Modelle der Leittechnik Flashcards
(73 cards)
1
Q
Definition: Modell
A
Abbildung eines realen oder gedanklichen Gegenstands, die nur die Eigenschaften des gegenstands wiedergibt, die im Kontext einer bestimmten Aufgabenstellung von Interesse ist.
2
Q
Definition: System
A
Strukturierte Gesamtheit von miteinander in Beziehung stehenden Teilsystemen und Systemelementen die durch eine Hüllfläche von ihrer Umgebung abgegrenzt ist oder abgegrenzt gedacht wird.
3
Q
Definition: Modellsystem
A
Modell das selbst als System strukturiert ist und das versucht den inneren Aufbau eines betrachteten Systems so gut nachzubilden, dass im gewünschten Kontext und mit der geforderten Genauigkeit die äußeren Eigenschaften des Modellsystems mit denen des betrachteten Systems übereinstimmen.
4
Q
Definition: Metamodell
A
Definition des Aufbaus und der Bedeutung von Modellelementen und ihren Beziehungen
5
Q
Definition: Begriff
A
Eine Denkeinheit, die aus einer Menge von Gegenständen unter Ermittlung der diesen Gegenständen gemeinsamen Eigenschaften mittels Abstraktion gebildet wird.
6
Q
Definition: Allgemeinbegriff
A
Begriff, der ausgehend von mehr als einem Gegenstand durch Abstraktion gebildet wurde.
7
Q
Definition: Induvidualbegriffe
A
Begriff, der ausgehend von einem einzelnen gegenstand durch Abstraktion gebildet wurde.
8
Q
Definition: Definition
A
Begriffsbestimmung mit sprachlichen Mitteln.
Afg. einer Definition ist es, knapp und treffend die Eigenschaften des beschriebenen Begriffes wiederzugeben.
Eine Definition beschreibt den Begriff nicht vollständig.
9
Q
Begriffsbeziehungen (Begriffssystem) erzeugen Ordnung durch
A
erzeugen Ordnungen durch:
- Klassenhierarchien,
- Aggregations- und Kompositionshierarchien,
- logische Kausalketten.
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Q
Definition: Klasse (Modellierung)
A
Modellelement, das eine Menge von Objekten mit gleichen Merkmalen, gleichen Einschränkungen und gleicher Semantik beschreibt.
11
Q
Definition: Klassenbeschreibung (Modellierung)
A
Bestandteil einer Klasse in dem die gemeinsamen Eigenschaften, die die Klasse ausmachen, beschrieben werden
12
Q
Definition: Instanz (Modellierung)
A
Repräsentant eines Objektes in einem Modellsystem, in dem nur die durch eine Klasse definierten Eigenschaften eine Rolle spielen
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Q
Indizien für eine Komposition:
A
- Vollständigkeit: Jedes Teil kann nur einmal in einer Komposition verbaut werden,
- Lebenszyklus: Wird der Lebenszyklus des Ganzen beendet, so endet auch der Lebenzyklus des Teils.
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Q
Vergleich: ER und ECL Modell
A
- Das ER Modell ist selbstbeschreibend.
- Die Beziehung im ER hat Eigenschaften und kann spezialisiert werden.
- Das ECL Modell ist selbst als ER Modell dargestellt.
- Der Link im ECL macht lediglich eine Aussage, dass zwei Schnittstellen verbunden sind. Er trägt keine Eigenschaften. Stattdessen wird die Semantik am Connector ausgeprägt.
15
Q
Modellhierarchie nach OMG MOF
A
M3-Ebene:
- Meta-Meta-Modelle,
- Ur-Modellierungssprache,
M2-Ebene:
- Meta-Modelle,
- Definieren, wie die Modelle aufgebaut und strukturiert sind,
M1-Ebene:
- Konkrete Modelle zur Beschreibung eines Systems,
M0-Ebene:
- Konkret ausgeprägte Daten
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Q
Komponenten in der Automatisierungstechnik
A
Wesentliche Aufgabe der Automatisierung ist die Integration von Komponenten:
- > Hardware-Komponenten:
- Elek., Mechanisch, Hydraulisch,
- > Software-Komponenten:
- Steuerung, Planung, Qualitätssicherung,
17
Q
Definition: technische Komponente
A
Vorgefertigte, in sich strukturierte und unabhängig hantierbare Einheit, die zur Realisierung einer konkreten Rolle in einem System vorgesehen ist.
18
Q
Haupteigenschaften technischer Komponenten
A
- Identifizierbarkeit und Persistenz,
- Abgegrenztheit,
- Erkennbarkeit externer Abhängigkeiten.
- Disjunktheit,
- Kompaktheit
19
Q
Definition: Eigenschaft
A
Intrinsischer Bestandteil eines Betrachtungsgegenstandes.
20
Q
Definition: Betrachtungsgegenstand (allgemein)
A
Eindeutig identifizierbares persistentes Objekt als Ziel einer gemeinsamen Betrachtung
21
Q
Definition: Eigenschaftsträger
A
Betrachtungsgegenstand in seiner Rolle als Träger individueller Eigenschaften
22
Q
Definition: Attribut
A
Betrachtungsgegenstand in seiner Rolle als Eigenschaft einer Eigenschaft
23
Q
Klassifikation von Eigenschaften: Klassifikation nach Art ihres Seins
A
- Seinseigenschaften:
Eigenschaftem die einen Zustand des Systems beschreiben. - Funktionseigenschaften:
Eigenschaften, die die funktionalen Fähigkeiten eines Gegenstandes beschreiben. - Verhaltenseigenschaften:
Eigenschaften, die das dynamische Verhalten eines Gegenstandes beschreieben
24
Q
Klassifikation von Eigenschaften: Klassifikation nach Art ihrer Dynamik
A
- Zustände:
Eigenschaften, deren Ausprägung sich aufgrund der internen Systemdynamik im Betrachtungszeitraum ändern können. - Merkmale:
Eigenschaften ohne Ausprägung (Besitzteigenschaften) und Eigenschaften, deren Ausprägung sich im Betrachtungszeitraum typischerweise nicht ändern, - Parameter:
Eigenschaften, deren Ausprägung sich typischerweise nur durch Einstellung von außen, also nnicht durch die interne Systemdynamik ändern.
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Definition: Asset
Entität, die einen wahrgenommenen oder tatsächlichen Wert für eine Organisation hat und der Organisation gehört oder von ihr individuell verwaltet wird
- Asset und Entität sind praktisch Synonyme,
- Beim Asset-Begriff steht die Werthaltigkeit für die Organisationseinheiten etwas stärker im Vordergrund.
26
Anlagenmodelle - Definiton: Anlage
Gesamtheit der technischen Einrichtungen und Vorrichtungen zur Bewältigung einer festgelegten technischen Aufgabe
Bsp. Anwendung:
Sportanlagen, Hydraulikanlagen,
Destillationsanlagen.
27
Anlage: Aufteilung der Aspekte
Aspekte des Kernmodells:
- physische Struktur,
- Zweckorientierung,
- Festlegung der Funktionalität.
Aspekte des Referenzmodells:
- Hierarchische Gliederung,
- funktionale Sichten,
- Typbibliotheken.
28
Prozessführung als Systemfunktion - Grundlegendes Prinzip
Grundlegendes Prinzip:
| Trennung in steuerndes System und gesteuertes System
29
Führungsfunktionen - Schrittketten:
| Komponenten
Strukturierung der Ausführungsvorschrift (Rezept) in Einzelschritte,
30
Definition: Prozess
| Prozessmodell
Gesamtheit von aufeinander einwirkenden Vorgängen in einem System durch die Materie, Energie oder Information umgeformt, transportiert oder gespeichert wird.
Der Prozess-Begriff ist grundlegend. Er dient dazu, alle Vorgänge in beliebigen Systemen (natürlichen, technischen oder gedanklichen) zu erfasse
31
Klassifikation von technischen Prozessen
- Technische Prozesse,
- Fertigungstechnik,
- Prozesstechnik,
- Batch-Prozess,
- Konti-Prozess.
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Phasenmodell - PMP: Vor- und Nachteile
Beschreibung des Aufbaus und der Eigenschaften eines Prozesses in einem einfachen graphischen Netzwerkmodell.
Vorteile:
- standardisierte Syntax,
- präzise und vollständig,
Nachteile:
- in sich gekoppelte Stoffsysteme können nicht beschrieben werden,
33
Definition: Prozedur
| das Prozedurmodell
Äußerer Wirkungsablauf, der über Aktoren gezielt auf ein System aufgebracht wird, um in dem System einen bestimmten Prozessablauf zu erzeugen.
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Validierung - Ziel
| Prozess-Performance
-> Gewinnung einer quantitativen Aussage über das Maß der Vertrauenswürdigkeit einer Prozessinformation.
1) aus physikalischen Überlegungen zum
dynamischen Verhalten eines Prozesswerts,
2) aus redundanten Messungen
- homoge Redundanz: gleiche test,
- diversitäre Redundanz: unterschiedliche Tests,
3) modellgestützter Redundanz
(statische und dynamische Modelle)
35
Validierung - Maß der Vertrauenswürdigkeit
| Prozess-Performance
Maß für die Wahrscheinlichkeit, dass das Messergebnis im Rahmen der vom Messsystem gegebenen Genauigkeit um den tatsächlichen Wert liegt.
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Prozessüberwachung - Abhilfe bei Sollwertsprung
| Prozess-Performance
- zeitliche Alarmunterstützung nach Sollwertsprung,
- Aufweitung des Toleranzbands bei Änderungen,
- Einbau einer Sollwertgenerierungsfunktion
In einer gut ausgelegten Steuerung sollte der Istwert immer dem Sollwert folgen können.
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Funktionsreserve-Ziel
| Prozess-Performance - Prozessüberwachung
Gewinnung einer quantitativen Aussage über das Maß der Einschränkung der geplanten Systemreserven durch die aktuelle Situation
38
Meldeklassen
| Prozess-Performance
Def: Meldung:
explizite Nachricht über ein wichtiges Ereignis an einen angemeldeten Empfänger
- Meilenstein,
- Betriebsereignis,
- Toleranzfehler,
- Warnung,
- Alarm
39
Definition: Diagnose
| Prozess-Performance
Eine Feststellung über den Zustand von etwas (ein System, ein Prozess ...), die aufgrund genauer Untersuchung abgegeben werden kann (aus Duden)
40
Definition: Diagnosefunktion
| Prozess-Performance
Funktion, die der Erstellung einer Diagnose dient.
Ziel/Art der Diagnosefunktion:
- Feststellung inwieweit sich ein System/ein Prozess im qualifizierten Zustand befindet,
- Feststellung der Ursachen für erkannte Abweichungen und Störungen.
41
Charakteristische Eigenschaften einer Diagnosefunktionen
| Prozess-Performance
- Einmaliger,
- temporär,
- selbstterminierender Prozess,
- Explizit angestoßen
42
Ausführungvarianten einer Diagnosefunktion
| Prozess-Performance
Online:
die Ausführung erfolgt innerhalb der Diagnosezeit,
Offline:
die Ausführung erfolgt nach der Diagnosezeit
43
Definition: Performance (Monitoring - Prozess-Performance)
Maß für die Nähe einer Größe zu einem im Sinne einer übergeordneten Gütebetrachtung optimalen Wert.
Key Performance Indikatoren:
- produktbezogene KPI's,
- gerätebezogene KPI's,
- anlagenbezogene KPI's.
44
Definition: Effizienz
| Prozess-Performance
Fähigkeit, ein angestrebtes Ergebnis mit einem angemessen geringen Aufwand zu erreichen
Heben von Effizienzreserven:
1. Minimierung der Überfüllung,
2. Verringerung des Aufwands,
3. Optimierung der Ziele.
45
Automatisierungspyramide
Automatisierungspyramide = Idee des Ebenenmodells
+ Idee der Datenkonzentration
+ Idee der Zentralisierung.
Pyramide:
- Unternehmensleitebene,
- Betriebsleitebene,
- Prozessleitebene,
- Steuerungsebene,
- Feldebene.
46
SPS Programmierung
SPSen werden in 5 Sprachen der programmiert:
- Instruction List,
- Structured Text,
- Ladder Diagram,
- Function Block Diagram,
- Sequential Function Chart.
47
Kernmodelle vs Referenzmodelle
Kernmodell:
einfache modellmäßige Beschreibung von grundlegenden Konzepten und Zusammenhängen, die einen allgemeinen Aspekt von Systemen betreffen,
Referenzmodell:
schlüssigen Beschreibung von Aspekten in einem Anwendungsbereich.
48
Systemstrukturmodelle
- ER-Modell,
| - ELC/ SIC Modell
49
Aktor im kybernetischen Führungsmodell:
Ein Aktor übersetzt information in physikalischen Wirkungen.
50
Klassifikation von Eigenschaften
- reine Besitzeigenschaften,
- Struktureigenschaften,
- Werteeigenschaften.
51
Definition: Bezeichnung
Repräsentation eines Begriffs mit sprachlichen oder anderen Mitteln:
- Symbol,
- Formel,
- Bennenung,
- Name
52
Beziehung zwischen zwei Objekten
- > Typen-Beziehung,
- > Abstraktion-Instanziierung,
- > Generalisierung-Spezialisierung,
- > Aggregation,
- > Komposition
53
Kernmodell
Einfache modellmäßige Beschreibung von grundlegenden Konzepten und Zusammenhängen, die einen allgemeinen Aspekt von Systemen betreffen
54
Referenzmodell
Schlüssigen Beschreibung von Aspekten in einem Anwendungsbereich,
55
Anlage
Gesamtheit der technischen Einrichtungen und Vorrichtungen zur Bewältigung einer festgelegten technischen Aufgabe
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Aspekte des
| Kernmodells „Anlage“ + Referenzmodells „Anlage“
Kernmodells „Anlage“
- physische Struktur,
- Zwecksorientierung,
- Festlegung der Funktionalität.
Referenzmodells „Anlage“
- Hierarchische Gliederung,
- funktionale Sichten,
- Typbiblioteken.
57
Notation Objektdiagramm
- Zur Untersuchung von Klasse und Instanz-Ebene benutzt man Objektdiagramme,
58
Was unterscheidet die Komposition von der Aggregation?
Indizien für eine Komposition:
* Vollständigkeit: Jedes Teil kann nur einmal in einer Komposition „verbaut“ werden.
* Lebenszyklus: Wird der Lebenszyklus des Ganzen beendet, so endet auch der Lebenszyklus des Teils.
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Definition: System
Strukturierte Gesamtheit von miteinander in Beziehung stehenden Teilsystemen und Systemelementen, die durch eine Hüllfläche von ihrer Umgebung abgegrenzt ist oder abgegrenzt gedacht wird
60
Vergleich ER und ECL Modell
* Das ER Modell ist selbstbeschreibend. Das ECL Modell ist selbst als ER Modell dargestellt.
* Die Beziehung im ER hat Eigenschaften und kann spezialisiert werden.
* Der Link im ECL macht lediglich eine Aussage, dass zwei Schnittstellen (respektive Systemelemente) verbunden sind. Er trägt keine Eigenschaften. Stattdessen wird die Semantik am Connector ausgeprägt.
61
Definition und Klassifizierung nach Anwendungsbereichen
- Technische Komponente,
- Modell-Komponente,
- Mischungs-Komponente,
- Gleichungs-Komponente.
62
Klassifikation von Eigenschaften - Werteeigenschaft
- Eigenschaft, deren Ausprägung durch einen einfachen Wert dargestellt werden kann,
- Für eine Werteeigenschaft muss immer eine Skala (Einheit) und ein Datentyp spezifiziert sein, in dem der Wert dargestellt bzw. kodiert wird.
63
Begriffssystem - Eigenschaftsträger
- Betrachtungsgegenstand, der mindestens eine Eigenschaft besitzt,
- Der Betrachtungsgegenstand kann sowohl materiell als auch immateriell sein.
64
Begriffssystem - Allgemeine Eigenschaft
- Die “Allgemeine Eigenschaft” definiert die Bedeutung einer Eigenschaft in einem definierten semantischen Kontext. Sie enthält alle zum allgemeinen Verständnis einer Eigenschaft erforderlichen
Festlegungen,
- Die Bedeutung einer individuellen Eigenschaft geht dann immer aus der Referenz zu ihrer allgemeinen Eigenschaft (Semantik) und der Zugehörigkeit zu ihrem konkreten Träger (Sachbezug) hervor.
65
Definition: Lebenszyklus
Folge von Prozessen, die ein begrifflicher oder physischer Gegenstand während seiner Existenz durchläuft
* Der Lebenszyklus beginnt mit dem Entstehen des Gegenstands und endet mit dem Vergehen des Gegenstands,
* Der Begriff Zyklus ist irreführend. Tatsächlich handelt es sich um einen gerichteten und strikt azyklischen Ablauf,
• Bemerkung: Im Folgenden wird die Bezeichnung „Gegenstand“ verwendet. Gemeint ist
„Betrachtungsgegenstand“.
66
Allgemeine Regeln für Entitäten
- Eine Entität ist ein Gegenstand, der zusätzlich eine Verwaltungseinheit in der Informationswelt besitzt, die seinen Lebenszyklus erfasst und verwaltet.
- Jede Entität ist einmalig und hat einen eigenen Namen.
- Entitäten sind keine disjunkten Komponenten.
Entitäten können zueinander in sich beliebig überlagernden Abhängigkeiten, Abstraktions- oder
Aggregationsbeziehungen stehen.
67
Assets - Einteilung
Immaterial Assets:
- Meta-Asset,
- Planning Asset,
- Empirical Asset.
Material Assets:
- Physical Asset.
68
Standard - Lebenszyklus eines Technischen Gegenstands
1. order,
2. production,
3. transfer,
4. usage,
5. maintenance,
6. re-engineering,
7. removal.
69
Technische Systeme
- System, das von einem Menschen gezielt gestaltet und realisiert wurde um einen bestimmten Zweck zu erfüllen,
- Technische Systeme sind also immer zweckgerichtet.
70
Logistikmodelle - Grundidee
1. Ein Gut befindet sich zu jedem Zeitpunkt an einer definierten Lage.
2. Lagen sind klassifizierte Orte die von Trägern zur Verfügung gestellt werden.
3. Träger sind je nach Trägertyp fest, oder können ihre eigene Position oder
die Position ihrer Lagen dynamisch ändern.
4. Unter bestimmten Bedingungen kann ein Lagewechsel stattfinden,
d. h. das Gut wird instantan einer neuen Lage eines anderen Trägers zugeordnet
71
Definition: Träger
Einheit die eine Lage zur Verfügung stellt.
72
Prozessführung als Systemfunktion - Steuerndes vs Gesteuerte System
Steuerndes System:
▪ Steuernde Funktionen
- Sicherheitsfunktionen
- Führungsfunktionen
(Ablauf und Nachführung)
▪ Kommunikation mit Betriebsebene und Feldebene,
▪ Einwirken auf gesteuertes System nur über Aktoren,
```
Gesteuertes System:
▪ tatsächliches, aber unbekanntes
physikalisches Verhalten
(mit * gekennzeichnet),
▪ Beschreibung durch Anlagen- und
Prozessmodelle,
▪ Ziel: Steuerung von Qualitätsgröße.
```
73
Definition: Lebenszyklus
Folge von Prozessen die ein begrifflicher oder physischer Gegenstand während seiner Existenz durchläuf.
