Datenaustausch in der Anlagenplanung mit AutomationML - Integration von CAEX, PLCopen XML und COLLADA

Einleitung

1.1 Lesefahrplan: welche Kapitel Sie nicht lesen müssen

1.2 Motivation und Problembeschreibung

1.2.1 Motivation

1.2.2 Problembeschreibung

1.2.3 Ansätze

1.3 Initiatoren

1.4 Ziele von AutomationML

1.4.1 Übersicht

1.4.2 Offenheit

1.4.3 Datenaustausch im Engineering

1.4.4 Hoher Abdeckungsgrad

1.4.5 Hohe Marktdurchdringung

1.4.6 Kombination bewährter Datenformate

1.4.7 Erweiterbarkeit und Standardisierung

1.4.8 Abgrenzung

1.5 Vergleich von Planungsprozessen

1.5.1 Ein typischer Planungsprozess in der Automobilindustrie

1.5.2 Ein typischer Planungsprozess in der Prozessindustrie

1.5.3 Gemeinsamkeiten von Fertigungs- und Prozesstechnik

1.5.4 Problematik heterogener CAE-Systeme

1.6 AutomationML in a Nutshell: ein Architekturüberblick

1.6.1 Architekturanforderungen und Architekturübersicht

1.6.2 Beschreibung der Anlagentopologie

1.6.3 Geometrie- und Kinematikbeschreibung

1.6.4 Beschreibung von Abläufen und Verhalten

1.6.5 Schnittstellen- und Rollen-Bibliotheken

1.6.6 Erweiterte AutomationML-Konzepte

1.7 Anwendungen und Beispiele

1.8 Standardisierungsvorhaben

1.9 Möglichkeiten der Mitgestaltung

Literatur

Grundarchitektur: das Objektmodell

2.1 Die Architektur von AutomationML

2.2 Ein Wort zur Objektorientierung in der Anlagenplanung

2.3 Einführung in CAEX

2.3.1 Überblick über wesentliche CAEX-Elemente

2.3.2 CAEX-Bibliotheken

2.3.3 Die Instanz-Hierarchie

2.3.4 Das CAEX-Rollenkonzept

2.4 AutomationML-spezifische Festlegungen zu CAEX

2.4.1 Drei Wege zum Umgang mit der Instanzhierarchie

2.4.2 Objektidentifizierung

2.4.3 Unterstützung mehrerer Rollen

2.5 Beziehungen zwischen CAEX-Objekten

2.5.1 Überblick

2.5.2 Vater-Kind-Relationen

2.5.3 Vererbungsbeziehungen

2.5.4 Klassen-Instanz-Relationen

2.5.5 Relationen zwischen Instanzen

2.6 Referenzierung extern gespeicherter Informationen

2.6.1 Referenzierung von COLLADA- und PLCopen-XML-Daten

2.6.2 Relationen zwischen extern gespeicherten Informationen

2.7 AutomationML-Standardbibliotheken

2.7.1 AutomationML-Schnittstellenbibliothek

2.7.2 AutomationML-Basis-Rollenbibliothek

2.7.3 Fertigungstechnische Rollenbibliothek

2.7.4 Leittechnische Rollenbibliothek

2.8 Abbildung nutzerdefinierte Daten

2.8.1 Übersicht

2.8.2 Nutzerdefinierte Attribute

2.8.3 Nutzerdefinierte SystemUnit-Klassen

2.8.4 Nutzerdefinierte Rollenbibliotheken

2.8.5 Fazit

2.9 Erweiterte AutomationML-Konzepte

2.9.1 Überblick

2.9.2 AutomationML Port-Konzept

2.9.3 AutomationML Facetten-Konzept

2.9.4 AutomationML Gruppen-Konzept

2.9.5 Kombination aus Gruppen- und Facetten-Konzept

2.9.6 Ressource-Produkt-Prozess-Konzept

2.10 Import und Export von AutomationML-Objekten

Literatur

Beschreibung von Geometrie und Kinematik mit COLLADA

3.1 Übersicht zu COLLADA 1.5

3.2 Geometriebeschreibung

3.2.1 Einführung

3.2.2 Aufbau eines COLLADA-Dokuments

3.2.3 Boundary Representation (BREP)

3.2.4 Tessellierte Geometrien

3.2.5 Modellieren von Produktbäumen

3.2.6 Modellieren von Materialien

3.2.7 Modellieren unterschiedlicher Detaillierungsgrade

3.3 Kinematikbeschreibung

3.3.1 Anforderung an ein Kinematikbeschreibung

3.3.2 Beschreibung von Gelenken

3.3.3 Kinematische Modelle

3.3.4 Abbildung von Formeln

3.3.5 Artikulierte Systeme

3.3.6 Vereinen von Kinematik und Geometrie

3.3.7 Zusammengesetzte Kinematiken

3.3.8 Verknüpfung von CAEX und COLLADA

3.4 Beispiele

3.4.1 BREP: Flansch mit Loch

3.4.2 Dreieckmodell: Flansch mit Loch

3.4.3 Kinematik einer Schraube mit Formel

3.5 Zusammenfassung

Literatur

Verhaltensbeschreibung mit PLCopen XML

4.1 Überblick

4.2 Beschreibungsmittel zur Verhaltensmodellierung

4.2.1 Verhaltensinformationen einer Anlagenkomponente

4.2.2 Beschreibungsmittel für Verhalten

4.2.3 Beschreibungsmittel im Engineering-Prozess

4.2.4 Gantt Charts

4.2.5 PERT Charts

4.2.6 Impuls-Diagramme

4.2.7 Sequential Function Charts

4.2.8 Logiknetzwerke

4.2.9 State Charts

4.3 PLCopen XML 2.0

4.3.1 Überblick

4.3.2 Das AutomationML addData-Schema

4.4 Der Intermediate Modelling Layer IML

4.4.1 Motivation

4.4.2 IML-Modellelemente

4.4.3 IML-Definition und Klassendiagramm

4.4.4 Transformation von Gantt Charts nach IML

4.4.5 Transformation von PERT Charts nach IML

4.4.6 Transformation von Impuls-Diagrammen nach IML

4.4.7 Transformation von State Charts nach IML

4.4.8 Vergleich der Abbildungsvorschriften nach IML

4.4.9 Transformation von IML nach PLCopen XML

4.4.10 Vorgehensweise bei der Implementierung von IML

4.5 Verriegelungslogik

4.5.1 Übersicht

4.5.2 Signal- und Komponentengruppen

4.5.3 Beschreibung boolescher Verriegelungsbedingungen

4.5.4 Erweiterte Verriegelungskonzepte

4.6 Integration von Verhaltensbeschreibung in CAEX

4.6.1 Referenzierung von PLCopen-XML-Daten

4.6.2 Verknüpfung von Verhaltensbeschreibung

4.7 Zusammenfassung

Literatur

Ansatz zur integrierten Prozessbeschreibung

5.1 Einleitung

5.2 Übersicht und Motivation

5.2.1 Problembeschreibung

5.2.2 Anforderungen an AutomationML

5.2.3 Vision

5.2.4 Bestehende Datenformate zur Prozessdarstellung

5.3 Modellierung von Bearbeitungsprozessen

5.3.1 Übersicht

5.3.2 Basisanforderungen an eine Prozessbeschreibung

5.3.3 Die Eckpfeiler der Prozessbeschreibung

5.3.4 Von der Prozessbeschreibung zum Roboter-Code

5.4 Datentechnische Inhalte der Objekte

5.4.1 Übersicht

5.4.2 Modellierung des Bahn-Objektes

5.4.3 Modellierung des Werkzeug-Objektes

5.4.4 Modellierung des Prozess-Objektes

5.5 Beispielmodellierung mit AutomationML

5.6 Zusammenfassung

Literatur

Praktische Anwendung

6.1 Überblick

6.2 Referenzwerkzeuge

6.2.1 Editieren und Visualisieren mit dem AutomationML Editor

6.2.2 AutomationML Logic Editor

6.2.3 AutomationML Engine

6.2.4 COLLADA Tools

6.3 Graphic Conditioner Pipeline Framework

6.3.1 Motivation

6.3.2 Anforderungen

6.3.3 Umsetzung des Graphic CPF

6.3.4 Fazit

6.4 Das Logic CPF

6.4.1 Übersicht

6.4.2 Rahmenapplikation

6.4.3 IML-DOM

6.4.4 Plugins

6.4.5 Beispiel

6.4.6 Erweiterungsmöglichkeiten

6.4.7 Aufbau der Pipeline-Konfigurationsdatei