Beschreibung
Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatig keit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fOr Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Ferti gungseinrichtungen (ISW) der Universitat Stuttgart. Oem Institutsleiter, Herrn Prof. Dr. -Ing. G. Prit schow, danke ich fur seine wohlwollende UnterstOtzung. Mein besonderer Dank gilt Herrn Prof. Dr. -Ing. A. Storr, der mir wertvolle Anregungen fOr meine Arbeit lieferte und durch seine fachliche Unterstutzung zu einem erfolgreichen AbschluB dieser Arbeit beitrug. Herrn Prof. DTech. h. c. Dipl. -Ing. K. Tuffentsammer danke ich fOr die Obernahme des Mitberichts. DarOber hinaus mochte ich allen Mitarbeitern des Insti tuts danken, die durch Diskussionen und anregende Kri tik zum Gelingen der Arbeit beigetragen haben. Dieser Dank gilt insbesondere den Herren Dipl. -Ing. J. Flecken stein und Dipl. -Ing. M. Hardtner, sowie allen hilf reichen Geistern (Sekretariat, Technisches Buro, wis senschaftliche Hilfskrafte), die zur druckgerechten Fertigstellung einer Arbeit notwendig sind. Werner Grimm - 7 - Inhaltsverzeichnis Seite 11 Abkurzungsverzeichnis 12 Formelzeichen 13 Einleitung 15 2 Stand der Forschung Fehler an Fertigungseinrichtungen 15 2. 1 2. 2 Verfahren zur Oberwachung und Diagnose von 18 steuerungsperipheren Fehlern 2. 3 Die Funktionssteuerung 19 2. 4 Einsatz von speicherprogrammierbaren Steue- 22 rungen als Funktionssteuerung 2. 5 Steuerungsbeschreibungen fur Funktionssteuerungen 25 2. 5. 1 Steuerungsbeschreibung und Fehlerdiagnose 25 2. 5. 2 Zustandsorientierte Steuerungsbeschreibung 27 2. 5. 3 Einsatz und Erfahrung mit der zustandsorientier- 28 ten Steuerungsbeschreibung 2. 6 Diagnosesystem auf der 8asis der zustands- 29 orientierten Steuerungsbeschreibung 2. 7 Ziel der Arbeit 30 3.
Autorenporträt
InhaltsangabeAbkürzungsverzeichnis.- Formelzeichen.- 1 Einleitung.- 2 Stand der Forschung.- 2.1 Fehler an Fertigungseinrichtungen.- 2.2 Verfahren zur Überwachung und Diagnose von steuerungsperipheren Fehlern.- 2.3 Die Funktionssteuerung.- 2.4 Einsatz von speicherprogrammierbaren Steuerungen als Funktionssteuerung.- 2.5 Steuerungsbeschreibungen für Funktionssteuerungen.- 2.5.1 Steuerungsbeschreibung und Fehlerdiagnose.- 2.5.2 Zustandsorientierte Steuerungsbeschreibung.- 2.5.3 Einsatz und Erfahrung mit der zustandsorientierten Steuerungsbeschreibung.- 2.6 Diagnosesystem auf der Basis der zustandsorientierten Steuerungsbeschreibung.- 2.7 Ziel der Arbeit.- 3 Anforderungen an die Projektierung einer Steuerung und an das Diagnosesystem.- 3.1 Merkmale des Diagnosekonzeptes.- 3.2 Anforderungen an das Erstellen und Abarbeiten von Steuerungsanweisungen und Diagnosedaten.- 3.2.1 Eingabesprache.- 3.2.2 Steuerungsinterne Darstellung.- 3.2.3 Steuerungsprozessor.- 3.3 Anforderungen an die Auswertung von Steuerungsanweisungen und Diagnosedaten im Diagnosesystem.- 3.3.1 Überwachung, Diagnose und Reaktion.- 3.3.2 Gerätetechnische Implementierung des Diagnosesystems.- 4 Konzeption eines Diagnosesystems.- 4.1 Auswahl geeigneter Überwachungsmethoden.- 4.1.1 Signalbezogene Überwachungsmethoden.- 4.1.2 Funktionsbezogene Überwachungsmethoden.- 4.2 Entwurf einer Eingabesprache zur Unterstützung der Fehlerüberwachung und -diagnose.- 4.2.1 Vereinbarungsteil.- 4.2.2 Anweisungsteil.- 4.2.3 Initialisierungsteil.- 4.2.4 Erweiterung der Eingabesprache um Diagnosedaten.- 4.2.5 Umsetzung der Eingabesprache in eine steuerungsinterne Darstellung.- 4.3 Steuerungsinterne Darstellung von SteuerungsanWeisungen und Diagnosedaten.- 4.3.1 Grundsätzliche Methoden der steuerungsinternen Darstellung.- 4.3.2 Auswahl der geeigneten steuerungsinternen DarStellung.- 4.3.3 Direkte Verkettung zur Strukturierung von Daten.- 4.3.4 Maskentechnik zur Formatierung von Daten.- 4.3.5 Abarbeitung von Steuerungsanweisungen und Diagnosedaten mit Grapheninterpreter.- 4.3.5.1 Funktionsweise des Grapheninterpreters.- 4.3.5.2 Abarbeitung der Steuerungsanweisungen und Diagnosedaten.- 4.3.6 Berücksichtigung physikalischer Gegebenheiten bei der Überwachung.- 4.4 Steuerungsprozessor für Zustandsgraphen und Fehlerdiagnose.- 4.4.1 Anwendungsorientierte Prozessoren für Funktionssteuerungen.- 4.4.2 Auswahl geeigneter Steuerungsprozessoren für Zustandsgraphen und Fehlerdiagnose.- 4.4.3 Begriffbestimmung und Vorteile von mikroprogrammierbaren Steuerungsprozessoren.- 4.4.4 Architektur und Funktionsweise von mikroprogrammierbaren Prozessoren.- 4.4.5 Aufbau eines mikroprogrammierbaren Steuerungsprozessors für Zustandsgraphen und Fehlerdiagnose.- 4.4.5.1 Hardwarestruktur des Steuerungsprozessors.- 4.4.5.2 Softwarestruktur des Steuerungsprozessors.- 4.4.5.3 Programmierung von Mikro- und Makrobefehlen.- 4.4.6 Anmerkung zur Verwirklichung von Graphenprozessoren.- 4.5 Entwurf eines Diagnosesystems.- 4.5.1 Überwachung.- 4.5.2 Diagnose.- 4.5.3 Reaktion.- 4.5.3.1 Fehlerarchivierung.- 4.5.3.2 Senkung der Fehlersuchzeit durch Fehlervergleich.- 4.5.3.3 Unterlagen zur Bauelementeprüfung und Bauelementeaustausch.- 4.5.3.4 Weiterführende Betrachtungen zur Reaktion.- 4.5.4 Bereitstellung weiterer Hilfsmittel für das Instandsetzungspersonal.- 4.5.5 Gesamtstruktur des Diagnosesystems.- 4.5.6 Gerätetechnischer Aufbau des Diagnosekonzeptes.- 5 Realisierung des Diagnosekonzeptes.- 5.1 Gerätetechnischer Aufbau der Funktionssteuerung und des Diagnosesystems.- 5.2 Beschreibung der Teilbereiche des Diagnosekonzeptes.- 5.2.1 Eingabesprache mit Fehlerüberwachung.- 5.2.2 Steuerungsinterne Darstellung und interpretative Abarbeitung.- 5.2.3 Steuerungsprozessor für Zustandsgraphen und Fehlerdiagnose.- 5.2.4 Diagnosesystem.- 5.2.4.1 Zielsetzung und Struktur.- 5.2.4.2 Unterstützung der Fehlersuche und -beseitigung.- 5.2.4.3 Zugriff auf technische Unterlagen, Programme und Steuerung.- 5.3 Ausblick.- 6 Zusammenfassung.- Schrifttum.- Anhang A1.
