Suchen und Finden
Mehr zum Inhalt
Datenaustausch in der Anlagenplanung mit AutomationML - Integration von CAEX, PLCopen XML und COLLADA
Einleitung
30
1.1 Lesefahrplan: welche Kapitel Sie nicht lesen müssen
30
1.2 Motivation und Problembeschreibung
31
1.2.1 Motivation
31
1.2.2 Problembeschreibung
32
1.2.3 Ansätze
35
1.3 Initiatoren
38
1.4 Ziele von AutomationML
39
1.4.1 Übersicht
39
1.4.2 Offenheit
41
1.4.3 Datenaustausch im Engineering
41
1.4.4 Hoher Abdeckungsgrad
42
1.4.5 Hohe Marktdurchdringung
43
1.4.6 Kombination bewährter Datenformate
43
1.4.7 Erweiterbarkeit und Standardisierung
44
1.4.8 Abgrenzung
44
1.5 Vergleich von Planungsprozessen
45
1.5.1 Ein typischer Planungsprozess in der Automobilindustrie
45
1.5.2 Ein typischer Planungsprozess in der Prozessindustrie
48
1.5.3 Gemeinsamkeiten von Fertigungs- und Prozesstechnik
51
1.5.4 Problematik heterogener CAE-Systeme
52
1.6 AutomationML in a Nutshell: ein Architekturüberblick
54
1.6.1 Architekturanforderungen und Architekturübersicht
54
1.6.2 Beschreibung der Anlagentopologie
57
1.6.3 Geometrie- und Kinematikbeschreibung
59
1.6.4 Beschreibung von Abläufen und Verhalten
60
1.6.5 Schnittstellen- und Rollen-Bibliotheken
62
1.6.6 Erweiterte AutomationML-Konzepte
63
1.7 Anwendungen und Beispiele
64
1.8 Standardisierungsvorhaben
68
1.9 Möglichkeiten der Mitgestaltung
71
Literatur
72
Grundarchitektur: das Objektmodell
74
2.1 Die Architektur von AutomationML
74
2.2 Ein Wort zur Objektorientierung in der Anlagenplanung
75
2.3 Einführung in CAEX
77
2.3.1 Überblick über wesentliche CAEX-Elemente
77
2.3.2 CAEX-Bibliotheken
78
2.3.3 Die Instanz-Hierarchie
79
2.3.4 Das CAEX-Rollenkonzept
81
2.4 AutomationML-spezifische Festlegungen zu CAEX
83
2.4.1 Drei Wege zum Umgang mit der Instanzhierarchie
83
2.4.2 Objektidentifizierung
84
2.4.3 Unterstützung mehrerer Rollen
85
2.5 Beziehungen zwischen CAEX-Objekten
87
2.5.1 Überblick
87
2.5.2 Vater-Kind-Relationen
88
2.5.3 Vererbungsbeziehungen
89
2.5.4 Klassen-Instanz-Relationen
90
2.5.5 Relationen zwischen Instanzen
91
2.6 Referenzierung extern gespeicherter Informationen
93
2.6.1 Referenzierung von COLLADA- und PLCopen-XML-Daten
93
2.6.2 Relationen zwischen extern gespeicherten Informationen
93
2.7 AutomationML-Standardbibliotheken
96
2.7.1 AutomationML-Schnittstellenbibliothek
96
2.7.2 AutomationML-Basis-Rollenbibliothek
97
2.7.3 Fertigungstechnische Rollenbibliothek
98
2.7.4 Leittechnische Rollenbibliothek
98
2.8 Abbildung nutzerdefinierte Daten
99
2.8.1 Übersicht
99
2.8.2 Nutzerdefinierte Attribute
99
2.8.3 Nutzerdefinierte SystemUnit-Klassen
100
2.8.4 Nutzerdefinierte Rollenbibliotheken
101
2.8.5 Fazit
102
2.9 Erweiterte AutomationML-Konzepte
103
2.9.1 Überblick
103
2.9.2 AutomationML Port-Konzept
103
2.9.3 AutomationML Facetten-Konzept
106
2.9.4 AutomationML Gruppen-Konzept
108
2.9.5 Kombination aus Gruppen- und Facetten-Konzept
109
2.9.6 Ressource-Produkt-Prozess-Konzept
112
2.10 Import und Export von AutomationML-Objekten
120
Literatur
123
Beschreibung von Geometrie und Kinematik mit COLLADA
124
3.1 Übersicht zu COLLADA 1.5
124
3.2 Geometriebeschreibung
125
3.2.1 Einführung
125
3.2.2 Aufbau eines COLLADA-Dokuments
126
3.2.3 Boundary Representation (BREP)
127
3.2.4 Tessellierte Geometrien
132
3.2.5 Modellieren von Produktbäumen
136
3.2.6 Modellieren von Materialien
137
3.2.7 Modellieren unterschiedlicher Detaillierungsgrade
140
3.3 Kinematikbeschreibung
140
3.3.1 Anforderung an ein Kinematikbeschreibung
140
3.3.2 Beschreibung von Gelenken
141
3.3.3 Kinematische Modelle
142
3.3.4 Abbildung von Formeln
144
3.3.5 Artikulierte Systeme
145
3.3.6 Vereinen von Kinematik und Geometrie
150
3.3.7 Zusammengesetzte Kinematiken
152
3.3.8 Verknüpfung von CAEX und COLLADA
153
3.4 Beispiele
157
3.4.1 BREP: Flansch mit Loch
157
3.4.2 Dreieckmodell: Flansch mit Loch
159
3.4.3 Kinematik einer Schraube mit Formel
162
3.5 Zusammenfassung
162
Literatur
163
Verhaltensbeschreibung mit PLCopen XML
164
4.1 Überblick
164
4.2 Beschreibungsmittel zur Verhaltensmodellierung
168
4.2.1 Verhaltensinformationen einer Anlagenkomponente
168
4.2.2 Beschreibungsmittel für Verhalten
169
4.2.3 Beschreibungsmittel im Engineering-Prozess
170
4.2.4 Gantt Charts
172
4.2.5 PERT Charts
173
4.2.6 Impuls-Diagramme
174
4.2.7 Sequential Function Charts
176
4.2.8 Logiknetzwerke
178
4.2.9 State Charts
179
4.3 PLCopen XML 2.0
182
4.3.1 Überblick
182
4.3.2 Das AutomationML addData-Schema
185
4.4 Der Intermediate Modelling Layer IML
189
4.4.1 Motivation
189
4.4.2 IML-Modellelemente
190
4.4.3 IML-Definition und Klassendiagramm
192
4.4.4 Transformation von Gantt Charts nach IML
192
4.4.5 Transformation von PERT Charts nach IML
196
4.4.6 Transformation von Impuls-Diagrammen nach IML
198
4.4.7 Transformation von State Charts nach IML
203
4.4.8 Vergleich der Abbildungsvorschriften nach IML
206
4.4.9 Transformation von IML nach PLCopen XML
208
4.4.10 Vorgehensweise bei der Implementierung von IML
210
4.5 Verriegelungslogik
212
4.5.1 Übersicht
212
4.5.2 Signal- und Komponentengruppen
212
4.5.3 Beschreibung boolescher Verriegelungsbedingungen
215
4.5.4 Erweiterte Verriegelungskonzepte
216
4.6 Integration von Verhaltensbeschreibung in CAEX
217
4.6.1 Referenzierung von PLCopen-XML-Daten
217
4.6.2 Verknüpfung von Verhaltensbeschreibung
218
4.7 Zusammenfassung
220
Literatur
221
Ansatz zur integrierten Prozessbeschreibung
223
5.1 Einleitung
223
5.2 Übersicht und Motivation
224
5.2.1 Problembeschreibung
224
5.2.2 Anforderungen an AutomationML
226
5.2.3 Vision
228
5.2.4 Bestehende Datenformate zur Prozessdarstellung
229
5.3 Modellierung von Bearbeitungsprozessen
229
5.3.1 Übersicht
229
5.3.2 Basisanforderungen an eine Prozessbeschreibung
230
5.3.3 Die Eckpfeiler der Prozessbeschreibung
230
5.3.4 Von der Prozessbeschreibung zum Roboter-Code
232
5.4 Datentechnische Inhalte der Objekte
233
5.4.1 Übersicht
233
5.4.2 Modellierung des Bahn-Objektes
234
5.4.3 Modellierung des Werkzeug-Objektes
236
5.4.4 Modellierung des Prozess-Objektes
241
5.5 Beispielmodellierung mit AutomationML
242
5.6 Zusammenfassung
248
Literatur
248
Praktische Anwendung
249
6.1 Überblick
249
6.2 Referenzwerkzeuge
252
6.2.1 Editieren und Visualisieren mit dem AutomationML Editor
252
6.2.2 AutomationML Logic Editor
257
6.2.3 AutomationML Engine
261
6.2.4 COLLADA Tools
267
6.3 Graphic Conditioner Pipeline Framework
267
6.3.1 Motivation
267
6.3.2 Anforderungen
268
6.3.3 Umsetzung des Graphic CPF
271
6.3.4 Fazit
275
6.4 Das Logic CPF
275
6.4.1 Übersicht
275
6.4.2 Rahmenapplikation
277
6.4.3 IML-DOM
278
6.4.4 Plugins
281
6.4.5 Beispiel
282
6.4.6 Erweiterungsmöglichkeiten
284
6.4.7 Aufbau der Pipeline-Konfigurationsdatei
285
Alle Preise verstehen sich inklusive der gesetzlichen MwSt.