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Table of Contents

Frontmatter

1. Einführung

Zusammenfassung
Ein Verständnis der Abgrenzung zwischen den konträren Anforderungen an Entwicklungssysteme für die Signalverarbeitung im Labor- bzw. Industriebereich erleichtert die Auswahl geeigneter Systeme für beide Bereiche. Dieses Verständnis soll in diesem Kapitel gewonnen und durch Beispiele untermauert werden. Außerdem werden die wichtigsten Auswahlkriterien für Hard- und Software von Systemen für Signalverarbeitung angegeben; insbesondere werden Kriterien an Werkzeuge zur modularen, visuellen Softwareentwicklung mit Hilfe so genannter Komponentenframeworks vorgestellt.
R. Mandl, B. Sick

2. Grundlegende Prinzipien

Zusammenfassung
Dieses Kapitel beschäftigt sich zunächst mit einigen grundlegenden Begriffen und Definitionen, beschreibt dann die wesentlichen Konzepte, die einem Werkzeug zur Entwicklung und Ausführung von Anwendungen im Bereich Messen, Steuern und Regeln zugrunde liegen, und zeigt abschließend, wie diese Konzepte in ICONNECT umgesetzt sind. Das Kapitel ist in zwei Abschnitte aufgeteilt, die sich zum einen mit grundlegenden, von ICONNECT weitgehend unabhängigen Aspekten beschäftigen (Abschnitt 2.1), zum anderen auf die konkrete Realisierung in ICONNECT eingehen (Abschnitt 2.2).
E. Fuchs, R. Mandl, B. Sick

3. Erste Schritte im Umgang mit ICONNECT

Zusammenfassung
Dieses Kapitel führt zunächst in die Bedienung von ICONNECT ein, angefangen mit dem Erstellen von einfachen Signalgraphen bis hin zu weiterführenden Elementen wie Makros. der Benutzerverwaltung und den Gründen für und der Behandlung von Paketstaus. An Hand einer größeren Applikation wird der Umfang der Modulbibliothek, die ICONNECT anbietet, vorgestellt. Das Kapitel endet mit den Visualisierungs- und Eingabemöglichkeiten für mittels ICONNECT erstellter Signalgraphen.
A. Bauhofer, H. Meyerhofer, J. Schwarzmüller, A. Stübinger

4. Weitergehende Programmiermöglichkeiten

Zusammenfassung
Das Datenflussmodell eignet sich optimal für Anwendungen, in denen Datenquellen Messwerte oder Schaltsignale liefern, die verarbeitet und visualisiert werden sollen. Durch das Ablaufsteuerungskonzept von ICONNECT benötigen derartige Anwendungen für den kontinuierlichen Ablauf keine Kontrollflussstrukturen wie Schleifen, Bedingungen und Zeitsteuerungen (Timing Funktionen). Anwendungen, die sehr flexibel auf Benutzer Interaktionen oder externe Ereignisse reagieren sollen, können in Datenflussmodellen zu sehr vielen Verzweigungen führen, die die Signalgraph Struktur unübersichtlich machen. Zur Darstellung überwiegend kontrollflussbasierter Abläufe eignen sich textuelle Beschreibungen (Skripting) oder Zustandsübergangsdiagramme (Statecharts) meist besser.
A. Bauhofer, M. Heininger, R. Mandl, H. Meyerhofer, J. Schwarzmüller

5. Einbettung in technische Prozesse

Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden wichtige Begriffe der Umsetzung von Signalen aus der analogen Welt in ihre digitale Darstellung erläutert und die technische Realisierung von Wandlern mit den damit verbundenen Fehlerquellen gezeigt. Anschließend werden praktische Beispiele von Signalerfassungskarten für die Mess-, Regel- und Antriebstechnik vorgestellt und auf deren Besonderheiten eingegangen. Weitere Abschnitte befassen sich mit Hard- und Software Schnittstellen und den in der Mess- und Automatisierungstechnik gebräuchlichen Bussystemen. Dabei werden typische Ein-/Ausgabeschnittstellen von Messsystemen auf PC-Basis vorgestellt. Mit den vorgestellten Techniken ist eine problemlose Systemintegration in eine moderne, vernetzte Automatisierungswelt möglich. Es stehen weniger die prinzipiellen Eigenschaften von Bussystemen im Vordergrund als vielmehr deren praktischer Einsatz und Programmierung in einer einfach erlernbaren Skriptsprache.
A. Bauhofer, R. Mandl, H. Meyerhofer

6. Signalverarbeitung und Regelung

Zusammenfassung
Ein (messtechnisches) Signal ist im mathematischen Sinne eine Funktion einer oder mehrerer unabhängiger Variablen, z.B. der Zeit oder des Ortes. Dieses Kapitel beschreibt eine auf das Eindimensionale reduzierte Signaltheorie und beinhaltet Information über das Verhalten bestimmter Erscheinungen, die periodisch, stochastisch oder transient sein können. Im Kapitel 7 (Bildverarbeitung) werden Signale behandelt, die von zwei Ortskoordinaten oder von zwei Ortskoordinaten und der Zeit (Bildfolgen) abhängen.
R. Mandl, H. Meyerhofer

7. Bildverarbeitung

Zusammenfassung
Der Begriff der „Bildverarbeitung“ wird von Laien oft mit dem Begriff der „Bildbearbeitung“, also der rechnergestützten visuellen Veränderung von Bildern zu ästethischen Zwecken, verwechselt. Der englische Begriff,,computer vision“ trifft die Aufgabenstellung der Bildverarbeitung besser.
H. Farr, T. Hanning

8. Soft-Computing

Zusammenfassung
Verfahren aus dem Bereich des Soft-Computing unterscheiden sich von konventionellen Verfahren aus dem Bereich des Hard-Computing dadurch, dass sie tolerant und robust bezüglich ungenauer, unsicherer und nur teilweise wahrer Information sind. Vorbilder für Verfahren des Soft-Computing sind im Aufbau und Funktionsweise des menschlichen Gehirns (Lernen und Anwenden von Gelerntem), in komplexeren menschlichen Wahrnehmungs- und Verhaltensweisen und in biologischen Evolutionsprinzipien zu finden. Ziel des Soft-Computing ist es, die Robustheit und Toleranz zu nutzen, um mit geringen Kosten „intelligente“, leicht anwendbare und adaptierbare Systeme zu bauen. Der Begriff des Soft-Computing wurde in den 90er Jahren von Zadeh, bekannt auch als „Vater“ der Fuzzy-Logik, geprägt (siehe beispielsweise [Zad97]).
B. Sick

9. Embedded Internet

Zusammenfassung
Das Thema Internet und Intranet spielt auch in der Automatisierungstechnik eine immer größere Rolle. Zum einen ist es preisgünstig und fast überall verfügbar. zum anderen bietet es große Flexibilität und hohen Datendurchsatz. Der wichtigste Vorteil ist, dass es völlig dezentral und dadurch sehr ausfallsicher ist. Außerdem ist es völlig egal, ob nur eine Verbindung zu einem Rechner im nächsten Büro bzw. in einer Produktionshalle aufgebaut wird oder ob der Server irgendwo in der Welt steht. Das Protokoll, auf das alle Internet-Protokolle aufsetzen, ist TCP/IP (Transport Control Protocol / Internet Protocol).
A. Bauhofer, M. Ramsauer, U. Wittl

10. Tipps und Tricks

Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden verschiedene Hinweise gegeben, um ICONNECT optimal nutzen zu können. Nach einer detaillierten Beschreibung der Möglichkeiten zur sequentiellen und parallelen Komposition von Signalgraphen wird auf die Festlegung dynamischer Programmabläufe und auf die Anwendung des Automatenmoduls eingegangen. Dann wird beschrieben, wie statische und dynamische Menüs und Benutzerdialoge (Anzeigen und Verbergen von Fenstern) aufgebaut werden. Anschließend werden die Erzeugung eigenständiger Runtimeversionen von ICONNECT-Anwendungen, die Möglichkeiten zur Dokumentation von Anwendungen und die Realisierung mehrsprachiger Anwendungen besprochen. Abschließend folgen dann noch Hinweise zur hierarchischen Programmierung von Makros und zum Debugging von Signalgraphen.
A. Bauhofer, M. Heininger, A. Stübinger

11. Anwendungsbeispiele

Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden verschiedene, insbesondere industrielle Anwendungsbeispiele von ICONNECT näher beschrieben, um die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten dieses Komponentenframeworks zu demonstrieren. Im Einzelnen werden folgende Beispiele vorgestellt und besprochen (hier entsprechend der Reihenfolge in diesem Kapitel):
  • verschiedene Systeme, die (allerdings manchmal erst bei näherer Betrachtung erkennbar) sich mit Dickenmessung in irgendeiner Form beschäftigen (Foliendickenmessung, Lagerschalenkontrolle, Messung der Planität von Displayglas u.a.),
  • ein System zur Prüfung von Xenon-Lampenstartern,
  • ein Prüfstand für einen pneumatischen Aktor,
  • ein System zur Qualitätskontrolle einer flexiblen Kunststoffleitung,
  • ein Verfahren zur Qualitätskontrolle von Getränkedosen,
  • die VIDEO CONTROL Tafelzentrierung (mit einem Anwendungsbeispiel, das sich mit der Positionierung von Blechtafeln vor einem Stanzvorgang beschäftigt),
  • die VIDEO CONTROL Ovalitätsprüfung (beispielsweise eingesetzt zur Vermessung von Aluminiumrohren),
  • vision 4Automation, ein Bildverarbeitungs-Messsystem zur dimensionellen Messung geometrischer Größen, und
  • die Regelung eines inversen Pendels.
A. Bauhofer, H. Farr, R. Hesse, A. Liebl, B. Sick, A. Sonntag, M. Wimmer

12. Zusammenfassung und Ausblick

Zusammenfassung
Fast am Ende dieses Buches, das einerseits grundlegende Konzepte und Algorithmen in verschiedensten Bereichen wie z.B. Digitale Signalverarbeitung, Bildverarbeitung, Soft-Computing. Embedded Internet usw. vorgestellt hat, andererseits auf die effiziente Anwendung dieser Verfahren im Bereich Messen, Steuern und Regeln mit Hilfe von ICONNECT eingegangen ist, soll nun abschließend ICONNECT nochmals unter dem Aspekt des Software-Engineering etwas näher betrachtet werden. Die dabei wesentlichen Begriffe sind bereits im Untertitel des Buches verwendet, ohne dass sie bisher definiert oder näher erläutert wurden: komponentenbasierte Programmierung und visuelle Programmierung. Diese beiden Punkte werden nun in den beiden folgenden Abschnitten aufgegriffen (Abschnitte 12.1 und 12.2). Anschließend wird noch kurz auf einige mögliche Aspekte der Weiterentwicklung von ICONNECT eingegangen (Abschnitt 12.3).
R. Mandl, B. Sick

13. Kurzanleitung zur CD

Zusammenfassung
Dieser Abschnitt enthält Informationen zur Benutzung der dem Buch beigefügten CD. Neben Anweisungen zur Installation werden Hinweise zur Verwendung der auf der CD befindlichen Beispiele gegeben.
O. Buchtala

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