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GSI Lösungsvorschlag Version 0.03 Target Scanner Verteiler: Name (alphab.) Dr. Brand, Holger Dr. Kindler, Birgit Dr. Lommel, Bettina Dr. Poppensieker, Klaus Abteilung DV & EE Targetlabor Targetlabor DV & EE Ort SB3 2.223 NB3 2.171 NB3 2.170 SB3 2.255 Copyright © GSI 1999 Ersteller: Abt.: DV & EE Name: H. Brand Tel.: 2123 D:\68615981.doc File: Datum: 18.01.99 09:47 Nur für den internen Gebrauch Unterschrift: Prüfer: Abt.: Name: Tel.: Status: Ablage: DV & EE Unterschrift: K.Poppensieker 2782 Entwurf Projektordner Kap. <nn.nn> Dateiverzeichnis dokumente/Initiierun g Lösungsvorschlag Version 0.03 Target Scanner Dokumentenverwaltung Dokumentenverwaltung Dokument-Historie Version Status Datum Verantwortlicher Änderungsgrund 0.00 Entwurf 18.01.1999 H. Brand Neues Dokument 0.01 Entwurf 20.01.1999 H. Brand Kritik von B. Kindler 0.02 Entwurf 21.01.1999 H. Brand Voraussetzungen erweitern 0.03 Entwurf 21.01.1999 H. Brand Korreturen von B. Lommel Änderungsberechtigte Dr. Brand, Holger Dr. Poppensieker, Klaus DV & EE DV & EE SB3 2.223 SB3 2.255 Dokument wurde mit folgenden Tools erstellt: WORD 97 <Grafiktool> Seite 2 / 7 Lösungsvorschlag Version 0.03 Target Scanner Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung ................................................................................................................................... 4 1.1 Zweck des Dokuments ......................................................................................................... 4 1.2 Gültigkeit des Dokuments .................................................................................................... 4 1.3 Begriffsbestimmungen und Abkürzungen ............................................................................. 4 1.4 Zusammenhang mit anderen Dokumenten........................................................................... 4 2 Zweck, Ziel und Einsatz der Lösung ........................................................................................ 4 3 Vorliegende primäre Anforderungen ........................................................................................ 5 4 Vorgeschlagene Lösung ........................................................................................................... 5 5 Vorgeschlagener Lösungsweg ................................................................................................. 6 6 Mögliche Lösungsalternativen ................................................................................................. 6 7 Literaturverzeichnis ................................................................................................................... 6 Seite 3 / 7 Lösungsvorschlag Target Scanner Version 0.03 Error! Use the Home tab to apply Überschrift 1 to the text that you want to appear here. 1 Einleitung 1.1 Zweck des Dokuments Der Zweck des Lösungsvorschlags ist die Überprüfung der technischen Realisierbarkeit und das Aufzeigen eines möglichen Lösungsweges des im folgenden beschriebenen geplanten Projektvorhabens. 1.2 Gültigkeit des Dokuments Der Lösungsvorschlag betrifft ausschließlich die Steuerung des Target Scanners und nicht die Problematik der Beschaffung und des Aufbaus der Mechanik im Targetlabor. Der Lösungsvorschlag basiert auf der Annahme, daß das System auf einem Windows PC als Einzelarbeitsplatz entwickelt wird. Das System soll mit Microsoft- Produkten harmonieren. Die Hardware soll sowohl im Handbetrieb als auch PC-gesteuert betrieben werden können. Als Schnittstellen zwischen Hardware und PC kommen serielle Schnittstellen, RS232-C, und eine PC-Relais-Karte zu Einsatz. Die Daten sollen in einem Format gespeichert werden, das von Excel verarbeitet werden kann. Daten, die langfristig zugreifbar sein sollen, sollen in Oracle archiviert werden. Das System muß bis Juni 1999 einsatzbereit sein. 1.3 Begriffsbestimmungen und Abkürzungen Die Begriffsbestimmungen und Abkürzungen sind in einem unabhängigen Dokument beschrieben http://depc69.gsi.de/targetscanner/dokumente/Abkürzung.doc 1.4 Zusammenhang mit anderen Dokumenten Basis diese Dokuments ist das Protokoll des Gesprächs vom 12.01.1999 http://depc69.gsi.de/targetscanner/dokumente/Protokolle/Protokoll(12.1.99).doc 2 Zweck, Ziel und Einsatz der Lösung Zweck des Projektes ist der Aufbau eines integrierten Systems zur automatischen Vermessung der neuen FRS-Degradern, sowie später auch allgemein zur Vermessung von Massivtargets o.ä. Das System soll im Targetlabor der GSI zum Einsatzkommen. Primäres Ziel ist die Integration der Steuerung der Komponenten, Datenaufnahme, Archivierung, Visualisierung und Auswertung. Wesentliche relevante Größen sind: Steuergrößen: Steuergerät zur Positionierung(x,y) der Probe auf dem Tisch Steuergerät zur Dickenmessung(d) der Probe Meßgrößen: Position(x,y) der Probe auf dem Tisch Dicke d der Probe Seite 4 / 7 Lösungsvorschlag Target Scanner Version 0.03 Error! Use the Home tab to apply Überschrift 1 to the text that you want to appear here. Es muß die Dicke d gemessen und die Strecken X und Y angesteuert (im Gitter) und gemessen werden. Die Werte d, x und y müssen archiviert und visualisiert werden, zum Weiterverarbeiten und langfristigen Archivieren sollen sie direkt nach Oracle geschrieben werden. 3 Vorliegende primäre Anforderungen Die primären Anforderungen an das System sind im Protokoll des Gesprächs vom 12.01.1999 zusammengefaßt. http://depc69.gsi.de/targetscanner/dokumente/Protokolle/Protokoll(12.1.99).doc 4 Vorgeschlagene Lösung Funktionsumfang 1. 2. 3. 4. 5. Automatische Dickenmessung von makroskopischen ausgedehnten Proben. Das System soll auch im Handbetrieb ohne PC einsetzbar sein. Das System soll die Konfiguration der Geräte erlauben. Das System soll die Konfiguration des Meßbereichs erlauben. Dickenmessung 5.1. Einzelmessung: Dicke d(x,y) 5.2. Automatische Messung der Daten, Dicke d(x,y), über den konfigurierten Meßbereich 6. Grenzwertüberwachung und Kollisionsschutz von Probe und Meßtaster (Tisch bzw. Probe darf sich nur bewegen, wenn die Meßtaster eingefahren sind!) 7. Archivierung der Daten (Excel und/oder Oracle) 8. Visualisierung von: 8.1. Konfiguration der Geräte 8.2. Konfiguration des Meßbereichs 8.3. Gerätestatus 8.4. Daten als 8.4.1. numerische Werte in einer Tabelle 8.4.2. graphisch in verschiedenen Projektionen, 1- und 2- dimensional 9. Statistische Analyse der Daten 10. Drucken einer Zusammenfassung der Ergebnisse Benutzerprofil Es wird zwei Gruppen von Benutzern geben: Veranwortlicher Techniker: Der verantwortliche Techniker ist zuständig für die Funktionstüchtigkeit und korrekte Konfiguration der Geräte und des Systems. Bediener: Der Bediener führt die Messungen mit dem überpüften und freigegebenen System aus und archiviert die Daten. Zur Ausführung der Messungen soll nur die Eingabe des Meßbereichs nötig sein. Akzeptanzkriterien Die primären Kriterien sind: einfache Konfiguration der Geräte und des Meßbereichs korrekte Datenaufnahme, –visualisierung, -archivierung und Analyse. Reaktionszeiten auf Benutzereingaben Online-Hilfe, kontextsensitiv Entwicklungs-, Einsatz- und Wartungsumgebung, Schnittstellen, Nebenbedingungen Das System wird für einen Windows 95/98/NT PC als Einzelarbeitsplatzrechner entwickelt. Seite 5 / 7 Lösungsvorschlag Target Scanner Version 0.03 Error! Use the Home tab to apply Überschrift 1 to the text that you want to appear here. Der PC wird mittels serieller Schnittstellen RS232-C mit den Meß- und Steuerkomponenten verbunden sowie mir eine PC-Relais-Karte von National Instruments ausgerüstet. 5 Vorgeschlagener Lösungsweg Die graphische Benutzeroberfläche wird mit LabView erstellt. LabView steht sowohl als Entwicklungsumgebung als auch als Runtime-System zu Verfügung. In LabView existieren VI’s zur Kommunikation mit seriellen Schnittstellen, zur Darstellung von Daten (1- und 2-dimensional) zur statistischen Analyse der Daten und zur Archivierung der Daten zum Drucken von Ergebnissen Als Datenbanksystem zur Langzeitarchivierung kommt Oracle zum Einsatz. Für temporäre Daten oder auch als Benutzerschnittstelle kann Excel oder Access eingesetzt werden. Damit stehen die Daten auch zur Dokumentation in Word zu Verfügung. Die Verbindung zwischen Oracle und PC wird mittels einer ODBC-Schnittstelle realisiert. Die Ergebnisse können auf den Druckern der NT_Domain ausgegeben werden. 6 Mögliche Lösungsalternativen Alternative Schnittstellen: Die Geräte könnten mit ihrer seriellen Schnittstelle auch an einen COM-Server der Firma Wiesemann und Theis angeschlossen werden und vom PC via Ethernet angesprochen werden. Vorteile: Der PC müßte nicht im Labor stehen. Keine Beschränkung durch die Zahl der COM-Ports. Zugriff via Netzwerk von überall. Nachteile: Zugriff via Netzwerk von überall. Existenz bzw. Möglichkeiten der LabView VI’s unbekannt. Die Positionssteuerung könnte auch mittels einer PC-Einsteckkarte realisiert werden. Vorteile: Keine Beschränkung durch die Zahl der COM-Ports direkter Zugriff vom PC ohne serielle Schnittstelle Nachteile: Der PC müßte im Labor stehen Es existieren keine LabView VI’s Alternative Software-Tools zu LabView: Alternativen zu Labview sind FactoryLink oder EPICS. Beide System sind für dieses Projekt ungeeignet, weil sie überflüssige Hardware (VME-Prozessoren mit vxWorks) benötigen und/oder nur mangelhafte Unterstützung der Kommunikation mit seriellen Schnittstellen bieten. Auch die graphischen und analytischen Möglichkeiten und die Datenbankanbindung (EPICS) lassen zu wünschen übrig. 7 Literaturverzeichnis 1 2 Protokoll des Gesprächs vom 12.01.1999. http://depc69.gsi.de/targetscanner/dokumente/Initiierung/Protokoll(12.1.99).html Heidenhain, Benutzer-Handbuch ND281/NDP181 Meßwertanzeigen, 5/97 Seite 6 / 7 Lösungsvorschlag Target Scanner Version 0.03 Error! Use the Home tab to apply Überschrift 1 to the text that you want to appear here. 3 4 5 6 7 8 Heidenhain, Arbeiten mit der Meßwertanzeige ND231, 5/97 Heidenhain, Betriebsanleitung Summen-/Differenzzähler VZR406, 5/97 Heidenhain, PC-Zählerkarte IK121, 5/97 SM-Elektronik, Bahnsteuerung SM300 SM-Elektronik, Referenzhandbuch Kommandoebene SM5/SM300/SM400 National Instruments, LabView 5.0 - Dokumentation, 1/96 Seite 7 / 7
