BELA

Entwicklung von Verfahren und Algorithmen für die Bestückung von Schaltschrank-Montageplatten mit elastischer Anpassung der Kabelkanalgerüste

Für das Design von Schaltschrank-Montageplatten wurde in der GFaI die Pattern-Methode entwickelt. Ein Pattern ist eine Vorlage für ein Kabelkanalgerüst. Das Pattern soll sich bei Wahrung der Struktur elastisch an eine vorgegebene Montageplatte und an konkret zu platzierende Betriebsmittel anpassen. Um diese Anpassung automatisch vornehmen zu können, muss durch eine Analyse der Pattern-Geometrie eine Strukturformel des Pattern generiert werden. Dieser Weg konnte zuvor nur für eine eng gefasste Sub-Klasse der regulären Pattern gegangen werden. Diese Klasse war für praktische Belange nicht immer ausreichend. Ein Ziel des Projektes war also die Erweiterung der algorithmisch nutzbaren Pattern.

Im Fokus des Projektes stand zudem die mathematische Analyse der internen Dimensionierung des Kabelkanalgerüstes. Auf dieser Grundlage sollten verständliche und besser wartbare Lösungsverfahren sowie ferner ein graphischer Schaltschrank-Editor entwickelt werden.

Zunächst wurde versucht, die Klasse der regulären Pattern durch Hinzunahme neuer Strukturoperationen zu erweitern. Es konnte jedoch nachgewiesen werden, dass endlich viele Operationen nicht ausreichen. Des- halb wurde die Klasse der regulären Pattern in anderer Weise erweitert und zwar zur Klasse der semiregulären Pattern. Das sind alle die Pattern, die sich durch gewisse Modifikationen in reguläre Pattern verwandeln lassen. Auf diese Weise ist es nun möglich, nahezu alle in der Praxis auftretende Pattern für das automatische Layout zu verwenden.

Die Untersuchung des Dimensionierungsproblems ergab, dass es in jedem Falle zu zwei linearen Gleichungssystemen mit regulärer Koeffizientenmatrix führt. Damit konnte das bisherige Layout-Verfahren in allen den Fällen abgelöst werden, bei denen keine zusätzlichen Constraints zu beachten sind.

Mit dem Editor wurde ein effizientes spezialisiertes CAD-System für das Schaltschrank-Design geschaffen, welches über ein Interface mit ECAD-Systemen gekoppelt werden kann. Er unterstützt den Bearbeiter einerseits bei der Konstruktion von Pattern. Andererseits hilft er bei der interaktiven Bestückung der Montageplatte, wobei er das Kabelkanalgerüst entsprechend den Erfordernissen elastisch anpasst. Die Projektziele wurden erreicht