Automatisierung

• Synchrone: Hauptachsen (NC-Achsen), die simultan interpolieren
• Asynchrone: Hilfs- oder Nebenachsen, die nicht mit Hauptachsen interpolieren und von diesen unabhängig verfahren

Wenn Abarbeitungszeit eines Satzes < als vorbereitungszeit für nächsten --> Vorschubeinbrüche und schlechte Oberflächenqualität

--> hohe Rechengeschwindigkeit und dynamischer Pufferspeicher notwendig

Anhand von Blockzykluszeit und Polygonlänge lässt sich max. erreichbare Vorschubgeschwindigkeit ermitteln

• Jede Spur auf Lochsteifen hat binäre Wertigkeit
• die Summe der Spuren wird addiert, wenn Löcher zu finden sind
• Ganze Summe wird mit angehängtem Error-Code (E285) vergleichen und Weitergabe

Ziel: Lese- oder Übertragungsfehler zuverlässig erkennen 

Parity: Nur Auswerten von Gerade/Ungerade 

• Steuerungs- oder Regelmethode, welche Ungenauigkeiten und Unsicherheiten des menschlichen Verstandes nachempfindet
• Verzichtet auf matehmatisch exakte Reaktionen, entscheidet schnell
• je komplexer Prozess und Eingriffe, umso deutlicher sind Vorteile (Zeitvorteile, höhere Sicherheiten)

CNC - Bearbeitungszentrum - Flexible Fertigungszelle - Flexibles Fertigungssystem

Merkmale: Mehrmaschinen-Konzept (technisch) und Losgrößen-unabhängig (Fertigungs)

• ergänzend: unterschiedliche Werkzeugmaschinen -> mehrstufier Produktionsprozess
• ersetzend: Funktionsgleiche Systeme

• CAD -> Zeichnung, Stücklisten
• CAE -> Montagepläne, Dokumentation
• CAP -> Masch. belegung, Arbeitspläne
• CAM -> NC,Programme, Werkzeuglisten

• Kantenmodell: rechnerinterne Darstellung durch begrenzende Kanten (bsp. Zeichnung)
• Flächenmodell: rechnerinterne Darstellung durch begrenzende Flächen
• Volumenmodell: rechnerinterne Darstellung räumlicher Objeke durch Verknüpfung einzelner Teilvolumen

Volumen bietet Möglichkeit zur Durchdringung, Ausblenden von Kanten, Erzeugung von Schnitten 

wirklichkeitsgetreue, computergeneriertes Versuchsmodell --> reale Prüfung und Versuche durch Modell ersetzen

1. Einfache Einlegegeräte: Verfahren zwischen Anschlägen (Pick and Place); einfache Steuerung ohne Messystem und Antriebe
2. Punktgesteuerte Roboter: Bewegung ohne Funktionszusammenhang von Punkt-zu-Punkt; (messystem und Antrieb) --> Programmierung im Teach-In oder durch direkte Dateneingabe 
3. Bahngesteuerte Roboter: frei programmierbare Bewegungsabläge (Aufgabe während Verfahrens)
4. Play-Back-Roboter: Bewegungsabläufe durch mechanische, manuelle Bewegung

• Industrieroboter sind universell einsatzbare Automaten zum Handling von Werkstücken und Werkzeugen in mehreren Achsen, programmierbarer Bewegungsablauf, Sensoren und Endeffektoren
  •  mechanische Stabilität geringer --> übertragbare Arbeitskräfte geringer
  • Anhängigkeit von Sensoren ist größer
  • Arbeitsbereich bei vergleichbarer Grundlage größer

• Qualität: Fitness for Use, Nutzbarkeit für einen spezifischen Zweck
• Prozess: System von Tätigkeiten

1. Alle mit irgendeiner Beziehung zum Unternehmen = Stakeholder
2. Alle mit direkter Beziehung zum Unternehmen = Mitarbeiter und Käufer
3. Alle mit direkter Beziehung zum Produkt = Käufer

Vorteile: Mehr Kundennähe, Voraussetzung Marktzutritt, Vorbeugung gegen Produkthaftungsklage, Kostenersparnis

Nachteile: Erschwernis Markzugang, faktische Zwangsnormierung, Ausweitung staatliche Kontrolle 

implementierungsorientiert, strukturorientiert

• Divergenz. Aufgabendifferenzierung, Methoden, Werkzeuge, Personal
• Konvergenz: Systemkonzept, Dekomposition, Temporalität

• hardwarenah vs. objektorientiert
• Verteilung der Anwendungen: keine vorgesehen vs. beliebig
• Datentypen: standardisiert vs. aus 61131 übernommen
• Programmiersprachen: AWL, KOP vs. auch höhere in den FBs
• Ausführung: zyklisch vs. event-gesteuert

• Steuerung ist ein System mit öffenen Wirkungsbalauf ohne Wirkungsweg
• Regelung: System mit geschlossenen Wirkungsablauf. Er hat eine Wirkungslinie zurück von einer beeinflussen Wirkgröße zu der verursachenden Größe

• P-Regler --> Sprungantwort; arbeitet ungenau und reagiert schnell
• I-Regler --> Integral; regelt präsize aber langsam, neigt zum Schwingen
• D-Regler --> Diffential; alleine nicht zu gebrauchen 
• Verzögerungsglied (Totzeit) 

• Führungsgröße w
• Regeldifferenz e
• Stellgröße y
• Störgröße z
• Regelgröße x

Horiizontal: Datenaustausch kleiner Datenmenge in Echtzeit (z.B. über 2 SPS)

Vertikal: Austausch großer Datenmengen, nciht in Echtzeit (Fabriknetzintegration z.B. über SPS und E/A-Geräte)

Vorteile: einfache, kostengünstige Verdrahtung, gute Möglichkeit der Modularisierung, offene Kommunikation

1. Mechanisches Grundgerät
2. Sensoren
3. Aktoren
4. Steuerungs- oder Automatisierungsgerät

Jede Steuerung nimmt zu einem bestimmten Zeitpunkt einen ganz bestimmten Zustand an --> endlicher Automat

Wirkprinzip: Steuerung reagiert auf Änderung eines Eingangssignals mit einer logischen Antwort (setzen der entsprechenden Ausgangssignale). Logische Funktion ist von Vorgeschichte abhängig (in Merkern)

• Verknüpfung: Verknüpfung der Eingangssignale mit Ausgangssignale anhand boolscher Verknüpfung; unabhängig von zeitlichem Ablauf sondern eher von Bedingung (Aufzugssteuerung)
• Ablauf: überwiegend zeitliche Abläufe und parallele Aufgaben (Waschmaschine)

1. Anweisungsliste AWL: Hardwarenahe Programmiersprache (vgl. Assembler)
2. Strukturierter Text ST: Höhere Programmiersprache (vgl. PASCAL, C+)
3. Kontaktplan KOP: Ein im um 90° gedrehter Stromlaufplan
4. Funktionsbausteinsprache FBS: Logik- und Zeitbausteine
5. Ablaufsprache AS: Engineering -Tool / Zustandsdiagramme (Petri-Netze)

Zykluszeit: Systemverwaltung, Eingänge lesen, Programm abarbeiten, Ausgänge schreiben

Reaktionszeit: + Hardware-Verzögerung der Prozessein- und ausgänge

Theorem besagt, das ein auf fmax bandbegrenztes Signal mit einer Frequenz von größer 2 fmax abgetastet werden muss, damit man es wieder exakt rekonstruieren kann (für eine sichere Signalabtastung der Eingangssignale)

fe < 1/2 fzyklus    oder      te > 2 tzyklus

• Schritt 1 (Ausgangsstellung)
  • Transittion (Startbefehl u. Ausgangsstellung =1)
• Schritt 2 (Eilgang vorwärts = 1)
  • Transition (Reduzierpunkt erreicht =1)
• Schritt 3 (Vorschub = 1)
  • Transition (Bohrtiefe erreicht =1)
• Schritt 4 (Eilgang rückwärts = 1)
  • Transition (Ausgangsstellung =1)

• Einfache Kette: SO wird inaktiv und SU aktiv, sobald Trans=True
• Alternativ Kettenauswahl: Ist SO aktiv, werden die Transitionen von links nach rechts ausgewertet. Die erste Transition mit TRUE deaktiviert SO und schaltet SU aktiv.
• Anwenderpriorisierte Kettenauswahl: Ist SO aktiv, werden die Transitionen nach Prioritäten ausgewertet. 
• Zusammenführung von Alternativ-Ketten: Sobald ein SO aktiv ist und die Transition TRUE leifert, wird SO deaktivier und SU aktiviert
• Simultan-Verzweigung: Wenn SO aktiv ist und Trans TRUE, so wird SO ainaktiv und alle folgenden Schritte aktiv
• Simultan-Zusammenführung: Wenn alle SO aktiv sind und alle Transitionen TRUE liefern, werden alle SO deaktiviert und SU aktiviert

1. In der Alternativ-Kettenauswahl erfolgt die Schrittfolge von Simultan2 nach SimultanB
2. Simultan A kann nicht mehr aktiv werden
3. Für die Aktivierung von SimultanX über T4 müssen Simultan1 und SimultanA aktiv sein.
4. T5 wartet jetzt darauf, dass SimultanX und SimultanB aktiv werden. Das ist nicht möglich 

Konfiguration - Resource- Taks/Laufzeitprogramm

Programm - Funktionsbaustein - Funktion

Analysephase

- Im Lastenheft

- im Pflichtenheft

1. Dokumentation 10%
2. Programmierung 15%
3. Planung/Entwurf 35%
4. Test-Inbetriebnahme 40%

5 % SPS --> 10 % CPU 

Rechts: 1/8 % Anteil am gesamten Ausfall

1. Sequenz: Marke P1 wird beim Schalten von T1 nach P2 weitergeleitet
2. Auswahl-Verzweigung: Marke P1 wird beim Schalten der Transition T1 oder T2 nach P2 oder P3 weitergeleitet. 
3. Zusammenführung: Marke P1 oder P2 wird beim Schalten von T1 oder T2 nach P3 weitergeleitet.

1. Vorwärtssynchronisation: Beim Schalten von T1 wird die Marke aus P1 entfernt und in P2 und P3 werden neue Marken erzeugt
2. Rückwärtssynchronisation: Beim Spalten von T1 werden die Marken aus P1 und P2 gleichzeitig entfernt und in P3 eine neue Marke erzeugt.
3. Gleichzeitige Vorwärts- und Rückwärtssynchronisation: Beim Schalten von T1 werden die Marken aus P1 und P2 entfernt und in P3 und P4 gleichzeitig erzeugt. 

Gleichzeitige Erfüllung: Programmierer muss sicherstellen, dass T1 und T2 nie gleichzeitig erfüllt sien können

• Sicherheit: hinreichende Gefährdungsfreiheit
• Sicherheit, wenn Risiko kleiner als Grenzrisiko
• Absolute Sicherheit ist in der Technik nicht erreichbar

Eigenschaft einer technischen Einrichtung ihre Funktion während ihrer Betriebsdauer zu erfüllen

MTBF: Mittlere Betriebszeit zwischen zwei AUsfällen