Entwurf und Strukturtheorie von Steuerungen für Fertigungseinrichtungen

207 Pages·1976·7.979 MB·German

by  H. König (auth.)

ISW13
Berichte aus dem Institut fur Steuerungstechnik
der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen
der Universitat Stuttgart
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. G. Stute
H. Konig
Entwurf und Strukturtheorie
von Steuerungen
fur Fertigungseinrichtungen
Springer-Verlag
Berlin· Heidelberg. New York 1976
Mit 66 Abbildungen
ISBN-13 : 978-3-540-07669-8 e-ISBN-13 : 978-3-642-81027-5
DOl : 10.1007/978-3-642-81027-5
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©
by Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg 1976.
Vorwort des Herausgebers
Das I nstitut fUr Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrich
tungen der Universitiit Stuttgart befaBt sich mit den neuen Entwicklungen der
Werkzeugmaschine und anderen Fertigungseinrichtungen, die insbesondere durch
den erhohten Anteil der Steuerungstechnik an den Gesamtanlagen gekennzeichnet
sind. Dabei stehen die numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine in Programmie
rung, Steuerung, Konstruktion und Arbeitseinsatz sowie die vermehrte Verwen
dung des Digitalrechners in Konstruktion und Fertigung im Vordergrund des I n
teresses.
I m Rahmen dieser Buchreihe sollen in zwangloser Foige drei bis flinf Berichte pro
Jahr erscheinen, in welchen liber einzelne Forschungsarbeiten berichtet wird. Vor
zugsweise kommen hierbei Forschungsergebnisse, Dissertationen, Vorlesungsmanu
skripte und Seminarausarbeitungen zur Veroffentlichung.
Diese Berichte sollen dem in der Praxis stehenden Ingenieurzur Weiterbildung
dienen und helfen, Aufgaben auf diesem Gebiet der Steuerungstechnik zu losen.
Der Studierende kann mit diesen Berichten sein Wissen vertiefen.
Unter dem Gesichtspunkt einer schnellen und kostenglinstigen Drucklegung wird
auf besondere Ausstattung verzichtet und die Buchreihe im Fotodruck hergestellt.
Der Herausgeber dankt dem Springer-Verlag flir Hinweise zur iiuBeren Gestaltung
und Obernahme des Buchvertriebs.
Stuttgart, im Februar 1972
Gottfried Stute
- 5 -
Inhaltsverzeichnis
Vorwort 3
Inhaltsverzeichnis 5
Literaturverzeichnis 7
Zeichen und Symbole 11
Einleitung 15
2 Grundlagen und Methoden 18
2.1 Mengentheoretische Beschreibung von Ma
schinen und Schaltwerken 18
2.1.1 Grundbegriffe 18
2.1.2 Beschreibung sequentieller Maschinen 23
2.1. 3 Realisierung von Maschinen 29
2.1.4 Graphen und Maschinen 35
2.1.5 Zusammengesetzte Maschinen 39
2.2 Das System Steuerung-Arbeitsmaschine 42
2.2.1 Kreisstruktur von Steuersystemen 42
2.2.2 Gliederung von Fertigungseinrichtungen
in Funktionseinheiten 46
2.3 Steuerungsentwurf und Automatentheorie 49
3 Bestimmung der Struktur und der Zustands-
graphen von Arbeitsmaschine und Steuerung 56
3.1 Abgrenzung der Funktionseinheiten und
Eigenschaften der Zustandsgraphen 56
3.2 Prinzipien zur Ermittlung der Zustands-
graphen von Funktionseinheiten 63
3.2.1 Lagebestimmte Funktionseinheiten 63
3.2.2 Energetisch bestimmte Funktionseinheiten 74
3.2.3 Storungserkennung zur Meldung und Uber
wachung 85
3.3 Koordination der Funktionseinheiten zu 95
Funktionsgruppen
3.3.1 Funktionsgruppentypen und Verschmelzung 95
von Funktionseinheiten
3.3.2 Zustandsfolgen in Funktionsgruppen 106
- 6 -
3.3.3 Markierung von Folgen 127
4 Definition und Gliederung von
Steuerungen 135
4.1 Definition von Steuerungen 135
4.2 Gliederung von Funktions- und Ablauf-
plansteuerungen 144
5 Bestimmung des Verhaltens und der Ober-
gangs- und Ausgabefunktionen der Steue
rung 153
5.1 Klassifizierung von Obergangsbedin
gungen und Paarbildung 153
5.2 Rlickmeldungen und Zeitglieder 158
5.3 Strukturierung der Obergangsbedingungen
von Sollwertvorgaben 163
5.3.1 Empirisch ermittelte Strukturen 163
5.3.2 Eine spezielle Klasse logischer Funk
tionen 175
5.3.3 Vergleich der empirisch ermittelten
Strukturen mit der Klasse der rekursi
ven Funktionen 185
5.3.4 Oberlagerung von Betriebsarten 192
5.3.5 Verkettete Obergangsbedingungen 195
5.4 Bestimmung der Ausqabefunktionen 198
6 Zustandscodierung 200
7 Zusammenfassung 205
- 7 -
Literaturverzeichnis
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- 9 -
24 Stute, G. u. R. Nann: DNC-Rechnerdirektsteuerung von
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- 10 -
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42 Maas, N.: Das dynamische Verhalten von Lastschaltge
trieben. Aachen, 1959. Dr.-Ing.-Diss.
- 11 -
Zeichen und Symbole
Zeichen
A Menge allgemein
a Elemente von A
IAI Anzahl der Elemente von A
A, a Ausgabezeichen
AB, ab Ausgabesignale an Bedienfelder
AF, af Ausgabesignale an Funktionseinheiten
AS, as Ausgabesignale an Stellglieder
AT, at Ausgabesignale an Zeitglieder
+
aT' aT Ausgabesignal des mit der positiven, negativen
Flanke von a getriggerten Zeitglieds T
B Menge allgemein
b Elemente von B
B Menge der logischen (Booleschen) Werte
Bi logische Variable, Schaltvariable
bi , b. Werte von B.
1 1
b. Platzhalter fUr bi , hi
1
BF, bf Boolesche Funktionen
BM, bm Minterr,1e
BW, bw Wahrheitswerte einer Booleschen Funktion
B, B. Bewegungszustand
1
B, B Funktionen der b-Variablen
b Variablentyp
C1 ' Co Funktionen der c1-, co-variablen
c1 ' Co Var iablentypen
D, D Funktionen der d-Variablen
d Var iablentyp
E, e Eingabezeichen
EB, eb Eingabesignale von Bedienfeldern
EF, ef Eingabesignale von Funktionseinheiten
EG, eg Eingabesignale von Gebern
er Richtsignal
ET, et Eingabesignale von Zeitgliedern