeichnis
1 Einführung 6
1.1 Motivation 6
1.2 Zielsetzung 8
1.3 Vorgehensweise 8
2 Aufgaben und Steuerungskonzepte von Materialflußsystemen 9
2.1 Aufbau von Materialflußsystemen mit festverketteten
Fördertechniken 10
2.2 Funktionen zum Betrieb festverketteter Fördertechniken 14
2.2.1 Funktionen zur Steuerung 14
2.2.2 Funktionen zur Überwachung und Kontrolle 17
2.2.3 Sonderfunktionen, Mehrwertdienste 19
2.3 Steuerungskonzepte für festverkettete Fördertechniken in der
Prozeßsteuerungs-Ebene 20
2.3.1 Räumliche und funktionale Verteilung festverketteter
Fördertechniksysteme 20
2.3.2 Zentral strukturierte Steuerungssysteme 21
2.3.2.1 Speicherprogrammierbare Steuerungen - prinzipieller Aufbau und
Funktionsweise 22
2.3.2.2 Abbildung der Funktionen auf zentral strukturierte Steuerungen 24
2.3.3 Dezentral strukturierte Steuerungssysteme 25
2.3.3.1 Dezentralisierung zur Verringerung des Verkabelungsaufwandes 26
2.3.3.2 Dezentralisierung zur Verteilung der Rechenleistung 27
2.3.3.3 Dezentralisierung zur Verteilung der Rechenleistung bei gleich¬
zeitiger räumlicher und funktionsorientierter Verteilung 27
2.3.4 Betrachtung der existierenden Systeme 28
2.4 Ein Steuerungskonzept in der Ebene der Systemführung 31
2.4.1 Basis des Konzeptes: Das Puffermodell der Fertigung 32
2.4.2 Hierarchische Struktur 33
2.4.2.1 Ebene Bedarfs-/Bestandsabgleich 34
2.4.2.2 Ebene Disposition 34
2.4.2.3 Ebene Netzwerksteuerung 35
2.4.2.4 Ebene Bausteinsteuerung 35
2.4.2.5 Prinzipielle Umsetzung des Ebenenmodells 35
2.4.3 Ereignisorientierung 37
2.5 Fazit 38
3
Inhaltsverzeichnis
3 Ein Konzept zur dezentralen Steuerung festverketteter
Fördertechniken 40
3.1 Allgemeine Definition von Bausteinen in festverketteten
Fördertechniken 41
3.2 Logische Steuerungsstruktur 43
3.3 Kommunikationsstruktur 50
3.3.1 Eigenschaften des Kommunikationssystems 50
3.3.2 Inhalte der Kommunikation 53
3.3.3 Kommunikationsablauf 56
3.3.4 Zusammenfassung 59
3.4 Physische Steuerungsstruktur 59
3.5 Funktionale Verteilung 61
3.5.1 Funktionen der Baustein-Ebene 61
3.5.2 Funktionen der Netzwerk-Ebene 63
3.6 Abbildung des Materialflußprozesses auf dezentrale Strukturen 64
3.6.1 Strukturierung der Bausteinsteuerungssoftware 65
3.6.2 Anforderungen an eine Software-Entwicklungsumgebung 68
3.6.3 Zusammenfassung 72
3.7 Fazit 73
4 Modell der dezentralen Steuerung 74
4.1 Merkmale des zu modellierenden Systems 75
4.2 Festlegung der Beschreibungsmittel für die Modellierung 77
4.3 Modell der Baustein-Ebene 79
4.3.1 Baustein-Modellierung mit Automaten ohne Speicherfunktion 79
4.3.2 Baustein-Modellierung von Automaten mit Speicherfunktion 84
4.3.3 Betrachtung der Modellierung 87
4.4 Modell der Netzwerk-Ebene 88
4.4.1 Darstellung der Steuerungssoftware als Digraph 88
4.4.2 Erweiterung des Modells zur Betrachtung von Steuerbarkeit und
Beobachtbarkeit 94
4.4.3 Attributierung des Digraphen ^
4.4.4 Zusammenfassung 97
4
Inhaltsverzeichnis
5 Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit 99
5.1 Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit für das dezentrale
Steuerungssystem 100
5.1.1 Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit in der Regelungstechnik 100
5.1.2 Definition für Steuer- und Beobachtbarkeit im dezentralen
Steuerungssystem 104
5.1.2.1 Definition der Steuerbarkeit 105
5.1.2.2 Definition der Beobachtbarkeit 106
5.2 Bedingungen für Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit im
dezentralen Steuerungssystem 107
5.2.1 Bedingungen für die Baustein-Ebene 108
5.2.1.1 Bedingungen für die Steuerbarkeit 108
5.2.1.2 Bedingungen für die Beobachtbarkeit 108
5.2.2 Bedingungen für die Netzwerk-Ebene 109
5.2.2.1 Bedingungen für die Steuerbarkeit 109
5.2.2.2 Bedingungen für die Beobachtbarkeit 110
5.3 Zusammenfassung 111
6 Ein Anwendungsbeispiel 112
6.1 Systembeschreibung 112
6.1.1 Abläufe 112
6.1.2 Aufteilung und Darstellung des Systems in Bausteinen 113
6.1.3 Steuerungshierarchie, Verteilung der Funktionen 115
6.2 Abbildung des Materialflußprozesses 117
6.2.1 Bausteinebene 117
6.2.2 Netzwerkebene 119
7 Zusammenfassung und Ausblick 125
8 Verzeichnisse 127
5
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