Einsatz elektronischer Datenverarbeitungsanlagen zur Automatisierung der Arbeitsvorbereitung für NC-Maschinen

81 Pages·1972·2.237 MB·German

by  Prof. Dr.-Ing. Dres. h. c. Herwart Opitz, Dipl.-Ing. Matthias Baum, Jean-Pierre Lacoste Ingénieur diplômé INSA (auth.)

FORSCHUNGSBERICHTE DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN
Nr.2208
Herausgegeben im Auftrage des Ministerprasidenten Heinz Kuhn
yom Minister fUr Wissenschaft und Forschung Johannes Rau
Prof. Dr.-Ing. Dres. h. c. Herwart Opitz
Dtpl.-Ing. Matthias Baum
Jean-Pierre Lacoste) I ngenieur diplome INSA
Laboratorium fiir Werkzeugmaschinen und Betriebslehre
an der Rhein.-Westf. Techn. Hochschule Aachen
Einsatz elektronischer Datenverarbeitungsanlagen
zur Automatisierung der Arbeitsvorbereitung
fur NC-Maschinen
WESTDEUTSCHER VERlAG· OPLADEN 1972
ISBN-13: 978-3-531-02208-6 e-ISBN-13: 978-3-322-88236-3
om: 10.1007/978-3-322-88236-3
© 1972 by Westdeutscher Verlag GmbH, Op1aden
Gesamtherstellung: Westdeutscher Verlag·
Inhalt
1. Einleitung ........................................................... 5
2. Fertigungstechnische Programmiersysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3. Zugriffsmoglichkeiten zu elektronischen Datenverarbeitungsanlagen ......... 8
3.1 Datenfernverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.1.1 Betriebsweise von Datenfernverarbeitungssystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.1.2 Aufbau eines Datenfernverarbeitungssystems ...................... 9
3.1.2.1 Datenstation .................................................. 9
3.1.2.2 Obertragungsleitungen ......................................... 9
3.1.3 Kosten eines Datenfernverarbeitungssystems ...................... 10
3.1.4 Einsatz von Datenfernverarbeitungssystemen fur die NC-Program-
mierung .................. . .. .. ... ............................ 11
3.2 Echtzeitverarbeitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.2.1 Betriebsweise von Echtzeitverarbeitungssystemen .................. 12
3.2.2 Dialogverkehr. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.2.3 Bildschirmgerate. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
4. Digigraphic-Bildschirmsystem an der RWTH Aachen ..................... 14
4.1 Geratekonfiguration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 14
4.2 Programmierung.... ........... ........ . . ....... . . ..... ....... 15
4.3 Datenstruktur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
5. Stand der Technik bei Echtzeit-NC-Systemen ............................ 17
5.1 Beschreibung von Echtzeit-NC-Systemen ........................ . 18
5.1.1 Nixdorf-Kleinprocessor ........................................ . 18
5.1.2 QUICKPOINT .............................................. . 18
5.1.3 COMPACTII ............................................... . 18
5.1.4 ICAM 2+, ICAM 3 ........................................... . 18
5.1.5 MCG-Projekt ................................................ . 19
5.1.6 NC-Graphics ................................................. . 19
5.1.7 Chrysler-Projekt .............................................. . 20
5.1.8 Sikorsky-Projekt ............................................. . 20
5.1.9 McDonnell-Douglas-Projekt .................................... . 20
5.1.10 CONAPT ................................................... . 21
5.1.11 APT/IGS .................................................... . 21
5.2 Vergleich und Entwicklung der Systeme ......................... . 21
3
6. Grundlagen eines Bildschirm-NC-Systems ............................... 22
6.1 Gesamtiibersicht .............................................. , 22
6.2 Aufgaben aktiver Bildschirmsysteme ............................. 23
6.3 Aufbau der Zwischenausgaben .................................. 24
6.4 Aufgabenverteilung zwiscben Batchrechner und Echtzeitrechner ..... 24
7. Entwicklung eines Bildschirm-i-JC-Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 26
7.1 Teileprogrammierung am Bildschirm ............................. 26
7.1.1 Formalstruktur der Programmiersprache EXAPT 1 ................ 26
7.1.2 Analyse des EXAPT l-Sprachvorrats .. . .. . ..... ... . . . . . . . . .. . . . .. 27
7.1.3 Grundprogramme fUr eine Bildschirmeingabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 28
7.1.3.1 Lichttastatur zur Eingabe beliebiger alphanumerischer Zeichenfolgen . 28
7.1.3.2 Lichtregister zur Zahleneingabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 29
7.2 Oberpriifung und Anderung von Bohrbearbeitungsdaten am Bildschirm 29
7.2.1 Simulation der Bohrbearbeitung ................................. 30
7.2.2 Gezielte MaBkontrolle mit dem Lichtstift am Bildschirm ............ 34
7.2.3 Direkte Datenanderung am Bildschirm ........................... 35
7.3 Oberpriifung un:! Anderung von Drehbearbeitungsdaten am Bildschirm 38
7.3.1 Grundsatzliche Unterschiede zwischen EXAPT 1 und EXAPT 2 . . . .. 38
7.3.2 Simulation der Drehbearbeitung ................................. 38
7.3.3 Graphische Manipulat:o 1 und Bildhandhabung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 39
7.3.4 Gezielte Informationsiiberpriifung und -anderung am Bildschirm ..... 41
7.3.5 Auswahl von Werkzeugen am Bildschirm ......................... 42
8. Zusammenfassung .................................................... 42
9. Literaturverzeichnis ................................................... 43
10. Abbildungsnachweis 45
Abbildungsanhang ...................................................... 46
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1. Einleitung
Die Einfuhrung numerisch gesteuerter Werkzeugmaschinen (NC-Maschinen) verlagerte
einen grog en Anteil von Aufgaben der Fertigung in die Arbeitsvorbereitung. Da NC
Maschinen eine erheblich genauere Planung erfordern als konventionelle Werkzeugma
schinen, stellte sich verstarkt die Aufgabe, Rationalisierungs- und Automatisierungs
magnahmen in der Arbeitsvorbereitung vorzunehmen. Die erforderliche Genauigkeit der
zu erstellenden NC-Steuerungsinformationen und die damit verbundene Routinearbeit
haben zum Einsatz von elektronischen Datenverarbeitungsanlagen bei der NC-Pro
grammierung gefuhrt. In den letzten Jahren wurden in den USA und in Europa zahlreiche
Programmiersysteme zur rechnergestutzten Erstellung der Informationstrager fur NC
Maschinen entwickelt. Die Leistungsfahigkeit der Programmiersysteme ist sehr verschie
den, wegen der immer grogeren Personalknappheit zeigt sich jedoch deutlich der Trend
zu einem stan dig wachsenden Automatisierungsgrad. Daher weden von der Industrie
immer leistungsfahigere Programmiersysteme verlangt. Da der Verarbeitungsaufwand
und der Programmumfang mit der Leistungsfahigkeit des Programmiersystems steigt,
werden dazu immer grogere elektronische Datenverarbeitungsanlagen (EDVA ) benotigt.
Andererseits ist die Wirtschaftlichkeit des eingesetzten Programmiersystems von einer rich
tigen und fehlerfreien Verarbeitung der Eingabeinformationen urn so mehr abhangig, je
mehr Aufgaben dem Rechner ubertragen werden. Mit dem zunehmenden Einsatz von
EDVA zur Automatisierung der Arbeitsvorbereitung ergeben sich im wesentlichen also
zwei Aufgaben:
1. Vereinfachung des Zugangs zur EDVA ,
2. Sicherheit und Richtigkeit der Ein-und Ausgabedaten.
Im Rahmen dieses Projektes wurden die Moglichkeiten der Datenfern- und Echtzeitver
arbeitung auf ihre Brauchbarkeit fur die Automatisierung der Arbeitsvorbereitung unter
sucht, und ein Losungsweg an Hand von Programmsystemen gezeigt, die im Rahmen des
Forschungsvorhabens entwickelt worden sind.
2. Fertigungsorientierte Programmiersysteme
Unter Programmierung von NC-Maschinen versteht man aile Verfahren, mit den en die
Eingabeinformationen zur Steuerung von Werkzeugmaschinen erstellt werden. Die direk
teste Form der Dateneingabe geschieht durch Einstellen der einzelnen Steuerbefehle an der
Werkzeugmaschinensteuerung mit Hilfe manuell zu bedienender Dekadenschalter und
Wahlscheiben. Heute ist diese Form der Programmierung nicht mehr ublich, da durch die
Erweiterung der Steuerung urn automatische Lesegerate die Moglichkeit geschaffen wurde,
die Steuerbefehle auf einem Informationstrager zu speichern, der von der Steuerung ge
lesen wird. Als Informationstrager konnen Lochkarten, Lochstreifen oder Magnet
bander benutzt werden. In den letzten Jahren hat sich dabei der 8-Kanal-Lochstreifen
immer mehr durchgesetzt. Da die Erstellung des Informationsspeichers durchgefuhrt wer-
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den muB, bevor das betreffende WerkstUck an der Maschine angelangt ist, wird mit dem
Einsatz numerisch gesteuerter Maschinen zwangsHiufig eine bis ins Detail gehende Planung
des gesamten Arbeitsablaufs notwendig.
Ein Verfahren zur Erstellung der Informationstrager ist die direkte, maschinenorientierte
Programmierung, oft auch manuelle Programmierung genannt, bei welcher der Teilepro
grammierer ein Programmanuskript erstellt, das aIle Steuerinformationen fUr die NC
Maschine enthalt, die - auf Lochstreifen Ubertragen - von der Steuerung gelesen und
verarbeitet werden.
Beim Einsatz weniger NC-Maschinen wird in den meisten Fallen an fangs die direkte Pro
grammierung gewahlt werden. Mit zunehmender Anzahl numerisch gesteuerter Ferti
gungseinrichtungen vergroBern sich aber die anfallenden und zu verarbeitenden Daten
mengen, so daB es erforderlich und lohnend wird, Mittel und Wege zur Automatisierung
der Programmierarbeiten zu suchen [3].
Durch Bereitstellen geeigneter Unterlagen und Rechenhilfen konnen zwar die Program
mierarbeiten rationalisiert werden, die erzielbaren Verbesserungen halten sich jedoch in
Grenzen. Wesentlich groBere Vorteile konnen durch den Einsatz elektronischer Datenver
arbeitungsanlagen erreicht werden.
Allerdings benotigt man dazu geeignete Rechnerprogramme, die ausgehend vom Informa
tionsinhalt der Werkstattzeichnung nach bestimmten Algorithmen den Steuerlochstreifen
erstellen. Diese Programme mUssen die beim direkten Programmieren anfallenden Rou
tinearbeiten ausfUhren konnen und eine Eingabeform gestatten, in der sich die Zeich
nungsangaben einfach beschreiben lassen. Derartige den Fertigungsaufgaben angepaBte
Eingabeformen nennt man fertigungstechnisch orientierte Programmiersprachen.
Die ersten in den USA entwickelten Programmiersysteme wie z. B. das APT-System sind
vorwiegend geometrisch orientiert, d. h., sie erlauben eine vereinfachte geometrische Be
schreibung von Werkzeugwegen. Bei komplizierten Raumformen, wie sie z. B. in der
Luft- und Raumfahrt haufig auftreten, stellt die Beschreibung der Werkzeuge ein groBes
Problem dar.
Neuere Programmiersysteme gehen darUber hinaus und losen auch technologische Auf
gaben automatisch. Beim EXAPT-System, einem besonders weitgehend automatisierten
System, werden bereits Arbeitsablaufe, Werkzeuge und Schnittaufteilungen automatisch
ermittelt [4, 5 J.
1m folgenden wird an Hand eines FluBdiagrammes der Programmablauf bei der rechner
gestUtzten Programmierung mit EXAPT aufgezeigt (Abb. 1). Die Beschreibung der Fer
tigungsaufgabe in der fertigungstechnisch orientierten Programmiersprache Ubernimmt
ein Teileprogrammierer. Ein EXAPT-Teileprogramm besteht aus geometrischen und tech
nologischen Angaben.
1m allgemeinen sind bei der Geometriebeschreibung weder trigonometrische noch andere
Berechnungen erforderlich, da sich die WerkstUcke durch die Angabe von Koordinaten,
Radien, Durchmessern und Winkeln beschreiben lassen, die direkt der Zeichnung ent
nommen werden konnen.
Zur Verarbeitung der Teileprogramme wird der Rechner durch ein Verarbeitungspro
gramm, den sogenannten Processor, der fUr jede Programmiersprache zur VerfUgung
stehen muB, gesteuert. Dieses Verarbeitungsprogramm Ubernimmt aIle geometrischen und
technologischen Berechnungen. Das Ergebnis ist eine allgemeine Zwischenausgabe, die in
einheitlicher Form aIle Arbeitsschritte in der Reihenfolge enthalt, wie sie an der Werk
zeugmaschine auszufUhren sind. Diese Zwischenausgabe muB durch ein Anpassungspro
gramm, den sogenannten Postprocessor, weiterverarbeitet werden, der die Informationen
der Zwischenausgabe in eine fUr die jeweilige Werkzeugmaschine geeignete Form um
wandelt. Wahrend der Processor eine maschinenneutrale Ausgabe hat und nur einmal fUr
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jede Programmiersprache erstellt werden muB, wird ein gesonderter Postprocessor fur jede
numerisch gesteuerte Fertigungseinrichtug benotigt.
1m folgenden solI die Programmierung eines Drehwerkstuckes mit EXAPT 2 an Hand
eines Beispiels kurz erlautert werden: 1m Teileprogramm (Abb. 2) werden zunachst allge
meine Angaben wie Werkstuckname und Maschinenname gemacht. Die »Maschine« ist
hier ein Zeichentisch, der die errechneten Schnittbewegungen simuliert (Abb. 3).
Durch die Anweisungen CONTUR/BLANCO bzw. CONTUR/PARTCO eingeleitet,
wird die Kontur des hal ben Achsschnittes im Uhrzeigersinn element weise beschrieben. Der
Teileprogrammierer ist dabei von jeglicher Rechenarbeit befreit.
1m zweiten Abschnitt des Teileprogramms ist der Arbeitsablauf festzulegen. Die Bear
beitungsdefinitionen, z. B. fur die Schruppbearbeitung SCHRU =CONT/ ..., werden
getrennt von den Bearbeitungsaufrufen WORK/SCHRU vereinbart. Das hat den Vor
teil, daB die gleiche Bearbeitungsdefinition mehrmals aufgerufen werden kann, ohne daB
jeweils eine neue formuliert werden muB.
Das Erlernen der Sprache wird dadurch erleichtert, daB Sprachworte aus dem Fertigungs
bereich gewahlt wurden [6, 7].
Der Vorteil problemorientierter Programmiersprachen gegenuber dem manuellen Pro
grammieren wird durch einen Zeit- und Kostenvergleich veranschaulicht [8]. Der obere
Balken jeder Zeile der Obersicht auf der rechten Seite von Abb. 4 entspricht den Angaben
zum manuellen Programmieren; durch den mittleren Balken werden die Angaben beim
Einsatz einer problemorientierten Programmiersprache ohne automatische Technologie
Planung, wie zum Beispiel bei APT, wiedergegeben; der untere Balken entspricht den
Ergebnissen bei automatischer Technologie-Planung, d. h. automatischer Schnittaufteilung
und Schnittwertermittlung, mit Hilfe des EXAPT-Systems.
Durch Vereinfachung der Programmierung konnte, wie in Abb. 4 oben rechts dargestellt
ist, die Programmierzeit von 70 Stun den stufenweise auf 35 bzw. 10 Stun den reduziert
werden.
Zwar ist die Anzahl der Programmsatze beim zweiten Verfahren hoher als bei der manu
ellen Programmierung; die erforderlichen Informationen konnen jedoch direkt der Zeich
nung entnommen und ohne Verschlusselung in einfacher Form niedergeschrieben werden,
so daB der Zeitaufwand fur das zweite Verfahren geringer ist.
Fur die Fertigungszeit auf der Werkzeugmaschine liegen fUr die Verarbeitung des manuell
erstellten Steuerlochstreifens keine Angaben vor; die Fertigungszeit durfte sich jedoch
exakt in gleicher Hohe wie beim zweiten Verfahren bewegen, da in beiden Fallen mit den
gleichen Werkzeugbewegungen und Schnittwerten gearbeitet wurde. Bei Anwendung des
dritten Programmierverfahrens konnte die Fertigungszeit durch hohere, nach zerspanungs
technischen und wirtschaftlichen Kriterien automatisch yom EXAPT 2-Verarbeitungs
programm berechneten Schnittwerte verkurzt werden.
Die Summe aller erfaBten Kostenanteile in den Gesamtkosten zeigt, daB die rechnerge
stutzte Programmierung fUr das gezeigte Beispiel wesentlich gunstiger als die manuelle
Programmierung ist. Durch den weiteren Ausbau der technologischen Planungsprogramme
konnen trotz des damit verbundenen Anstiegs der Rechenzeiten und -kosten die Planungs
kosten wegen der Einsparung an Personalkosten erheblich reduziert werden. Als weitere
Vorteile automatisierter Verfahren mussen aber auch die verkurzte Bereitstellungszeit und
die geringere Fehlerwahrscheinlichkeit der automatisch erstellten Informationen starker
berucksichtigt werden, die sich nur schwer quantitativ ausdrucken lassen.
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3. Zugriffsmoglichkeiten zu elektronischen
Datenverarbeitungsanlagen
Notwendig zur Automatisierung der Arbeitsvorbereitung sind elektronische Datenver
arbeitungsanlagen. Es gibt vielfaltige Moglichkeiten fur ein Unternehmen, sich eine EDVA
zuganglich zu machen. Voraussetzung fur die Entscheidung uber die Art der Rechner
benutzung ist die Aufstellung eines differenzierten Anforderungsprofils. Durch den zu
nehmenden Umfang der Programmsysteme steigen die Anforderungen bezuglich der Rech
nergroBe oft uber die eigener verfugbarer Rechner.
Abb. 5 zeigt Moglichkeiten der Benutzung elektronischer Datenverarbeitungsanlagen, die
neben dem »Hausrechner« zur Verfugung stehen.
Von besonderer Bedeutung bei der Benutzung einer Datenverarbeitungsanlage ist die Zeit,
die ven der Erzeugung der Daten bis zum Beginn der Ergebnisauswertung vergeht, die
sog. Umlaufzeit. Wie lang diese Umlaufzeit ist, richtet sich nach der Organisation des
Datenverarbeitungsprozesses und der Leistung der Rechenanlage.
Die Auftragsprogrammierung ist bei Personalknappheit besonders vorteilhaft. Der Nach
teil dieses Verfahrens liegt darin, daB der Kunde die Programmierung nur schlecht beein
flussen kann und die Zeit relativ groB ist, bis man die Ergebnisse erhalt.
Eine zweite Moglichkeit ist die Benutzung eines Rechenzentrums. Hierbei gehort fur den
Benutzer auch die Zeit fur den Transport zum Rechenzentrum und zuruck in die effektive
Umlaufzeit. Tritt in diesem ProzeB ein Fehler auf, so muB der gleiche Weg erneut zuruck
gelegt werden, die Umlaufzeit fallt noch einmal an.
Wie die praktische Erfahrung zeigt, sind bei rechnergestutzter Programmierung etwa
drei Teileprogramm-Durchlaufe bis zu einer fehlerfreien Erstellung des Steuerlochstreifens
erforderlich.
Eine Moglichkeit, dies en Zustand zu verbessern, ist in der Kurzung der Umlaufzeit zu
finden. Da die Umlaufzeit der EDVA einerseits gegenuber den Transportzeiten relativ
klein ist und andererseits nur durch weitere Entwicklungen im Rechnerbau beeinfluBbar
ist, stellt sich das Problem, die Datentransportzeit zu verringern. Dies laBt sich durch den
Einsatz der Datenfernverarbeitung realisieren.
3.1 Datenfernverarbeitung
Unter Datenfernverarbeitung versteht man Datenverarbeitung mit einer Dbertragung
von Ein- und Ausgabedaten uber groBere Entfernungen. Die Datenubertragung erfolgt im
allgemeinen tiber offentliche Fernmeldewege bzw. tiber private Leitungen.
3.1.1 Betriebsweise von Datenfernverarbeitungs.rystemen
Datenfernverarbeitungssysteme lassen sich im wesentlichen in zwei Gruppen einteilen.
Bei Teilhabersystemen arbeiten viele Benutzer gleichzeitig an der Losung des gleichen
Problems. Ein Beispiel fur Teilhabersysteme sind Platzbuchungssysteme fur Flug- oder
Bahngesellschaften oder zentrale Krankenkarteien mehrerer Arzte oder Krankenhauser.
In diesen Fallen wird von vielen AuBenstellen eine Datenbank mit Informationen gefullt;
gleichzeitig konnen diese Informationen auch von vielen Benutzern wieder abgerufen
werden.
Bei Teilnehmersystemen arbeiten dagegen verschiedene Benutzer an verschiedenen Pro
blemen mit unterschiedlichen Programmen gleichzeitig, oder aber die Verwendung des
gleichen Programms geschieht zeitlich aufeinanderfolgend.
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Man unterscheidet bei Teilnehmersystemen zwischen Stapelverarbeitung und Dialogver
arbeitung. Bei der Stapelverarbeitung werden ahnlich wie bei der direkten Benutzung
einer Datenverarbeitungsanlage Datenpakete, d. h., alle Daten ftir einen Rechenlauf, von
der AuBenstation an den Zentralrechner tibergeben. Diese Datenpakete werden auf den
Stapel der bereits ftir die Verarbeitung gesammelten Datenpakete gelegt und erhalten
eine Prioritatsziffer. Nach Abarbeitung der Stapel mit h5herer Priorit at wird das einge
gegebene Datenpaket verarbeitet, und die Ergebnisse werden an die AuBenstation zurtick
gegeben.
Die Dialogverarbeitung erlaubt dagegen eine zeitlich aufeinanderfolgende Eingabe ein
zelner Daten oder Datengruppen. Die Daten werden sofort nach ihrer Erzeugung einge
geben und verarbeitet. Die Rechenanlage gibt das Ergebnis zurtick, welches sofort ausge
wertet wird. Erst danach werden, meist beeinfluBt yom zuletzt erhaltenen Ergebnis, neue
Daten eingegeben. Dadurch wird ein dauernder Dialog zwischen dem Benutzer und der
Datenverarbeitungsanlage erreicht.
3.1.2 Atifbau cines Datenfernverarbeitungssystems
Ein Datenfernverarbeitungssystem besteht aus drei Gruppen von Geraten:
1. den Datenstationen zur Eingabe und Ausgabe der Daten,
2. den Obertragungsmitteln und
3. der zentralen Datenverarbeitungsanlage.
3.1.2.1 Datenstation
Datenstationen lassen sich einteilen nach den ftir die Ein-und Ausgabe gewtinschten Daten
tragern und den Ein-und Ausgabegeschwindigkeiten.
Vor allem bei der Dialogverarbeitung haufig verwendete Datenstationen sind Fern
schreibgerate; die Dateneingabe erfolgt tiber eine Tastatur oder Lochstreifen, die Ausgabe
durch ein Druckwerk oder ebenfalls auf Lochstreifen. Die maximale EinlA usgabege
schwindigkeit dieser Gerate betragt etwa 5-10 Zeichen/Sekunde. Sie eignen sich daher
nur ftir wenig datenintensive Probleme.
Der Stapelbetrieb ist in der Regel bei groBen ein- und auszugebenden Datenmengen vor
teilhaft. Er verlangt einen anderen Aufbau der Datenstation als bei Dialogverarbeitung.
Es muB dabei immer ein Datentrager vorhanden sein, auf dem die Daten vor der Eingabe
und nach der Ausgabe gesammelt werden. Als Datentrager werden Lochstreifen, Loch
karten, Magnetbander oder Druckerformulare verwendet. Eine derartige Datenstation
erlaubt eine wesentlich h5here EinlA usgabegeschwindigkeit als ein Fernschreiber. Die
Ein- und Ausgabe der Daten kann ebenso schnell erfolgen wie bei der direkten Benutzung
einer Datenverarbeitungsanlage in einem Rechenzentrum. Sie wird meist nur begrenzt
durch die Geschwindigkeit der Datentibertragung.
3.1.2.2 Obertragungsleitungen
Zur Obertragung tiber eine Fernmeldeleitung werden alle Zeichen nach einem bestimmten
Code in einzelne Elementarinformationen, sogenannte Bits, zerlegt. Jedes Bit kann zwei
Zustande annehmen, die meistens in der Binardarstellung durch die Ziffern 0 und 1 darge
stellt werden. Jedes Zeichen wird in dieser Weise binar codiert tiber die Obertragungs
leitung gesendet. Man unterscheidet zwischen Paralleltibertragung und Serientibertragung.
Bei der Paralleltibertragung werden alle Bits eines Zeichens gleichzeitig tiber mehrere
Kanale tibertragen.
Bei der Serientibertragung werden die Elementarinformationen nacheinander tiber einen
Kanal gesendet. Die Serientibertragung erfolgt im Asynchron- oder Synchronverfahren.
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Die asynchrone Obertragung wird bei langsamen und mittleren Obertragungsgeschwin
digkeiten angewendet. Die Synchronisierung zwischen dem Sen de-und Empfangsrhythmus
erfolgt fUr jedes Zeichen getrennt. Jedes Zeichen wird durch einen Startimpuls
angekUndigt und durch einen Stopimpuls beendet. Zwischen den einzelnen Zeichen konnen
beliebig lange Pausen sein. Da die Zeichenfolgefrequenz und damit die Obertragungsge
schwindigkeit durch den Rhythmus der Dateneingabe bestimmt wird, wird die asynchrone
Obertragung haufig bei der Dialogverarbeitung angewendet.
Die schnelle Obertragung gro~er Datenmengen, die meist notwendig ist fUr die Stapel
verarbeitung, wird in der Regel mittels des Synchronverfahrens durchgefUhrt. Bei dies em
Verfahren werden Sender und Empfanger zu Beginn der NachrichtenUbertragung mittels
Synchronisationszeichen aufeinander abgestimmt. Danach erfolgt ohne Pausen die Ober
tragung der Datenzeichen mit konstanter Zeichenfolgefrequenz. Da diese Obertragung in
DatenblOcken erfolgt, mUss en die Daten vor und nach der Obertragung gepuffert und zu
Datenblocken zusammengestellt werden. FUr die SerienUbertragung sind Obertragungs
geschwindigkeiten von 50-4800 Bd (Bit/Sekunde) international festgelegt worden.
Bei der Betriebsweise der Leitungen, die fUr die DatenUbertragung verwendet werden,
mUssen grundsatzlich 3 Verfahren unterschieden werden (Abb. 6):
1. Simplexbetrieb,
2. Halbduplexbetrieb und
3. Duplexbetrieb.
Der Simplexbetrieb erlaubt lediglich eine Obertragung in einer Richtung und ist daher nur
fUr Datensammelsysteme anwendbar. Der Halbduplexbetrieb ermoglicht eine Obertra
gung in beiden Richtungen, wobei jeweils an beiden Stationen eine Umschaltung erfolgen
mu~. Bei Duplexbetrieb kann die Obertragung gleichzeitig in beiden Richtungen erfolgen,
allerdings sind dabei zwei Leitungen erforderlich. Halbduplex- und Vollduplexbetrieb
ermoglichen beide einen Dialogverkehr. Die hochste Obertragungsrate kann beim Duplex
betrieb erreicht werden.
Als Obertragungsleitungen stehen Telegraphen-, Fernsprech- oder Breitbandleitungen zur
VerfUgung, die zwischen Sender und Empfanger festgeschaltet sind oder Uber Wahlnetze
geschaltet werden. Bei Obertragungen nach Obersee, oder z. B. von der Bundesrepublik
nach Berlin, benutzt man au~erdem Funkverbindungen.
Bei der Obertragung der Informationen konnen Fehler durch Storungen oder Unter
brechungen auftreten, deren Haufigkeit bei den verschiedenen Obertragungswegen sehr
unterschiedlich ist. Durch PrUfmechanismen konnen Obertragungsfehler zu einem gro~en
Teil automatism behoben werden. Dadurch bedingt liegt die tatsachliche Obertragungsge
smwindigkeit je nam der Fehlerhaufigkeit bei etwa 50-80 Ufo der theoretischen Ober
tragungsgesmwindigkeit einer Leitung.
3.1.3 Kosten eines Datenfernverarbeitungssystems
Die Kosten fUr die Benutzung eines Datenfernverarbeitungssystems unterteilen sich in:
- Kosten fUr die Datenstation,
- Kosten fUr die DatenUbertragung,
- Rechnerkosten fUr die zentrale Datenverarbeitungsanlage.
Die Kosten fUr Datenstationen schwanken sehr mit den Anforderungen, die an diese
Gerate gestellt werden. Zum Beispiel sind die monatlichen Mietkosten fUr Fernschreib
gerate etwa 250 DM, fUr Datenstationen mit Lochkartenleser und Schnelldrucker etwa
5000 bis 12000 DM und fUr Satellitenrechner 15 000 bis 25000 DM.
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