Plant Simulation und SimTalk

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1 Praxishandbuch Plant Simulation und SimTalk Anwendung und Programmierung in über 150 Beispiel-Modellen e ell n od vo m n iel sio sp er ei ov B m die ch De 0; Bu D: 1 em f C tion d Au ula aus m Si nt Pla Steffen Bangsow

2 Steffen Bangsow Praxishandbuch Plant Simulation und SimTalk

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4 Steffen Bangsow Praxishandbuch Plant Simulation und SimTalk Anwendung und Programmierung in über 150 Beispiel-Modellen

5 Der Autor: Steffen Bangsow, Zwickau Alle in diesem Buch enthaltenen Informationen wurden nach bestem Wissen zusammen gestellt und mit Sorgfalt getestet. Dennoch sind Fehler nicht ganz auszuschließen. Aus diesem Grund sind die im vorliegenden Buch enthaltenen Informationen mit keiner Ver pflichtung oder Garantie irgendeiner Art verbunden. Autor und Verlag übernehmen infolge dessen keine Verantwortung und werden keine daraus folgende oder sonstige Haftung übernehmen, die auf irgendeine Weise aus der Benutzung dieser Informationen oder Teilen davon entsteht, auch nicht für die Verletzung von Patentrechten, die daraus resul tieren können. Ebenso wenig übernehmen Autor und Verlag die Gewähr dafür, dass die beschriebenen Verfahren usw. frei von Schutzrechten Dritter sind. Die Wiedergabe von Gebrauchs namen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt also auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz- Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benützt werden dürften. Bibliografische Information der deutschen Nationalbibliothek: Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen National bibliografie; d etaillierte bibliografische Daten sind im Internet unter abrufbar. Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte, auch die der Übersetzung, des Nachdruckes und der Vervielfältigung des Buches, oder Teilen daraus, vorbehalten. Kein Teil des Werkes darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form (Fotokopie, Mikrofilm oder ein anderes Verfahren), auch nicht für Zwecke der Unterrichtsgestaltung, reproduziert oder unter Ver wendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden Carl Hanser Verlag München Gesamtlektorat: Julia Stepp Herstellung: Stefanie König Sprachlektorat: Sandra Gottmann, Münster-Nienberge Umschlagkonzept: Marc Müller-Bremer, München Umschlagrealisation: Stephan Rönigk Satz: Kösel, Krugzell Druck und Bindung: Kösel, Krugzell Printed in Germany ISBN E-Book-ISBN

6 Inhalt 1 Simulationsmethodik Vorgehensmodell Zielvereinbarung Systembeschreibung Modellentwurf Modellbildung Verifikation Experimentplanung Experimentdurchführung und Auswertung Programmieren mit SimTalk Der Baustein Methode... 9 Das Methodenfenster Zeilennummern, Texteingabe... Lesezeichen... Codevervollständigung... Informationen über Attribute und Methoden... Vorlagen... Der Debugger... SimTalk-Sprachelemente Namen Anonyme Bezeichner Pfade Namensraum Kommentare... Variablen und Datentypen Variablen Lokale Variablen Globale Variablen

7 VI Inhalt 2.5 Operatoren Mathematische Operatoren... Relationale Operatoren... Zuweisungen Verzweigungen Fallunterscheidung Schleifen Bedingungsschleifen Zählerschleifen Methoden, Funktionen Parameterübergabe Mehrere Parameter übergeben Funktionsergebnis SimTalk-Funktionen Methodenaufruf Unterbrechung von Methoden Wait-Anweisung Suspendierung von Methoden Debuggen, Optimieren Haltepunkte in Methoden Haltepunkte im Ereignisverwalter ErrorHandler Profiler Simulation von Produktionsprozessen Materialflussbausteine Allgemeines Verhalten der Materialflussbausteine Der Schichtkalender SimTalk-Attribute und -Methoden der Materialflussbausteine Zustände der Materialflussbausteine... Rüsten... Fertigmeldungen... Belegung der Materialflusselemente... Bewegliche Elemente Standardmethoden der beweglichen Elemente Länge, Breite und Buchungspunkt Fördergut und Förderhilfsmittel... Systemgrenzen, Quelle und Senke Grundverhalten der Quelle Einstellungen der Quelle Benutzerdefinierte Quelle mit SimTalk Die Senke...

8 Inhalt VII 3.6 Einzelbearbeitung Einzelstation, starr verkettete Maschinen Losweise Fertigung Gleichzeitige Bearbeitung von mehreren Teilen Die Parallelstation Mehrfachaufspannungen mit der Parallelstation simulieren Kontinuierliche Bearbeitungen, starre Transferstraßen Der Takt, flexible Taktstraßen Montageprozesse Die Montagestation Montagevorgänge mithilfe von SimTalk simulieren Demontage Die Demontagestation Demontage mit SimTalk Ausschuss und Nacharbeit Die Flusssteuerung Ausschuss mithilfe des Ausgangsverhaltens simulieren Informationsfluss Der Listeneditor Eindimensionale Listen Die Kartei Stapel und Warteschlange Suchen in eindimensionalen Listen Die Tabelle Methoden und Attribute der Tabelle Suchen in Tabellen Subtabellen und Sublisten Die Zeitleiste Der Baustein Zeitleiste Zeitleiste mit Tabelle und SimTalk Der Trigger Der Baustein Trigger Trigger mit SimTalk und Tabellen Der Generator Der Baustein Generator Benutzerdefinierter Generator mit SimTalk Der Attributverwalter Ereignisverwalter

9 VIII Inhalt 5 Die Arbeit mit Zufallswerten Arbeit mit Verteilungstabellen Arbeiten mit Wahrscheinlichkeits verteilungen Verwendung von DataFit zur Ermittlung von Wahrscheinlichkeits verteilungen Verwendung von Gleichverteilungen Der Experimentverwalter Simulation von Transportprozessen Förderstrecke Attribute der Förderstrecke Kurven und Ecken Eckumsetzer und Drehtisch Einstellungen des Eckumsetzers Einstellungen des Drehtisches Die Drehplatte Grundverhalten der Drehplatte Einstellungen der Drehplatte Der Umsetzer Einstellungen des Umsetzers Der Weg Sensoren auf längenorientierten Bausteinen Funktion und Einsatz von Sensoren Lichtschrankenmodus Just-in-Sequence-Anlieferung Sensoren automatisch erzeugen Das Fahrzeug Eigenschaften des Fahrzeuges Fahrzeuge be- und entladen SimTalk-Methoden und -Attribute des Fahrzeuges Anhalten und losfahren Losfahren nach einer bestimmten Zeit Wegsuche Sensorposition, Sensor-ID, Richtung Anfahrverzögerungsdauer Ladeflächentyp Förderstrecke, Querverschiebewagen Zugmaschine Fahrzeuge mit Batterie simulieren

10 Inhalt IX Simulation von Robotern und Handhabungstechnik Pick and Place Eigenschaften des Pick-and-Place-Objektes Sperrwinkel Zeitfaktor Simulation von Robotern Ausgangsverhalten zyklische Folge Be- und Entladung von Maschinen mit Robotern (Einfachgreifer) Beladung von Maschinen durch Roboter mit Doppelgreifer Montage mit Roboter Benutzerdefinierte Transport- und Prozesszeiten berücksichtigen Vorteile und Grenzen des PickAndPlace-Objektes Handlingroboter mit Weg und Fahrzeug simulieren Grundmodell und allgemeine Steuerung Teilparametrisierte Steuerungsentwicklung Berücksichtigung der Handling- und Prozesszeiten des Roboters Synchrone und asynchrone Steuerung des Roboters Der Schutzkreis Portalroboter Simulation von Lagerprozessen Der Puffer Der Sortierer Grundverhalten Sortierer-Eigenschaften Das Lager Lagerbaustein Chaotische Lagerung Virtuelle Lagerhaltung Simulation von Werkern Ressourcenbausteine Werker-Werkerpool-Arbeitsplatz-Fußweg-Konzept Der Broker Der Werkerpool Der Werker Der Fußweg Der Arbeitsplatz Teiletransport durch den Werker Simulation von Werkern mit Fahrzeug und Weg

11 X Inhalt 10 Hierarchische Simulation Das Netzwerk Der Übergang Animationsstrukturen und Referenzpunkte Referenzpunkt festlegen Animationsstrukturen in Bausteinen Animation von Netzwerkbausteinen Kosten in der Simulation Produktionsbegleitende Kalkulation Umlaufvermögen Maschinenstundensatzrechnung Statistik Statistikerfassungszeit Statistische Methoden und Eigenschaften Statistikdaten in eine Datei schreiben Durchschnittswerte ermitteln Aufzeichnen von Werten Daten der Senke Statistikwerte des Bausteins Variable Statistik des Fahrzeugs Anzeigebausteine Diagramm Das Sankey-Diagramm Die Engpassanalyse Das Display Der Kommentar Der Bericht Automatischer Ressourcenbericht Berichtskopf Berichtsdaten Texte in Berichten Objekte in Berichten anzeigen lassen Bilder auf Berichten anzeigen lassen Oberflächen-Bedienelemente

12 Inhalt XI 13 Datenaustausch DDE mit Plant Simulation Plant Simulation-Daten aus Excel heraus lesen Excel-Daten in Plant Simulation einlesen Plant Simulation aus Excel heraus fernsteuern DDE-Hotlinks Die Dateischnittstelle Die ODBC-Schnittstelle Eine ODBC-Datenquelle einrichten Daten aus einer Datenbank lesen Daten in eine Datenbank schreiben Daten in einer Datenbanktabelle löschen SQL-Befehle SQLite-Schnittstelle SQLite Datenbanken und Tabellen anlegen Arbeiten mit SQLite-Datenbanken SQL-Funktionen XML-Import und -Export Einführung XML XML-Dateien in Tabellen einlesen Die XML-Schnittstelle Benutzerdefinierte Dialogfenster Dialogelemente Der Dialogbaustein Callback-Funktion Das statische Textfeld Textfelder (Eingabefelder) Bilder auf Dialogen Schaltflächen Optionsfelder Kontrollkästchen (Checkbox) Drop-down-Listenfeld Listenansicht Register-Steuerelemente Gruppenfeld Menüs und Menüeinträge Zugriff auf Dialoge Methoden und andere Bausteine schützen Prüfung von Benutzereingaben

13 XII Inhalt 14.6 Meldungsfenster HTML-Hilfe Plant Simulation3D Einführung in Plant Simulation 3D Bewegung in der Szene Formatierung der 3D-Objekte D-Grafik laden Transformation D-Animationspfade bearbeiten Kamerafahrten Index

14 Hinweise zur Buch-CD und zur Demo-Lizenz CD zum Buch Als Käufer des Buches haben Sie die Möglichkeit, die im Buch beschriebenen Modelle selbst nachzubauen. Alle größeren Beispiele aus dem Buch finden Sie auf der beiliegenden CD und auf meiner Webseite unter Auf der CD finden Sie darüber hinaus auch die Demoversion für Siemens Plant Simulation Version 10. Nach Installation der Software können Sie auf der Webseite emplant.de/demo/index.html nach vollständiger Registrierung inklusive Angabe Ihrer persönlichen Code-Nummer, die Sie auf der ersten Seite dieses Buches finden, eine DemoLizenz anfordern. Ausführliche Informationen zur Installation finden Sie in der Datei in stall.pdf auf der CD. Die Demo-Lizenz ist auf 80 Materialflussobjekte beschränkt und nicht übertragbar. Weitere Informationen finden Sie auf obiger Webseite. Minimale PC-Konfigurationen für Plant Simulation 10 sind: Microsoft Windows 2000 mit SP 4, Windows XP mit SP 1 oder höher, Windows Vista oder Windows 7 Microsoft Internet Explorer 7 oder höher INTEL Pentium III Prozessor oder vergleichbares Produkt 500 MB verfügbarer Speicherplatz auf der Festplatte 1 GB RAM Grafikauflösung von 1024 x 768 Pixeln Netzwerkkarte mit fixer Ethernet-ID (MAC-Adresse) Hinweise zur Begrenzung auf 80 Materialflussobjekte Die Anzahl der in der Demo-Lizenz zulässigen Materialflussobjekte ist auf 80 begrenzt. Dabei zählen die Objekte in der Klassenbibliothek mit. Plant Simulation zählt folgende Objekttypen nicht: Methode, Kommentar, Variable, Kante, Übergang, Fördergut, Förderhilfsmittel, Fahrzeug, Listen und Tabellen. Achtung: Viele der Werkzeuge auf der Registerkarte Tools sind zusammengesetzte Objekte, die wiederum eine gewisse Anzahl Objekte enthalten, die mit zählen. Das kann dazu führen, dass nach dem Einsetzen eines solchen Tools die Grenze von 80 Objekten bereits erreicht ist.