DE102010048810A1

DE102010048810A1 - System zur Bedienung mehrerer Plasma- und/oder Induktionserwärmungsprozesse

Info

Publication number: DE102010048810A1
Application number: DE102010048810A
Authority: DE
Inventors: Thomas Pohl; Dr. Heller Ulrich
Original assignee: Huettinger Elektronik GmbH and Co KG
Current assignee: Trumpf Huettinger GmbH and Co KG
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2012-04-26
Also published as: US8993943B2; US20120097666A1; KR20120041129A

Abstract

Ein System (1, 100, 200) zur Steuerung mehrerer Plasma- und/oder Induktionserwärmungsprozesse (10–15), umfasst a. eine Bedieneinheit (2, 112, 232), b. zumindest zwei Leistungsgeneratoren (3–8, 111, 231), jeweils zur Leistungsversorgung eines Plasmaprozesses (10, 12, 14) oder eines Induktionserwärmungsprozesses (11, 13); c. ein Netzwerk (16), über das die Bedieneinheit (2, 112, 232) mit den Leistungsgeneratoren (3–8, 111, 231) signaltechnisch verbunden ist. d. wobei die Bedieneinheit aufweist: i) eine Anzeigeeinrichtung (117, 237), auf der eine grafische Benutzeroberfläche (70) anzeigbar ist, aufweisend einen statischen Bereich (77) und einen dynamischen Bereich (74), ii) Auswahlmittel zur Auswahl der im dynamischen Bereich (74) angezeigten Informationen.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Bedienung mehrerer Plasma- und/oder Induktionserwärmungsprozesse.
Plasma- und/oder Induktionserwärmungsprozesse werden durch einen Leistungsgenerator mit Leistung versorgt. Bekannterweise weist jeder Leistungsgenerator eine eigene Bedieneinheit, insbesondere ein integriertes Panel, auf, damit der Leistungsgenerator bedient werden kann und der damit versorgte Prozess gesteuert und beeinflusst werden kann. Dies erfordert jedoch, dass ein Bediener vor Ort bei dem jeweiligen Leistungsgenerator sein muss, um Eingriffe in den Leistungsgenerator und/oder den Prozess vornehmen zu können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit zu schaffen, die Bedienung mehrerer Prozesse und/oder diese mit Leistung versorgende Leistungsgeneratoren zu vereinfachen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein System zur Steuerung mehrerer Plasma- und/oder Induktionsheizprozesse, mit

a) einer Bedieneinheit,
b) zumindest zwei Leistungsgeneratoren, jeweils zur Leistungsversorgung eines Plasmaprozesses oder eines Induktionserwärmungsprozesses;
c) einem Netzwerk, über das die Bedieneinheit mit den Leistungsgeneratoren datentechnisch verbunden ist wobei die Bedieneinheit aufweist:
i) eine Anzeigeeinrichtung, auf der eine grafische Benutzeroberfläche anzeigbar ist, aufweisend einen statischen und einen dynamischen Bereich,
ii) Auswahlmittel zur Auswahl der im dynamischen Bereich angezeigten Informationen.

Ein solches System hat den Vorteil, dass mehrere Plasmaprozesse und/oder Induktionserwärmungsprozesse von einer zentralen Stelle, nämlich einer zentralen Bedieneinheit aus, gesteuert werden können. Dadurch, dass die Bedieneinheit über ein Netzwerk mit den Leistungsgeneratoren verbunden ist, kann die Bedieneinheit auch entfernt von den Leistungsgeneratoren angeordnet sein. Über das Netzwerk kann ein Datenaustausch zwischen den Leistungsgeneratoren und der Bedieneinheit erfolgen und die Bedieneinheit kann Steuerbefehle an die Leistungsgeneratoren senden. Durch die Aufteilung einer grafischen Benutzeroberfläche einer Bedieneinheit in einen statischen und in einen dynamischen Bereich, verbunden mit der Netzwerkanbindung der Bedieneinheit mit den Leistungsgeneratoren, kann ein unerwarteter Vorteil für den Anwender erzielt werden. Der dynamische Bereich kann so ausgelegt sein, dass in ihm Einstellung und/oder Überwachung für einzelne verbundene Leistungsgeneratoren aber auch Einstellung und/oder Überwachung für mehrere verbundene Leistungsgeneratoren gleichzeitig dargestellt werden können. Die Auswahl, ob Informationen (Werte) nur eines oder mehrerer Leistungsgeneratoren gleichzeitig im dynamischen Bereich angezeigt werden, kann über Auswahlmittel, z. B. entsprechende Tab-Reiter im dynamischen Bereich oder Steuerelemente im statischen Bereich, erfolgen. Prinzipiell kann so der Anwender immer die Einstellung auswählen, in der er die ihn interessierenden Leistungsgeneratoren überwachen bzw. einstellen kann. In den komplexen industriellen Vorgängen ist es aber für den Anwender nützlich, einzelne Leistungsgeneratoren zu überwachen oder bei Änderungen der Einstellung bestimmter Parameter die Auswirkungen auf andere ermittelte Werte direkt zu beobachten. Dabei kann es auch zu Auswirkungen bei einem ersten Leistungsgenerator kommen, wenn bei einem zweiten Leistungsgenerator ein Einstellwert geändert wird. Insbesondere kann es zu Zuständen kommen, die bei den Leistungsgeneratoren oder von diesen versorgten Prozessen Warn- und/oder Fehlermeldungen verursachen. Diese zu Erkennen, ist für den Anwender von großer Bedeutung. Wenn solche Warn- oder Fehlermeldungen in einem statischen Bereich angezeigt werden, der vom dynamischen Bereich getrennt ist, so können ermittelte Werte und Einstellwerte im dynamischen Bereich weiter beobachtet bzw. geändert werden (gleichzeitig für mehrere Leistungsgeneratoren oder Systemkomponenten oder auch nur für einzelne Leistungsgeneratoren oder Systemkomponenten), während die Fehler- und/oder Warnmeldungen im statischen Bereich beobachtet werden können. Dabei kann ein Anzeigebereich im statischen Bereich zur Anzeige von Warn- oder Fehlermeldungen von allen verbundenen Leistungsgeneratoren und Systemkomponenten vorgesehen sein.
Es können zumindest zwei Leistungsgeneratoren eines unterschiedlichen Typs vorgesehen sein. Somit ist es möglich, mit derselben Bedieneinheit unterschiedliche Leistungsgeneratorentypen anzusteuern und zu beeinflussen. Bei den Leistungsgeneratoren unterschiedlichen Typs kann es sich um Leistungsgeneratoren unterschiedlicher Leistungsklassen handeln. Auch können sich die Leistungsgeneratorentypen im Frequenzbereich des Ausgangssignals unterscheiden. Es können Wechselstrom- und Gleichstromleistungsgeneratoren vorgesehen sein. Außerdem können Generatoren vorgesehen sein, die explizit für Plasmaanwendungen ausgebildet und angepasst sind und Leistungsgeneratoren, die für Induktionserwärmungsanwendungen ausgebildet und angepasst sind. Es können zumindest zwei Leistungsgeneratoren gleichzeitig durch die Bedieneinheit ansteuerbar sein. Das System kann alle am Netzwerk angeschlossenen Leistungsgeneratoren automatisch erkennen. Alternativ kann in der Bedieneinheit eine Einstellung vorgenommen werden, so dass nur manuell ausgewählte Leistungsgeneratoren angesteuert werden können.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Leistungsgeneratoren keine eigene Bedieneinheit aufweisen. Wenn die Leistungsgeneratoren durch eine einzige, zentrale Bedieneinheit angesteuert werden, ist es nicht notwendig, dass die Leistungsgeneratoren eine eigene Bedieneinheit aufweisen. Dadurch können Herstellungs- und Entwicklungskosten gespart werden. Es ist jedoch denkbar, dass die Leistungsgeneratoren dennoch eine eigene Bedieneinheit, z. B. ein Standardpanel, aufweisen, so dass auch vor Ort in die Leistungsgeneratoren eingegriffen werden kann. Die Bedienung über die zentrale Bedieneinheit kann unabhängig von der Bedienung mit einer lokalen, unmittelbar am Leistungsgenerator angeordneten Bedieneinheit sein.
Die Bedieneinheit kann Eingabemittel zur Manipulation der grafischen Benutzeroberfläche umfassen. Über die grafische Benutzeroberfläche können mittels der Eingabemittel Daten in die Bedieneinheit eingegeben werden oder Parameter, insbesondere Betriebsparameter für den jeweiligen angesteuerten Leistungsgenerator verändert werden. Als Eingabemittel kommt beispielsweise ein Touchpad, eine Maus, eine Tastatur, ein MMI (Mensch Maschinen Interface) oder dergleichen in Frage. Die Vorteile einer zentralen Bedieneinheit werden hier besonders deutlich, da ein Benutzer sich nur mit einer einzigen grafischen Benutzeroberfläche auseinandersetzen muss und sich nicht für jeden einzelnen angesteuerten Leistungsgenerator mit einer eigenen grafischen Benutzeroberfläche auseinandersetzen muss. Die Bedienung eines Systems mit mehreren Leistungsgeneratoren wird dadurch erheblich vereinfacht.
An die Bedieneinheit können über das Netzwerk weitere steuerbare Systemkomponenten angeschlossen werden. Somit können auch neben den Leistungsgeneratoren weitere steuerbare Systemkomponenten durch die eine zentrale Bedieneinheit angesteuert und beeinflusst werden. Als weitere steuerbare Systemkomponenten kommen beispielsweise Impedanzanpassungseinrichtungen, Maschinen, Plasmakammern etc. in Frage.
Die von der Bedieneinheit angesteuerten Leistungsgeneratoren oder von diesem versorgte Prozesse betreffende Warnmeldungen und/oder Zustände können auf der Anzeigeeinrichtung anzeigbar sein. Wenn Warnmeldungen angezeigt werden, kann über die Bedieneinheit unmittelbar darauf reagiert werden und der Leistungsgenerator in einen sicheren Zustand überführt werden oder andere Maßnahmen getroffen werden, um den von dem entsprechenden Leistungsgenerator mit Leistung versorgten Prozess in einen zulässigen Bereich zurückzuführen. Auch ist es vorteilhaft, wenn Zustände der Prozesse oder Leistungsgeneratoren angezeigt werden. Somit können die Prozesse besonders gut und zeitnah überwacht werden.
Den Leistungsgeneratoren kann jeweils eine Kennung zugeordnet sein. Auf der Bedieneinheit kann eine Bedienapplikation implementiert sein, die die Kennung von daran angeschlossenen Leistungsgeneratoren einliest und anhand von für den Leistungsgenerator hinterlegten generatorspezifischen Konfigurationsdaten und der Kennung die grafische Benutzeroberfläche auf der Anzeigeeinrichtung aufbaut. Auch den steuerbaren Systemkomponenten kann jeweils eine Kennung zugeordnet sein und es können komponentenspezifische Konfigurationsdaten hinterlegt sein.
Somit können mit nur einer Bedieneinheit unterschiedliche steuerbare Leistungsgeneratoren und Systemkomponenten bedient werden. Erkennt die Bedienapplikation aufgrund der dem Leistungsgenerator zugeordneten Kennung, welcher Generator oder Komponente bedient werden soll, so können anhand der Kennung die richtigen Konfigurationsdaten für diesen speziellen Generator bzw. Komponente verwendet werden, um die grafische Benutzeroberfläche aufzubauen. Die grafische Benutzeroberfläche ist dabei für alle Leistungsgeneratoren im Wesentlichen gleich. Es erfolgen nur geringfügige Anpassungen auf den jeweiligen Generator. Beispielsweise kann bei einem 1-kW-Generator die maximal einstellbare Leistung 1 kW betragen, während bei einem anderen Generatortyp, beispielsweise einem 3-kW-Generator entsprechend eine maximale Leistung von 3 kW eingestellt werden kann. Leistungsgeneratoren unterschiedlichen Typs können beispielsweise Generatoren sein, die in unterschiedlichen Frequenzbereichen arbeiten, unterschiedliche Nennausgangsleistungen haben, für die Plasmaanwendung Verwendung finden, für eine Induktionserwärmungsanwendung Verwendung finden, es kann sich um Wechselstromgeneratoren oder um Gleichstromgeneratoren handeln.
Diese Aufzählung unterschiedlicher Typen von Leistungsgeneratoren ist nicht abschließend zu verstehen.
Die Benutzeroberfläche weist einen statischen Bereich auf. Dieser kann an einer oder mehreren Randbereichen der Bedienoberfläche auf einer Anzeigeeinrichtung, z. B. einem Bildschirm, angeordnet sein. Er kann für alle Leistungsgeneratortypen und Systemkomponententypen immer an der gleichen Stelle der Benutzeroberfläche angeordnet sein und immer die im Verhältnis zur Anzeigeeinrichtung gleichen Abmessungen aufweisen, d. h. der statische Bereich kann prozentual immer dieselbe Fläche der Benutzeroberfläche einnehmen. Der statische Bereich kann übergeordnete Informationen und Steuerungselemente darstellen, die für alle Leistungsgeneratoren oder Systemkomponenten gleich vorhanden sind. übergeordnete Steuerungselemente können sein: Ein/Aus Schalter, Betriebszustandswahl (Steuer-/Regelbetrieb, Diagnosebetrieb, Softwareupdate), Sprachauswahl. übergeordnete Informationen können sein: Typbezeichnung, Kennung des Leistungsgenerators, Warnungen, Fehlerzustände, Betriebszustandsanzeige, Kühlwassertemperatur, Verbindungsstatus.
Die Benutzeroberfläche weist einen dynamischen Bereich auf. Dieser kann an einer oder mehreren Randbereichen der Bedienoberfläche auf einer Anzeigeeinrichtung, z. B. einem Bildschirm, angeordnet sein. Er kann für alle Leistungsgeneratortypen und Systemkomponententypen an der gleichen Stelle angeordnet sein und immer die im Verhältnis zur Anzeigeeinrichtung gleichen Abmessungen aufweisen, d. h. der dynamische Bereich kann prozentual immer dieselbe Fläche der Benutzeroberfläche einnehmen. In dem dem dynamischen Bereich zugeordneten Abschnitt der grafischen Benutzeroberfläche können Informationen nur einen Leistungsgenerator betreffend angezeigt werden und die Informationen bezüglich anderer Leistungsgeneratoren können ausgeblendet sein, wobei Tab-Reiter vorgesehen sein können, über die der Leistungsgenerator auswählbar ist, zu dem Informationen angezeigt werden sollen. Der dynamische Bereich kann ein vorgegebenes Raster aufweisen, in dem Werte angezeigt und eingestellt werden können. Der dynamische Bereich kann je nach Kennung des Leistungsgenerators eine unterschiedliche Anzahl von angezeigten Werten und einzustellenden Werten aufweisen. Ansichten in Form von Tab-Reitern können im dynamischen Bereich auch für unterschiedliche Themen wie z. B. Ausgangsgrößen, Arcerkennung, etc. eines Leistungsgenerators vorgesehen sein.
Vergleichbare Werte (z. B. Strom, Spannung, Frequenz, Leistung, etc.) können bei unterschiedlichen Leistungsgeneratortypen an der gleichen Stelle dargestellt oder zur Einstellung bereitgestellt werden.
Im statischen Bereich der Bedienoberflächen können Steuerungselemente zum Wechsel zwischen unterschiedlichen Ansichten oder Informationsgehalten im dynamischen Bereich vorgesehen sein. Die unterschiedlichen Ansichten oder Informationsgehalte können sein: Diagnose, Überwachung, Steuerung, Konfiguration, Softwareupdate. Die vorgesehenen wählbaren Ansichten oder Informationsgehalte können für alle Leistungsgeneratortypen gleich sein.
Auf der grafischen Benutzeroberfläche kann die Anzahl von Bereichen auf maximal zwei, nämlich einen statischen und einen dynamischen Bereich, beschränkt werden, die beide für den Anwender stets sichtbar sind. Das verbessert die Übersichtlichkeit und damit die Bedienerfreundlichkeit.
Die geringfügigen Abweichungen können mit dem Generatortyp zusammenhängen, sie können jedoch auch von der Art der Bedieneinheit abhängen, Beispielsweise können geringfügige Unterschiede notwendig sein, wenn als Bedieneinheit eine Touchscreen, anstatt einer Maus oder Tastatur als Eingabemittel der Bedieneinheit verwendet wird.
Unabhängig von der Anzahl und Typ der angeschlossenen Leistungsgeneratoren und Systemkomponenten kann dem dynamischen Bereich immer derselbe Flächenanteil der Benutzeroberfläche und kann dem statischen Bereich immer derselbe Flächenanteil auf der Benutzeroberfläche zugeordnet sein. Darüber hinaus kann für die genannten Bereiche immer dieselbe Form und Anordnung auf der grafischen Benutzeroberfläche bzw. der Anzeigeeinrichtung vorgesehen sein.
Die Konfigurationsdaten eines Leistungsgenerators können im Leistungsgenerator selbst oder der Bedieneinheit gespeichert sein. Die Konfigurationsdaten können im Generator abgelegt sein und nach der Verbindung mit einer Bedieneinheit von dieser ausgelesen werden. Dies hat den Vorteil, dass auch neueste Leistungsgeneratoren, die einer älteren Bedieneinheit noch nicht bekannt sind, angesteuert werden können. Alternativ dazu können die Konfigurationsdaten unmittelbar in der Bedieneinheit abgelegt sein. Dies hat den Vorteil, dass auch Leistungsgeneratoren, die noch keine Möglichkeit haben, Konfigurationsdaten selbst zu speichern, durch die Bedieneinheit angesteuert werden können. Die Konfigurationsdaten können in mehreren Konfigurationsdateien abgelegt sein. Es ist jedoch auch möglich, sämtliche Konfigurationsdaten sämtlicher Leistungsgeneratoren in einer einzigen Konfigurationsdatei abzulegen. In der Konfigurationsdatei können die Daten, die zu einem Leistungsgeneratortyp gehören, gekapselt abgelegt sein. Aufgrund der Kennung weist die Bedieneinheit bzw. die Bedienapplikation, auf welche Daten der Konfigurationsdatei zugegriffen werden muss, um einen ausgewählten Leistungsgenerator bedienen zu können.
Dabei können die Konfigurationsdaten generatorspezifische Parameterdaten und/oder Visualisierungsdaten umfassen. Die Parameterdaten können alle für den entsprechenden Leistungsgenerator bekannten Parameter oder eine Untermenge davon beschreiben. Visualisierungsdaten können alle zu visualisierenden Parameter und die Art und Weise, wie sie auf der grafischen Benutzeroberfläche dargestellt werden sollen, beschreiben. Es kann auch nur eine Untermenge von Visualisierungsdaten beschrieben werden, wenn es statische Parameter gibt, die für jeden Leistungsgenerator einheitlich sind und auch einheitlich dargestellt werden sollen, wie zum Beispiel Strom, Spannung und Leistung. Sämtliche Daten bzw. Datendateien können in XML oder einem anderen Beschreibungsformat vorliegen. Die Extensible Markup Language (engl. für „erweiterbare Auszeichnungssprache”), abgekürzt XML, ist eine Auszeichnungssprache zur Darstellung hierarchisch strukturierter Daten in Form von Textdaten.
In der Bedieneinheit können Sprachdaten gespeichert sein, die von der Bedienapplikation verarbeitbar sind. Die Sprachdaten können für unterschiedliche Sprachen in unterschiedlichen Dateien abgelegt sein. Beispielsweise kann für jede Sprache eine Datei vorgesehen sein. Es können jedoch auch mehrere Sprachen in einer Datei gruppiert und zusammengefasst werden.
Um mit einer Bedieneinheit sämtliche Leistungsgeneratoren bedienen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die grafische Benutzeroberfläche dynamisch aufgebaut wird. Dadurch können auch neuere Leistungsgeneratoren mit einer älteren Bedieneinheit bedient werden, da die notwendigen Informationen (Konfigurationsdaten) auf dem jeweiligen Leistungsgenerator abgelegt sein können und die grafische Benutzeroberfläche anhand dieser Daten generiert werden kann.
In der Bedieneinheit können Masken abgespeichert sein, die in der Bedienapplikation generiert wurden. Diese Masken (Templates) können definiert werden, um eine spezifischere grafische Benutzeroberfläche zur Visualisierung von Daten oder Parametern zu ermöglichen. In der Visualisierungsdatei können dann den Masken Parameter zugewiesen werden.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn mehrere Bedieneinheiten vorgesehen sind, die im Wesentlichen die gleiche grafische Benutzeroberfläche aufweisen. Dadurch wird die intuitive Bedienbarkeit der Leistungsgeneratoren erleichtert. Als Bedieneinheiten kommen beispielsweise PC, Notebooks, ein vom Leistungsgenerator abgesetztes Panel oder ein integriertes Panel in Frage. Diese Aufzählung ist nicht abschließend zu verstehen. Andere Ausführungsformen, wie beispielsweise ein Touchpad oder ein Mensch-Maschinen-Interface (MMI), können ebenfalls vorgesehen sein.
Zusätzlich zu den Leistungsgeneratoren können durch die Bedieneinheit ansteuerbare, jeweils eine Kennung aufweisende Systemkomponenten vorgesehen sein. Somit ist es auch möglich, weitere Systemkomponenten mit der gleichen Bedieneinheit wie die Leistungsgeneratoren zu bedienen. Als Systemkomponenten kommen beispielsweise Impedanzanpassungseinheiten, eine Plasmakammer, weitere Maschinenteile, etc. in Frage.
In den Rahmen der Erfindung fällt außerdem ein Verfahren zur Steuerung mehrerer Leistungsgeneratoren, die jeweils einen Plasmaprozess oder Induktionserwärmungsprozess mit Leistung versorgen, wobei eine Bedieneinheit über ein Netzwerk mit den Leistungsgeneratoren verbunden wird und die Leistungsgeneratoren ansteuert, und wobei eine grafische Benutzeroberfläche mit einem statischen Bereich und einem dynamischen Bereich auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigt werden. Bei dem Netzwerk kann es sich beispielsweise um ein Ethernet-Netzwerk handeln. Jeder der Leistungsgeneratoren kann einen oder mehrere Prozesse steuern, die unabhängig voneinander agieren. Damit ist es möglich, völlig unterschiedliche und getrennte Prozesse mit einer Bedieneinheit zu steuern. Die Bedieneinheit ist vorteilhafterweise so allgemein ausgelegt, dass sie jeden Generator eines bestimmten Herstellers bedienen und ansteuern kann. Dies bedeutet, dass die Bedieneinheit sowohl in allen Frequenzbereichen, beispielsweise DC, Mittelfrequenz (MF) und Hochfrequenz (HF) als auch allen Anwendungsbereichen (Plasma, inklusive Laser, Induktion) Anwendung findet. Durch diese Flexibilität können mit der gleichen Bedieneinheit gleichzeitig Plasma- und Induktionserwärmungsprozesse gesteuert und kontrolliert werden.
Steuerbefehle und/oder Parameter für die Leistungsgeneratoren können über Eingabemittel der Bedieneinheit eingegeben oder verändert werden. Diese Steuerbefehle und/oder Parameter können für jeden Leistungsgenerator mit denselben Eingabemittel an einer einzigen Bedieneinheit eingegeben werden. Dabei kann die Bedieneinheit dezentral angeordnet sein, muss sich also nicht in unmittelbarer Nähe der Leistungsgeneratoren befinden.
Wie bereits erwähnt, ist es vorteilhaft, dass die Leistungsgeneratoren voneinander unabhängige Prozesse mit Leistung versorgen. Diese Leistungsgeneratoren, die voneinander unabhängige Prozesse mit Leistung versorgen, können durch eine gemeinsame Bedieneinheit angesteuert werden. Entsprechend können die Leistungsgeneratoren oder die von diesen versorgte Prozesse betreffende Warnmeldungen oder Zustände auf einer Anzeigeeinrichtung der Bedieneinheit angezeigt werden. Sämtliche Warnmeldungen, betreffend alle Leistungsgeneratoren und Prozesse, die durch die Bedieneinheit angesteuert werden, können somit auf derselben Anzeigeeinrichtung angezeigt werden. Somit ist sichergestellt, dass Warnmeldungen zeitnah von einem Anwender registriert werden. Dies wäre nicht der Fall, wenn Warnmeldungen an entfernt voneinander gelegenen Leistungsgeneratoren lokal bei den Leistungsgeneratoren angezeigt würden.
Weiterhin kann für jeden Generator eine Übersichtsseite oder eine Übersichtsseite für alle Generatoren implementiert sein, die auf der Anzeigeeinrichtung anzeigbar ist. Wenn für jeden Generator eine Übersichtsseite implementiert wird, besteht die Möglichkeit, zwischen den Seiten umzuschalten und sich nacheinander die Informationen bezüglich der einzelnen Generatoren anzeigen zu lassen. Wenn eine gemeinsame Übersichtsseite implementiert ist, können Informationen bezüglich aller Leistungsgeneratoren und gegebenenfalls weiterer Systemkomponenten gleichzeitig angezeigt werden.
Weiterhin können Informationen betreffend mehrere Leistungsgeneratoren auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt werden. Es ist auch denkbar, dass nur besonders relevante Informationen bezüglich der Leistungsgeneratoren gleichzeitig angezeigt werden und dass weitere Seiten bestehen, die zusätzliche Informationen enthalten und wahlweise von einem Benutzer aufgerufen werden können.
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Bedieneinheit zwischen den Leistungsgeneratoren umschaltet – automatisch oder durch einen Benutzer gesteuert – und nur Informationen betreffend einen ausgewählten Leistungsgenerator anzeigt.
Die Ansteuerung zumindest eines Leistungsgenerators mittels einer Bedieneinheit kann folgendermaßen erfolgen:

a) Einlesen einer Kennung zumindest eines Leistungsgenerators;
b) Auswahl und/oder Einlesen von generatorspezifischen Konfigurationsdaten in Abhängigkeit der eingelesenen Kennungen;
c) Aufbau einer grafischen Benutzeroberfläche auf einer Anzeigeeinrichtung der Bedieneinheit in Abhängigkeit der Konfigurationsdaten mittels einer Bedienapplikation, die auf der Bedieneinheit installiert ist.

Dabei kann zunächst eine Kennung eines Leistungsgenerators eingelesen werden. Anhand der Kennung können dann generatorspezifische Konfigurationsdaten eingelesen werden. Alternativ ist es denkbar, zunächst Konfigurationsdaten (für mehrere unterschiedliche Generatortypen) zu laden, anschließend eine Kennung einzulesen und dann anhand der Kennung die relevanten Konfigurationsdaten für den zu bedienenden Leistungsgenerator auszuwählen. Die Bedienapplikation kann nach der Verbindung der Bedieneinheit mit dem Generator anhand von Konfigurationsdaten, insbesondere von Parameter- und/oder Visualisierungsdaten, eine grafische Benutzeroberfläche aufbauen. Anschließend können Sprachdaten herangezogen werden, um die Sprachinformationen zur Verfügung zu stellen.
Die Konfigurationsdaten können generatorspezifische Parameterdaten und/oder Visualisierungsdaten umfassen. Die Parameterdaten umfassen alle oder zumindest einen Teil der für den jeweiligen Leistungsgenerator bekannten Parameter. Die Visualisierungsdaten geben den Aufbau der grafischen Benutzeroberfläche vor. Die anzuzeigenden Parameter werden verschiedenen Anzeigeelementen zugeordnet, aus denen die Bedienapplikation in der Bedieneinheit die grafische Benutzeroberfläche zusammensetzt. Die Bedieneinheit kann statische und dynamische Inhalte darstellen. So kann zum Beispiel ein Meldungsbereich statisch sein, da er für jeden Leistungsgenerator vorhanden ist. Betriebsinformationen können dagegen dynamisch sein, da sie generatorspezifisch aus den Visualisierungsdaten und den Parameterdaten generiert werden.
Gemäß einer Verfahrensvariante können Sprachdaten gelesen werden und in Abhängigkeit der Sprachdaten können Informationen auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt werden. Somit kann eine Anpassung auf den jeweiligen Anwender und dessen Sprachkenntnisse erfolgen.
Wie oben bereits erwähnt, ist es besonders vorteilhaft, wenn die grafische Benutzeroberfläche dynamisch aufgebaut wird.
In der Bedienapplikation können Masken (Templates) definiert werden, die eine Anpassung der grafischen Benutzeroberfläche ermöglichen. Dabei können den Masken Visualisierungsdaten zugewiesen werden.
Für identische Konfigurationsdaten können in unterschiedlichen Bedieneinheiten im Wesentlichen gleiche grafische Benutzeroberflächen erzeugt und angezeigt werden. Somit können Leistungsgeneratoren durch unterschiedliche Bedieneinheiten, beispielsweise Bedieneinheiten umfassend eine Anzeige, eine Maus und eine Tastatur oder Bedieneinheiten umfassend eine Anzeige mit einem Touchpad im Wesentlichen die gleiche grafische Benutzeroberfläche aufweisen, so dass ein Benutzer unabhängig von der verwendeten Bedieneinheit die Leistungsgeneratoren bedienen kann, wenn er sich nur einmal mit einer Bedieneinheit vertraut gemacht hat.
Weiterhin können die Kennung und die Konfigurationsdaten einer steuerbaren Systemkomponente eingelesen werden und beim Aufbau der grafischen Benutzeroberfläche berücksichtigt werden. Die Bedieneinheiten können daher auch zur Bedienung und Steuerung anderer Komponenten des Leistungsversorgungssystems, wie beispielsweise einer Impedanzanpassungseinheit, eingesetzt werden. Für diese Systemkomponenten sind keine separaten Bedieneinheiten notwendig. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass eine einzige Bedieneinheit verwendet werden kann, um mehrere Generatoren und weitere Systemkomponenten gleichzeitig zu bedienen.
Die Konfigurationsdaten eines Leistungsgenerators können im Leistungsgenerator oder der Bedieneinheit gespeichert sein, einen Zeitstempel oder eine Priorisierungskennzahl aufweisen, und die Bedienapplikation kann anhand des Zeitstempels oder der Priorisierungskennzahl entscheiden, ob die im Leistungsgenerator oder der Bedieneinheit gespeicherte Konfigurationsdaten zum Aufbau der grafischen Benutzeroberfläche auf der Anzeigeeinrichtung verwendet werden. Auf diese Art und Weise kann sichergestellt werden, dass immer die aktuellsten Konfigurationsdaten beim Aufbau der grafischen Benutzeroberfläche verwendet werden.
Jedem Leistungsgenerator und auch jeder steuerbaren Systemkomponente kann ein Softwarestand und/oder ein Integrationsstand zugeordnet werden, der durch die Bedienapplikation abgefragt wird, wobei der Softwarestand bzw. Integrationsstand beim Aufbau der grafischen Benutzeroberfläche berücksichtigt wird. Ein Leistungsgeneratortyp kann sich durch unterschiedliche Softwarestände unterscheiden. Zusätzlich zu unterschiedlichen Softwareständen können sich auch Stände in programmierbarer Logik (CPLD, FPGA) ändern. Weiterhin können sich im Gerät gespeicherte Parameter ändern. Diese Änderungen im Gerät können zu einer Vielzahl von Integrationsständen (Integrationslevel) in ein und demselben Gerätetyp führen. Jeder Generator besitzt deswegen vorzugsweise einen Integrationsstand, welcher den Systemzustand beschreibt. Dies kann eine fortlaufende Nummerierung sein, die bei Eins beginnt (Null kann undefinierter Zustand bedeuten) und bei jeder Softwareänderung einer beliebigen Komponente im System hochgezählt werden. Die Bedienapplikation kann neben der Kennung des Leistungsgenerators auch noch den Integrationsstand abfragen und die grafische Benutzeroberfläche auf der Anzeigeeinrichtung entsprechend des jeweiligen Integrationsstands aufbauen. Dabei kann flexibel vorgegangen werden. Wenn die Kennung der Bedienapplikation bekannt ist, der Integrationsstand jedoch nicht, kann auch ein älterer Integrationsstand zum Aufbau der grafischen Benutzeroberfläche verwendet werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend mit Bezug zu den Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Systems zur Steuerung mehrerer Plasma- und/oder Induktionserwärmungsprozesse;
2 eine schematische Darstellung einer Bedieneinheit und eines daran angeschlossenen Leistungsgenerators;
3 eine alternative Ausgestaltung einer Bedieneinheit und eines daran angeschlossenen Leistungsgenerators;
4 eine grafische Benutzeroberfläche.
Die 1 zeigt ein System 1 zur Steuerung mehrerer Plasma- und/oder Induktionsheizprozesse. An eine zentrale Bedieneinheit 2 sind mehrere Leistungsgeneratoren 3 bis 8 über ein Netzwerk 16 angeschlossen. Jeder Generator 3 bis 8 versorgt einen eigenen Prozess mit Leistung. Dabei versorgt der Generator 3 beispielsweise einen ersten Plasmaprozess 10, der Generator 4 einen ersten Induktionserwärmungsprozess 11, der Generator 5 einen zweiten Plasmaprozess 12, der Generator 6 einen Induktionserwärmungsprozess 13, der Generator 7 einen Laserprozess 14 als besondere Form eines Plasmaprozesses und der Generator 8 einen beliebigen Prozess 15.
Anhand des Systems 100 der 2 wird die Funktionsweise einer Bedieneinheit 112 und eines Leistungsgenerators 110 näher beschrieben. Im Leistungsgenerator 110 läuft eine Leistungsgeneratorapplikation 111, die durch eine Bedieneinheit 112 beeinflussbar ist. Im Leistungsgenerator 110 ist eine Kennung 113 abgelegt. Weiterhin sind Parameterdaten 114 und Visualisierungsdaten 115 abgelegt. Die Parameterdaten 114 und Visualisierungsdaten 115 stellen gemeinsam Konfigurationsdaten 116 dar. Die Visualisierungsdaten 115 und Parameterdaten 114 können auch in einer Datei zusammengefasst sein.
Die Bedieneinheit 112 umfasst eine Anzeigeeinrichtung 117 und Eingabemittel 118. Die Bedieneinheit 112 liest die Kennung 113 des Leistungsgenerators 110 ein. Weiterhin liest sie die Konfigurationsdaten 116 ein. Anhand der Kennung 113 und der Konfigurationsdaten 116 wird durch eine Bedienapplikation 119 unter Zuhilfenahme von Sprachdaten 120, die in der Bedieneinheit 112 abgelegt sind, eine grafische Benutzeroberfläche auf der Anzeigeeinrichtung 117 aufgebaut. Mittels der Eingabemittel 118 kann ein Benutzer Werte eingeben oder ändern. Dies wird durch die grafische Benutzeroberfläche unterstützt. Aufgrund dieser Eingaben kann die Bedieneinheit 112 den Leistungsgenerator 110 ansteuern. Die Bedieneinheit 112 steht datentechnisch über ein Netzwerk oder eine Datenverbindung 121 mit dem Leistungsgenerator 110 in Verbindung, was durch den Doppelpfeil angedeutet wird. Auf der Bedieneinheit 112 können Masken bzw. Templates 122 erzeugt werden, die eine spezifische benutzerdefinierte Oberfläche zur Visualisierung von generatorspezifischen Daten ermöglicht. Die Bedieneinheit 112 kann auch mit einem anderen Typ von Leistungsgenerator 110 oder einer anderen steuerbaren Systemkomponente des Leistungsgeneratorsystems 100 datentechnisch verbunden und zur Ansteuerung derselben eingesetzt werden.
In der 3 ist eine weitere Ausführungsform eines Systems 200 dargestellt. In diesem Fall weist der Leistungsgenerator 230 lediglich eine Leistungsgeneratorapplikation 231 und eine Kennung 233 auf. In der Bedieneinheit 232 sind in diesem Fall die Parameterdaten 234 und die Visualisierungsdaten 235, also die Konfigurationsdaten 236 gespeichert. Die Konfigurationsdaten 236 können auch noch die Konfigurationsdaten weiterer Leistungsgeneratoren oder steuerbarer Systemkomponenten aufweisen.
Anhand der Kennung 233, die von der Bedieneinheit 232 eingelesen wird, können die für den Leistungsgenerator 230 passenden Konfigurationsdaten ausgewählt werden. Anhand der Konfigurationsdaten 236 und der Sprachdaten 240 kann eine Bedienapplikation 239 eine grafische Benutzeroberfläche aufbauen, die auf der Anzeigeeinrichtung 237 angezeigt wird. Die grafische Benutzeroberfläche 237 kann durch einen Benutzer mithilfe der Eingabemittel 238, beispielsweise einem Touchpad, einer Maus oder einer Tastatur, beeinflusst werden. Auch in diesem Fall können Masken 242 generiert werden.
Über die Bedieneinheit 232 kann über die Datenverbindung 241 eine Ansteuerung des Leistungsgenerators 230 erfolgen.
Das System 200 weist außerdem als steuerbare Systemkomponente 260 eine Impedanzanpassungseinheit auf. Die Systemkomponente 260 weist eine Systemkomponentenapplikation 261 und eine Kennung 262 auf. Die Kennung 262 kann über die Datenverbindung 263 von der Bedieneinheit 232 eingelesen werden. Zu der Systemkomponente 260 gehörende Konfigurationsdaten 236 können anhand der Kennung bestimmt werden. Die grafische Benutzeroberfläche, die auf der Anzeigeeinrichtung 237 angezeigt wird, kann so modifiziert werden, dass auch eine Manipulation der Daten bezüglich der Systemkomponente 260 erfolgen kann. Somit kann auch die Systemkomponente 260 durch die Bedieneinheit 232 angesteuert werden. Neben der Kennung 232 kann der Leistungsgenerator 230 auch noch einen Integrationsstand 264 aufweisen, der von der Bedieneinheit 232 eingelesen werden kann. Auch die Systemkomponente 260 kann neben der Kennung 262 einen Integrationsstand 265 aufweisen. Anhand dessen können die Konfigurationsdaten 236 ausgewählt werden, die den Systemzustand des Leistungsgenerators 230 bzw. der Systemkomponente 260 am Besten widerspiegeln. Die Datenverbindungen 241 und 263 sind Bestandteil eines Netzwerks.
Die grafische Benutzeroberfläche 70 gemäß 4 weist einen statischen Bereich 77 und einen dynamischen Bereich 74 auf. Der dynamische Bereich 74 weist mehrere Tab-Reiter 76 auf, anhand derer der Anwender die gewünschte Anzeige wählen kann. Der dynamische Bereich 74 weist, falls erforderlich einen Scrollbalken 75 auf. Der statische Bereich 77 weist übergeordnete Informationen und Steuerungselemente 73 auf. Übergeordnete Informationen können zum Beispiel ein Statusmeldungsbereich 71 und ein Warn- und/oder Fehlermeldungsbereich 72 sein.

Claims

System (1, 100, 200) zur Bedienung mehrerer Plasma- und/oder Induktionserwärmungsprozesse (10–15), mit a. einer Bedieneinheit (2, 112, 232), b. zumindest zwei Leistungsgeneratoren (3–8, 111, 231), jeweils zur Leistungsversorgung eines Plasmaprozesses (10, 12, 14) oder eines Induktionserwärmungsprozesses (11, 13); c. einem Netzwerk (16), über das die Bedieneinheit (2, 112, 232) mit den Leistungsgeneratoren (3–8, 111, 231) signaltechnisch verbunden ist d. wobei die Bedieneinheit aufweist: i) eine Anzeigeeinrichtung (117, 237), auf der eine grafische Benutzeroberfläche (70) anzeigbar ist, aufweisend einen statischen Bereich (77) und einen dynamischen Bereich (74), ii) Auswahlmittel zur Auswahl der im dynamischen Bereich (74) angezeigten Informationen.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Leistungsgeneratoren (3–8, 111, 231) eines unterschiedlichen Typs vorgesehen sind.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anzeigebereich im statischen Bereich (77) zur Anzeige von Warn- oder Fehlermeldungen von allen verbundenen Leistungsgeneratoren (110, 230) und Systemkomponenten (260) vorgesehen ist
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Leistungsgeneratoren (3–8, 111, 231) gleichzeitig ansteuerbar sind.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der statische Bereich (77) übergeordnete Steuerungselemente (73) aufweist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die grafische Benutzeroberfläche (70) für Leistungsgeneratoren (110, 230) unterschiedlichen Typs einen statischen Bereich (77) und einen dynamischen Bereich (74) aufweist, wobei unabhängig von der Anzahl und Typ der angeschlossenen Leistungsgeneratoren (110, 230) und Systemkomponenten (60) dem dynamischen Bereich (74) derselbe Flächenanteil und dem statischen Bereich (77) derselbe Flächenanteil auf der Benutzeroberfläche (70) zugeordnet ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der statische Bereich (77) Steuerelemente zum Wechsel zwischen unterschiedlichen dynamischen Bereichen (74) aufweist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die grafische Benutzeroberfläche (70) maximal zwei Bereiche, insbesondere einen statischen und einen dynamischen Bereich (77, 74) aufweist, die beide für den Anwender stets sichtbar sind.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinheit (2, 112, 232), Eingabemittel (118, 238) zur Manipulation der grafischen Benutzeroberfläche (70) umfasst.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die Bedieneinheit (2, 112, 232) über das Netzwerk (16) weitere steuerbare Systemkomponenten (260) angeschlossen sind.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Bedieneinheit (2, 112, 232) angesteuerten Leistungsgeneratoren (3–8, 111, 231) oder von diesen versorgte Prozesse (10–15) betreffende Warnmeldungen und/oder Zustände auf der Anzeigeeinrichtung (117, 237) anzeigbar sind.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinheit (2, 112, 232) eine Bedienapplikation (119, 239) aufweist, die die Kennung (113, 233) von daran angeschlossenen Leistungsgeneratoren (110, 230) einliest und anhand von für jeden Leistungsgenerator (110, 230) hinterlegten generatorspezifische Konfigurationsdaten (116, 236) und der Kennung(en) (113, 233) die grafische Benutzeroberfläche (70) auf der Anzeigeeinrichtung (117, 237) aufbaut.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konfigurationsdaten (116, 236) eines Leistungsgenerators (110, 230) im Leistungsgenerator (110) oder der Bedieneinheit (232) gespeichert sind.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konfigurationsdaten (116, 236) generatorspezifische Parameterdaten (114, 234) und/oder Visualisierungsdaten (115, 235) umfassen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bedieneinheit (112, 232) Sprachdaten (120, 240) gespeichert sind, die von der Bedienapplikation (119, 239) verarbeitbar sind.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bedieneinheit (112, 232) Masken (122, 242) abgespeichert sind, die in der Bedienapplikation (119, 239) generiert wurden.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bedieneinheiten (112, 232) vorgesehen sind, die im Wesentlichen die gleiche grafische Benutzeroberfläche (70) aufweisen.
Verfahren zur Bedienung mehrerer Leistungsgeneratoren (3–8, 111, 231), die jeweils einen Plasmaprozess oder Induktionserwärmungsprozess mit Leistung versorgen, wobei eine Bedieneinheit (2, 112, 232) über ein Netzwerk (16) mit den Leistungsgeneratoren (3–8, 111, 231) verbunden wird und die Leistungsgeneratoren (3–8, 111, 231) ansteuert, und wobei eine grafische Benutzeroberfläche (70) mit einem statischen Bereich (77) und einem dynamischen Bereich (74) auf einer Anzeigeeinrichtung (117, 237) angezeigt werden.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Anzeigebereich des statischen Bereichs (77) Warn- oder Fehlermeldungen von allen verbundenen Leistungsgeneratoren (110, 230) und Systemkomponenten (260) angezeigt werden.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass Steuerbefehle und/oder Parameter für die Leistungsgeneratoren (3–8, 111, 231) über Eingabemittel (118, 238) der Bedieneinheit (2, 112, 232) eingegeben oder verändert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18–20, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsgeneratoren (3–8, 111, 231) voneinander unabhängige Prozesse (10–15) mit Leistung versorgen.
Verfahren einem der vorhergehenden Ansprüche 18–21, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Leistungsgeneratoren (110, 230) gleichzeitig angesteuert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18–22, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsgeneratoren (3–8, 111, 231) oder die von diesen versorgte Prozesse (10–15) betreffende Warnmeldungen oder Zustände auf der Anzeigeeinrichtung (117, 237), insbesondere im statischen Bereich (77), des Bedienelements (2, 112, 232) angezeigt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18–23, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Generator (3–8, 111, 231) eine Übersichtsseite oder eine Übersichtsseite für alle Generatoren implementiert wird, die auf der Anzeigeeinrichtung (117, 237), insbesondere im dynamischen Bereich (74), anzeigbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18–24, dadurch gekennzeichnet, dass Informationen betreffend mehrere Leistungsgeneratoren (3–8, 111, 231) gleichzeitig auf der Anzeigeeinrichtung (117, 237) angezeigt werden.