Integrierte Signalübertragung und E/A-Steuerungssystem für Montagezellen

Die Verbesserung der Arbeitsbedingungen und der Produktqualität sowie die Senkung der Produktionskosten sind die wichtigsten Ziele in der Automatisierungstechnik /1…5/. Datenübertragung und E/A-Steuerung spielen dabei eine zentrale Rolle. Beide Bereiche waren bis vor wenigen Jahren noch vollständig voneinander entkoppelt. Durch die verstärkte Umsetzung von Konzepten mit automatisiertem Informationsfluß werden für die Steuerung der Produktion und den Datenaustausch innerhalb eines Unternehmens bei steigender Komplexität von Automatisierungsvorhaben immer mehr dezentrale Steuerungen mit Echtzeitanspruch eingesetzt /6/. Dies führt zu einer umfangreicheren und vielfältigeren Datenübertragung zwischen allen Bereichen und Komponenten eines CIM-Produktionssystems als bisher üblich. Besondere Anforderungen sind in der Montage an die Datenübertragung gestellt, da sich dieser Bereich durch eine große Anzahl von peripheren Systemkomponenten auszeichnet, die mit geringer Intelligenz (CPU System oder Kommunikationsmodul für Kommunikationsprotokoll usw.) nicht netzwerktauglich sind.

Ziel der Entwicklung des Signalübertragungssystems ist, eine geeignete Hardwarestruktur und die Funktionskomponenten für das ausgewählte integrierte Signalübertragungssystem für die Montage zu entwickeln und die zeitlichen Randbedingungen der Signalabtastung in der Schnittstelle zu bestimmen.

Ziel der durchgeführten Versuche war es, die Eisetzbarkeit des entwickelten Signalübertragungssystems und des Signalabtastungsalgorithmus zu bestätigen. Aufgrund des mehrschichtigen Aufbaus des Signalübertragungssystems, der Schnittstellen und des Montage-E/A-Steuerungssystems ist das Gesamtsystem zu umfangreich, um es einheitlich untersuchen zu können. Deshalb wurden die Transputerschnittstelle und das E/A-Steuerungssystem mit dem entwickelten Signalabtastungsalgorithmus unabhängig vom Signalübertragungssystem getestet.

Die Steuerung von Montagelinien oder -zellen, die aus mehreren Montagestationen, Steuerungsgeräten und Signalübertragungssystemen bestehen, erfolgt heute in einer hierarchischen und unflexiblen Steuerungsstruktur. Der Informationsfluß zwischen den einzelnen Steuerungseinheiten und den Sensoren/Aktoren basiert auf einer Vielzahl von unterschiedlichen Protokollen. Zugleich ist der Daten- und Signalübertragungsweg oft weit. Dies liegt vor allem an der mangelhaften Integration der verschiedenen Signalübertragungssysteme im Rahmen der konventionellen Systemarchitektur.