WO2004025383A2 - Verfahren, vorrichtung und system zum anzeigen von daten eines maschinensteuerungssystems - Google Patents

Verfahren, vorrichtung und system zum anzeigen von daten eines maschinensteuerungssystems Download PDF

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WO2004025383A2
WO2004025383A2 PCT/EP2003/009261 EP0309261W WO2004025383A2 WO 2004025383 A2 WO2004025383 A2 WO 2004025383A2 EP 0309261 W EP0309261 W EP 0309261W WO 2004025383 A2 WO2004025383 A2 WO 2004025383A2
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WO
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data
machine control
control system
circuit diagram
status data
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PCT/EP2003/009261
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Robert Giehrl
Stefan Ramsauer
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Krones Ag
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
    • G05B19/056—Programming the PLC
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/10—Plc systems
    • G05B2219/13—Plc programming
    • G05B2219/13047—Display data on chart with comment, message about type of data

Definitions

  • the present invention relates to systems in which at least one machine is controlled, and in particular to a method, an apparatus and a system for displaying data of such a machine control system.
  • Modern production machines have to fulfill a variety of different functional requirements and at the same time have a high degree of flexibility. These properties are achieved, among other things, through the use of complex machine controls. In such a system, it is often a major challenge to find the cause of an error. For example, the fault on a controlled machine may become apparent even though it is triggered in a control unit of a remote machine. Therefore, specialized service or maintenance terminals are increasingly being used for fault analysis in complex machine control systems.
  • the 1 shows a service terminal 2 which supports a user in troubleshooting, maintenance, commissioning, etc. in the machine control system 1.
  • the service terminal 2 comprises a screen 18 and a keyboard 19. Furthermore, it is connected to the machine control system 1 wirelessly or by means of a cable via its access point 16.
  • various machines 11 to 13 are connected to one another via a bus 17, each of which can comprise its own control unit.
  • a data server 15 provides all the data available in the system 1, for example for display on a stationary operator terminal 14 or on the mobile service terminal 2. For normal control operation, the state of the system 1 or the state of one of the machines 11 to 13 (components) shown on the operator terminal 14 so that the system 1 can be monitored and / or controlled at the operator terminal 14.
  • Terminal 2 usually uses a window-based operating system, software for controlling system 1 and software for displaying image data.
  • the operator of terminal 2 is shown the status of system components by the control software in a first window.
  • data are used that are received from the data server 15.
  • the operator can have a circuit diagram of the system displayed, at least in part.
  • the circuit diagram is saved as an image file that shows an E-CAD drawing, for example.
  • the operator uses the circuit diagram to check how the individual electronic elements of the system 1 are connected to one another. He recognizes in the second window for which element he has to check the condition in the first window next, in order to e.g. B. to gradually locate an error.
  • the operator of mobile terminal 2 must consequently switch back and forth between the representation of the state data and the representation of the circuit diagram in an iterative process. It is therefore the object of the present invention to provide a method, an apparatus and a system for displaying data of such a system which is improved in handling for the operator.
  • state data for at least one element of the system are received according to the invention, which represent at least one physical state variable.
  • the status data received for the element are presented to the operator in a circuit diagram which, at least for the element, indicates the electrical connection of the element in the system. Switching back and forth between the different windows is thus avoided for the operator. Commissioning, maintenance, troubleshooting, etc. of the machine control system becomes much more efficient because the operator gets a better overview of the system status faster.
  • the circuit diagram is represented on the basis of an identifier stored for the element and connection data associated with the identifier.
  • the connection data represents the electrical connection of the element in the system.
  • the step of receiving the status data it is particularly advantageous to identify the elements that are to be represented in the circuit diagram and to receive only the status data for the identified elements. An unnecessary transmission of status data can thus be avoided.
  • the default value is set in the machine control system as a value for the corresponding status variable. This gives the operator the opportunity to change the status of the system or to force a specific status as part of the error analysis in order to observe the reaction in the system.
  • corresponding setpoints or limit values are displayed with the status data for the element. This makes it easier for the operator to check whether a value displayed for a condition means an error.
  • previous status data are given for the element, which state at least one previous value for the status variable.
  • the operator can be shown the development of certain status data over time, for example in a time window before an error occurred.
  • a device according to the invention is adapted to carry out one of the above methods. Accordingly, a system according to the invention is formed by such a device and the machine control system.
  • Figure 1 shows a machine control system with a maintenance terminal.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the units of a device according to the invention
  • connection data for a circuit diagram
  • FIG. 6 shows a view of a window shown on a screen, in which state data of bus subscribers are shown according to the invention
  • FIG. 7 is a view of a window displayed on a screen, in which state data according to the invention are shown in an assembly overview for units with several elements; and 8 is a view of a window shown on a screen, in which state data for individual elements are shown in a circuit diagram according to the invention.
  • the invention can be applied, for example, to the machine control system 1 with its components shown and already described in FIG.
  • Any system through which at least one machine is controlled is to be regarded as a machine control system.
  • the machine control system is initially only limited by the fact that status data for components of the system and their elements are provided or must be accessible.
  • the status data represent a physical status variable of the element, in particular during control operation in the machine control system.
  • FIG. 2 shows functional units of a device according to the invention, the device also being referred to below as a terminal.
  • a terminal can be, for example, a mobile service or maintenance terminal.
  • a system according to the invention is formed by the terminal and the machine control system.
  • the terminal in FIG. 2 comprises a central processing unit (CPU) 21, a working memory 22, a persistent memory 24, a user input unit 23, a user output unit 25, a data memory 26 for storing circuit diagrams and an interface unit 27.
  • CPU central processing unit
  • working memory 22 a working memory 22
  • persistent memory 24 a persistent memory 23
  • user input unit 23 a user input unit 23
  • user output unit 25 a data memory 26 for storing circuit diagrams and an interface unit 27.
  • the user output unit 25 comprises at least one display unit, usually in the form of a screen.
  • the device can exchange data with the machine control system via the interface unit 27.
  • the terminal device receives status data for at least one element of the machine control system by means of the interface unit 27.
  • the received status data are presented by the user output unit 25 to an operator of the terminal in a circuit diagram which, at least for the element, illustrates the electrical connection of the element in the system.
  • the corresponding method steps are explained in more detail below with reference to FIG. 5.
  • connection data for the elements of the machine control system.
  • the connection data can be taken directly from an E-CAD system or converted from an E-CAD format into a standardized ECAD format. They are then either saved in the standardized format or in a data format that is common for E-CAD systems, such as WS, DWG, PDF or DXF.
  • the interface unit 27 can provide a wireless and / or a fixed connection to the machine control system. For example, it is expedient to receive the current status data wirelessly in order to utilize the mobility of the terminal.
  • the circuit diagram data or connection data for the circuit diagram of a machine control system to be serviced can be transferred to the terminal in advance, so the terminal can be used flexibly.
  • a connecting cable reversibly connected to the terminal can be used in order to achieve a higher transmission rate than with wireless transmission. It is also possible to open the circuit diagram data To store data carriers that can be inserted into a corresponding drive on the end device.
  • the user output unit 25 can also comprise a loudspeaker, a printer or corresponding connections as further units.
  • the user input unit 23 can comprise individual keys, a keyboard, a mouse, a surface sensitive to touch or a microphone.
  • the data stored for this section in the data memory 26 are read out.
  • the elements to be shown in the section are identified by the identifier. Only data for the identified elements are requested or received via the data interface unit 27.
  • the status data received in this way are presented to the operator in the circuit diagram by means of the output unit 25.
  • the operator is also given the opportunity to change the value of this status variable in the machine control system.
  • the operator inputs a corresponding default value for the state variable via the user input unit 23.
  • the default value is transferred to the machine control system as a value to be set and is also set accordingly.
  • the default value can thus be forced as a value for the state size of an element.
  • the operator observes the response of the machine control system to this changed condition.
  • the persistent memory 24 stores a program that is suitable for the to provide the described functionality of the terminal. This program controls both the receipt of the status data and their representation in the circuit diagram.
  • connection data for example in the form of E-CAD data.
  • positions assigned to an element For an image file that shows sections of the circuit diagram, positions assigned to an element must be saved as circuit diagram data.
  • the position indicates a relative position in the image file, which allows the terminal to display the status data on or near the element.
  • the terminal device represents the image file and thus the element. Based on the position assigned to the element, the status data on or near the element is displayed.
  • the circuit diagram can also be built up element by element from image files.
  • the element is assigned an image file which represents at least the element.
  • the reference between the element and the assigned image file and information on the connection or arrangement of the elements must be saved as circuit diagram data.
  • Connections between the elements can also be managed as image files.
  • the positions of the image files can also be stored in a respective circuit diagram section.
  • the terminal interprets the stored information in order to put together the representation of the circuit diagram from the image files.
  • the status data are displayed in the image file of the respective element.
  • the circuit diagram data required for or together with the image files can be provided by means of an automatic converter.
  • the converter can be arranged in the machine control system or in an E-CAD system in order, for example, to automatically generate current circuit diagram data and / or image files from changed E-CAD data.
  • FIG. 5 shows a flowchart for a corresponding method for displaying data of a machine control system with steps 52 and 53.
  • a step 51 of reading circuit diagram data is an optional step.
  • step 52 status data for at least one element of the machine control system, which represent at least one physical status variable, are received.
  • the received status data are shown in a circuit diagram which, at least for the element, indicates the electrical connection of the element in the system.
  • connection data is read in order to identify the elements which are to be represented in the circuit diagram.
  • An identifier stored for the respective element is then used to determine which status data can be received at all. As a result, only those status data are received in step 52 that are subsequently to be displayed for the operator in step 53.
  • receiving status data also includes requesting the status data accordingly.
  • Previous values of a state can also be requested and received. Some errors only occur once and are subsequently no longer reproducible, especially as long as the The cause of the error is not known. For this reason, either the data server 15 or a unit specially provided for this task stores previous status data. For example, the value of a status variable is stored in a ring buffer until an error occurs. Based on previous values, the operator can also later understand the specific development that led to the error.
  • connection data is shown in a table 30 in FIG. 3, a corresponding element ID being indicated as an identifier for each element in a column 31 and an element type being indicated in a column 32.
  • the element type determines the type of the physical state variable of the element.
  • the element type is a switch for element ID 1, a control bit input for element ID 2, a control bit output for element ID 3, a control variable for element ID 4 and for the element ID 5 a tension.
  • Such a table does not have to be created for the elements, but is usually already available in a suitable form thanks to the E-CAD data.
  • the identifier of column 31 should preferably be selected such that it is also suitable for identifying the element in the machine control system.
  • FIG. 4 shows state data in tabular form for the elements with the identification 1 to 5 from FIG. 3.
  • Column 42 shows an actual value for the respective element.
  • a column 43 there are setpoints for the corresponding element or in a column 44 a range for allowed values of the status data of the corresponding element are shown.
  • setpoints and / or range values can be displayed either automatically or at the request of the operator of the terminal.
  • Such an expanded representation can be triggered by the operator, for example, by selecting the element shown in the circuit diagram with an input unit.
  • 6 to 8 show three different views which are displayed to an operator on the screen of a terminal according to the invention. State data are shown on or in the elements shown.
  • the units 62 to 69 which are connected to one another sequentially are each shown with a field 61 for status information.
  • This form of representation is particularly suitable for testing a signal chain or bus participants.
  • the signal flow from the key box 69, via the signal exchange unit 68, the sorting unit 67, the machine drive 66, the emergency stop switch 65, the voltage supply 64 to the power supply unit 62 and the control unit 63 is shown.
  • the associated status data which are displayed in field 61, it can now be recognized from which unit in the chain the status data indicate an error.
  • the following status variables can be represented by a single bit of status data: on or off, control bit set or not set, error or non-error, switch closed or not closed. As shown in the example of FIG such status data is simply represented by a corresponding white or black area 61. In particular, signal colors such as red and green can be used.
  • the color of the entire element shown or the background color for an element can also be used as a representation of the state of the element. Accordingly, closed switches are shown in green and open switches in red, for example. An additional administrative effort for the size and location of the separate areas 61 can thereby be avoided.
  • the representation of the status data can also be adapted to the element. For example, this is done by displaying an open or closed switch, by displaying the actual value, such as an applied voltage, or a graphic representation for a deviation of an actual value from a target value.
  • FIG. 7 shows units 74 and 75 wired between two lines 72 and 73. These units each contain a multiplicity of elements, for example input control bits E.01 and E1 and output control bits AO and A1, the status data of which in fields 71 in the form of a Construction plans are displayed. A selection of which status data of a larger unit should be displayed can automatically be limited to the input and output variables or to parameters that are critical for the unit.
  • Fig. 8 shows a circuit diagram (wiring diagram) with groups 82 to 85 of elements.
  • the status data are displayed in corresponding fields 81.
  • the fields can be colored. If in the Group 83, for example, a measuring device is arranged, however, the value of a corresponding measured variable is displayed instead of field 81 or in field 81.
  • Each physical or functional unit of the machine control system can be represented as an element of the machine control system.
  • Terminal plans are, cable plans, etc. understood.

Abstract

Verfahren, Vorrichtung und System zum Anzeigen von Daten eines Maschinen-Steuerungssystem. Zustandsdaten für wenigstens ein Element des Systems, die wenigstens eine physikalische Zustandsgrösse repräsentieren werden empfangen. Die für das Element empfangenen Zustandsdaten werden dargestellt in einem Schaltplan, der zumindest für das Element die elektrische/physikalische Verbindung des Elements in dem System anzeigt.

Description

Verfahren, Vorrichtung und Syste zum Anzeigen von Daten eines Maschinensteuerungs-Systems
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft Systeme, in denen zumindest eine Maschine gesteuert wird, und insbesondere ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein System zum Anzeigen von Daten eines solchen Maschinensteuerungs-Systems.
Moderne Produktionsmaschinen müssen eine Vielzahl verschiedenster Funktionsanforderungen erfüllen und gleichzeitig einen hohen Grad an Flexibilität aufweisen. Diese Eigenschaften werden unter anderem durch den Einsatz komplexer Maschinensteuerungen erreicht. In einem solchen System ist es oft eine große Herausforderung die Ursache für einen Fehler zu finden. Beispielsweise kann der Fehler an einer gesteuerten Maschine offensichtlich werden, obwohl er in einer steuernden Einheit einer entfernt angeordneten anderen Maschine ausgelöst wird. Daher werden für eine Fehleranalyse in komplexen Maschinensteuerungs-Systemen zunehmend spezialisierte Service- oder Wartungsterminals eingesetzt.
Fig. 1 zeigt ein Serviceterminal 2, das einen Benutzer bei der Fehlersuche, Wartung, Inbetriebnahme usw. in dem Maschinensteuerungs-System 1 unterstützt. Das Serviceterminal 2 umfaßt einen Bildschirm 18 sowie eine Tastatur 19. Ferner ist es mit dem Maschinensteuerungs-System 1 drahtlos oder mittels Kabel über dessen Zugangspunkt 16 verbunden. In dem Maschinensteuerungs-System 1 sind über einen Bus 17 diverse Maschinen 11 bis 13 miteinander verbunden, die jeweils eine eigene Steuereinheit umfassen können. Ein Datenserver 15 stellt alle in dem System 1 vorhandenen Daten bereit, beispielsweise zur Darstellung auf einem stationären Bedienerterminal 14 oder auf dem mobilen Serviceterminal 2. Für den normalen Steuerungsbetrieb wird der Zustand des Systems 1 oder der Zustand einer der Maschinen 11 bis 13 (Komponenten) auf dem Bedienerterminal 14 so dargestellt, daß das System 1 an dem Bedienerterminal 14 überwacht und/oder gesteuert werden kann.
Das Terminal 2 verwendet üblicherweise ein fensterbasiertes Betriebssystem, eine Software zur Steuerung des Systems 1 und eine Software zur Darstellung von Bilddaten. Dem Bediener des Terminals 2 werden durch die Steuerungssoftware in einem ersten Fenster der Zustand von Komponenten des Systems dargestellt. Dazu werden Daten verwendet, die vom Datenserver 15 erhalten werden. In einem weiteren Fenster kann sich der Bediener zumindest ausschnittsweise einen Schaltplan des Systems anzeigen lassen. Der Schaltplan wird dabei als eine Bilddatei gespeichert, die beispielsweise eine E-CAD- Zeichnung zeigt.
Anhand des Schaltplanes prüft der Bediener, wie die einzelnen elektronischen Elemente des Systems 1 miteinander verbunden sind. Er erkennt in dem zweiten Fenster für welches Element er als nächstes den Zustand in dem ersten Fenster prüfen muß, um z. B. einen Fehler schrittweise zu lokalisieren. Zur Analyse eines fehlerhaften Zustandes im System 1 muß der Bediener des mobilen Terminals 2 folglich in einem iterativen Prozeß immer wieder zwischen der Darstellung der Zustandsdaten und der Darstellung des Schaltplanes hin- und herschalten. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein System zum Anzeigen von Daten eines solchen Systems bereitzustellen, das in seiner Handhabung für den Bediener verbessert ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein System gemäß den unabhängigen Patentansprüchen. Die abhängigen Patentansprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
Zum Anzeigen von Daten eines Maschinensteuerungs-Systems werden gemäß der Erfindung Zustandsdaten für wenigstens ein Element des Systems empfangen, die wenigstens eine physikalische Zustandsgröße repräsentieren. Die für das Element empfangenen Zustandsdaten werden dem Bediener in einem Schaltplan dargestellt, der zumindest für das Element die elektrische Verbindung des Elements in dem System anzeigt. Für den Bediener wird somit ein Hin- und Herschalten zwischen den verschiedenen Fenstern vermieden. Die Inbetriebnahme, Wartung, Fehlersuche usw. des Maschinensteuerungs-Systems wird wesentlich effizienter, da der Bediener schneller einen besseren Überblick über den Systemzustand erhält .
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Darstellen des Schaltplans anhand einer für das Element gespeicherten Kennung und der Kennung zugeordneten Verbindungsdaten. Die Verbindungsdaten repräsentieren die elektrische Verbindung des Elements in dem System. Durch dieses Vorgehen wird eine besonders hohe Flexibilität erreicht, da Änderungen beispielsweise durch Erneuerung oder Erweiterung des Maschinensteuerungs-Systems allein durch aktualisierte Verbindungsdaten berücksichtigt werden können. Aus den aktualisierten Verbindungsdaten ergibt sich auch für ein vollständig neues System über die Kennung das zugeordnete Element. Die Zustandsdaten können dann wie beschrieben empfangen und dargestellt werden.
Es ist besonders vorteilhaft im Schritt des Empfangens der Zustandsdaten ein Identifizieren der Elemente vorzunehmen, die im Schaltplan darzustellen sind, und nur die Zustandsdaten für die identifizierten Elemente zu empfangen. Somit kann eine unnötige Übertragung von Zustandsdaten vermieden werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird in Antwort auf eine Eingabe eines Benutzers, welche für die dargestellten Zustandsdaten einen Vorgabewert festlegt, in dem Maschinensteuerungs-System der Vorgabewert als Wert für die entsprechende Zustandsgröße gesetzt. Dem Bediener wird dadurch die Möglichkeit gegeben, im Rahmen der Fehleranalyse den Zustand des Systems zu ändern bzw. einen bestimmten Zustand zu erzwingen, um die Reaktion im System zu beobachten.
Gemäß weiterer Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mit den Zustandsdaten für das Element entsprechende Sollwerte oder Grenzwerte angezeigt. Dem Bediener wird somit die Kontrolle erleichtert, ob ein für einen Zustand angezeigter Wert einen Fehler bedeutet.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden für das Element vorangegangene Zustandsdaten, die wenigstens einen vorangegangenen Wert für die Zustandsgröße angeben, dargestellt. Somit kann dem Bediener auch nachträglich die zeitliche Entwicklung bestimmter Zustandsdaten, beispielsweise in einem Zeitfenster vor einem aufgetretenen Fehler, dargestellt werden. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist angepaßt, eines der obigen Verfahren auszuführen. Entsprechend wird ein System gemäß der Erfindung durch eine solche Vorrichtung und das Maschinensteuerungs-System gebildet .
Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Figuren näher erläutert, die im einzelnen zeigen:
Fig. 1 ein Maschinensteuerungs-System mit einem Wartungsterminal;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Einheiten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 3 eine vereinfachte tabellarische Darstellung von Verbindungsdaten für einen Schaltplan;
Fig. 4 eine vereinfachte tabellarische Darstellung von Zustandsdaten eines Elements,-
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren;
Fig. 6 eine Ansicht eines auf einem Bildschirm dargestellten Fensters, in dem erfindungsgemäß Zustandsdaten von Busteilnehmern dargestellt werden;
Fig. 7 eine Ansicht eines auf einem Bildschirm dargestellten Fensters, in dem erfindungsgemäß Zustandsdaten in einer Baugruppenübersicht für Einheiten mit mehreren Elementen dargestellt werden; und Fig. 8 eine Ansicht eines auf einem Bildschirm dargestellten Fensters, in dem erfindungsgemäß Zustandsdaten für einzelne Elemente in einem Stromlaufplan dargestellt werden.
Die Erfindung kann beispielsweise auf das in Fig.l gezeigte und bereits beschriebene Maschinensteuerungs-System 1 mit seinen Komponenten angewandt werden.
Als Maschinensteuerungs-System ist jedes System anzusehen, durch das wenigstens eine Maschine gesteuert wird. In seiner konkreten Ausgestaltung ist das Maschinensteuerungs-System zunächst nur dadurch beschränkt, daß Zustandsdaten für Komponenten des Systems und deren Elemente bereitgestellt werden oder zugänglich sein müssen. Die Zustandsdaten repräsentieren eine physikalische Zustandsgröße des Elements insbesondere während des Steuerungsbetriebes in dem Maschinensteuerungs-System.
Fig. 2 zeigt funktionale Einheiten einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei die Vorrichtung im Folgenden auch als Endgerät bezeichnet wird. Ein solches Endgerät kann beispielsweise ein mobiles Service- oder Wartungsterminal sein. Ein erfindungsgemäßes System wird durch das Endgerät und das Maschinensteuerungs-System gebildet.
Das Endgerät in Fig. 2 umfaßt eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 21, einen Arbeitsspeicher 22, einen persistenten Speicher 24, eine Benutzereingabe-Einheit 23, eine Benutzerausgabe-Einheit 25, einen Datenspeicher 26 zur Speicherung von Schaltplänen und eine Schnittstellen- Einheit 27.
Die Benutzerausgabe-Einheit 25 umfaßt zumindest eine Darstellungseinheit, üblicherweise in Form eines Bildschirms. Über die Schnittstellen-Einheit 27 kann die Vorrichtung Daten mit dem Maschinensteuerungs-System austauschen.
Das Endgerät empfängt mittels der Schnittstellen-Einheit 27 Zustandsdaten für zumindest ein Element des Maschinensteuerungs-Systems. Die empfangenen Zustandsdaten stellt die Benutzerausgabe-Einheit 25 einem Bediener des Endgerätes in einem Schaltplan dar, der zumindest für das Element die elektrische Verbindung des Elements in dem System verdeutlicht. Die entsprechenden Verfahrensschritte werden nachstehend nochmals detaillierter mit Bezug auf Fig. 5 erläuter .
In dem Datenspeicher 26 aus Fig. 2 ist der Schaltplan vorzugsweise in Form von Verbindungsdaten für die Elemente des Maschinensteuerungs-Systems gespeichert. Die Verbindungsdaten können aus einem E-CAD-System direkt übernommen oder aus einem E-CAD-Format in ein normiertes ECAD-Format konvertiert werden. Sie sind dann entweder in dem normierten Format oder in einem für E-CAD-Systeme üblichen Datenformat, wie beispielsweise WS, DWG, PDF oder DXF, gespeichert.
Die Schnittstellen-Einheit 27 kann eine drahtlose und/oder eine feste Verbindung zum Maschinensteuerungs-System bereitstellen. Beispielsweise ist es zweckmäßig die jeweils aktuellen Zustandsdaten drahtlos zu empfangen, um die Mobilität des Endgerätes auszunutzen. Die Schaltplandaten oder Verbindungsdaten für den Schaltplan eines zu wartenden Maschinensteuerungs-Systems können vorab auf das Endgerät übertragen werden, somit ist das Endgerät flexibel einsetzbar. Zu diesem Zweck kann ein reversibel an das Endgerät angestecktes Verbindungskabel verwendet werden, um eine höhere Übertragungsrate als bei drahtloser Übertragung zu erzielen. Weiterhin ist es möglich die Schaltplandaten auf Datenträgern zu speichern, die in ein entsprechendes Laufwerk des Endgerätes einsetzbar sind.
Die Benutzerausgabe-Einheit 25 kann als weitere Einheiten auch einen Lautsprecher, einen Drucker oder entsprechende Anschlüsse umfassen. Die Benutzereingabe-Einheit 23 kann einzelne Tasten, eine Tastatur, eine Maus, eine für Berührungen sensitive Fläche oder ein Mikrofon umfassen.
Wenn der Bediener des Endgerätes durch eine Eingabe auf der Benutzereingabe-Einheit 23 angibt, daß er einen Ausschnitt oder eine Übersicht über einen Schaltplan betrachten möchte, werden die für diesen Ausschnitt in dem Datenspeicher 26 gespeicherten Daten ausgelesen. Die Elemente, die in dem Ausschnitt darzustellen sind, werden anhand der Kennung identifiziert. Über die Daten- Schnittstellen-Einheit 27 werden nur Daten für die identifizierten Elemente angefordert bzw. empfangen. Die so empfangenen Zustandsdaten werden dem Bediener in dem Schaltplan mittels der Ausgabeeinheit 25 dargestellt.
Für die im Schaltplan dargestellten Zustandsdaten wird dem Bediener weiterhin die Möglichkeit gegeben, den Wert dieser Zustandsgröße in dem Maschinensteuerungs-System zu verändern. Der Bediener gibt über die Benutzereingabe-Einheit 23 einen entsprechenden Vorgabewert für die Zustandsgröße ein. Der Vorgabewert wird an das Maschinensteuerungs-System als ein zu setzender Wert übertragen und entsprechend auch gesetzt. Der Vorgabewert kann somit als Wert für die Zustandsgröße eines Elements erzwungen werden. Der Bediener beobachtet dann die Reaktion des Maschinensteuerungs-Systems auf diesen veränderten Zustand.
Der persistente Speicher 24 speichert neben einem Betriebssystem ein Programm, das geeignet ist, die beschriebene Funktionalität des Endgerätes bereit zu stellen. Dieses Programm steuert sowohl den Empfang der Zustandsdaten als auch deren Darstellung in dem Schaltplan.
Wenn der Schaltplan, wie in den Folgenden beiden Ausgestaltungen, mit Hilfe von Bilddateien dargestellt wird, kann das Endgerät vereinfacht werden. Das Endgerät muß dann nicht mehr die Verbindungsdaten beispielsweise in Form von E- CAD-Daten interpretieren können.
Für eine Bilddatei, die den Schaltplan ausschnittsweise darstellt, sind als Schaltplandaten einem Element zugeordnete Positionen zu speichern. Die Position gibt eine relative Position in der Bilddatei an, die es dem Endgerät erlaubt die Zustandsdaten auf oder bei dem Element darzustellen. Das Endgerät stellt die Bilddatei und somit das Element dar. Anhand der dem Element zugeordneten Position, werden die Zustandsdaten auf oder bei dem Element dargestellt .
In einer weiteren Ausgestaltung kann der Schaltplan auch Element für Element aus Bilddateien aufgebaut werden. Dem Element wird dazu eine Bilddatei zugeordnet, die zumindest das Element darstellt. Als Schaltplandaten sind der Verweis zwischen Element und zugeordneter Bilddatei sowie Informationen zur Verbindung bzw. Anordnung der Elemente zu speichern. Auch Verbindungen zwischen den Elementen können als Bilddateien verwaltet werden. Weiterhin können die Positionen der Bilddateien in einem jeweiligen Schaltplanausschnitt gespeichert sein. Das Endgerät interpretiert die gespeicherten Informationen, um aus den Bilddateien die Darstellung des Schaltplanes zusammenzusetzen. Die Zustandsdaten werden in die Bilddatei des jeweiligen Elements eingeblendet. Das Bereitstellen der jeweils benötigten Schaltplandaten für oder zusammen mit den Bilddateien kann mittels eines automatischen Umformer erfolgen. Der Umformer kann im Maschinensteuerungs-System oder einem E-CAD-System angeordnet sein, um beispielsweise aus geänderten E-CAD-Daten automatisch jeweils aktuelle Schaltplandaten und /oder Bilddateien zu erzeugen.
Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein entsprechendes Verfahren zum Anzeigen von Daten eines Maschinensteuerungs- Systems mit Schritten 52 und 53. Ein Schritt 51 des Lesens von Schaltplandaten ist ein optionaler Schritt .
In dem Schritt 52 werden Zustandsdaten für wenigstens ein Element des Maschinensteuerungs-Systems, die wenigstens eine physikalische Zustandsgröße repräsentieren, empfangen. In dem Schritt 53 werden die empfangenen Zustandsdaten in einem Schaltplan, der zumindest für das Element die elektrische Verbindung des Elements im System anzeigt, dargestellt.
In dem optionalen Schritt 51 werden Verbindungsdaten gelesen, um die Elemente zu identifizieren, die in dem Schaltplan darzustellen sind. Mittels einer für das jeweilige Element gespeicherten Kennung wird dann zunächst bestimmt, welche Zustandsdaten überhaupt zu empfangen sind. Dadurch werden in dem Schritt 52 nur diejenigen Zustandsdaten empfangen, die anschließend auch in dem Schritt 53 für den Bediener dargestellt werden sollen.
Das Empfangen von Zustandsdaten schließt abhängig vom Maschinensteuerungs-System auch ein entsprechendes Anfordern der Zustandsdaten ein. Angefordert und Empfangen werden können auch vorangegangene Werte eines Zustands . Manche Fehler treten nur einmal auf und sind nachträglich auch zunächst nicht mehr reproduzierbar, insbesondere solange der Auslöser des Fehlers nicht bekannt ist. Daher speichern entweder der Datenserver 15 oder eine speziell für diese Aufgabe vorgesehene Einheit vorangegangene Zustandsdaten. Beispielsweise wird der Wert einer Zustandsgröße solange in einem Ringpuffer gespeichert bis ein Fehler auftritt. Der Bediener kann anhand vorangegangener Werte dann auch zu einem späteren Zeitpunkt die konkrete Entwicklung, die zu dem Fehler geführt hat, nachvollziehen.
In Fig. 3 ist in einer Tabelle 30 ein vereinfachtes Beispiel für Verbindungsdaten dargestellt, wobei für jedes Element in einer Spalte 31 eine entsprechende Element-ID als Kennung und in einer Spalte 32 ein Element-Typ angegeben sind. Der Element-Typ bestimmt den Typ der physikalischen Zustandsgröße des Elements.
Für die Element-ID 1 ist der Element-Typ ein Schalter, für die Element-ID 2 ein Steuerbit-Eingang, für die Element-ID 3 ein Steuerbit-Ausgang, für die Element-ID 4 eine Steuergröße und für die Element-ID 5 eine Spannung.
Eine solche Tabelle muß nicht erst für die Elemente angelegt werden, sondern liegt zumeist durch die E-CAD-Daten bereits in geeigneter Form vor. Die Kennung der Spalte 31 sollte vorzugsweise so gewählt sein, dass sie gleichzeitig zur Identifizierung des Elements in dem Maschinensteuerungs- System geeignet ist.
Fig. 4 zeigt tabellarisch Zustandsdaten für die Elemente mit der Kennung 1 bis 5 aus Fig. 3.
Eine Spalte 42 zeigt einen Ist-Wert für das jeweilige Element. Zusätzlich sind in einer Spalte 43 Sollwerte für das entsprechende Element bzw. in einer Spalte 44 ein Bereich für erlaubte Werte der Zustandsdaten des entsprechenden Elements dargestellt .
Vorzugsweise wird zunächst nur der Ist-Wert in dem Schaltplan auf oder bei dem entsprechendem Element dargestellt. Optional können entweder automatisch oder auf Anfrage des Bedieners des Endgerätes Soll- und/oder Bereichswerte angezeigt werden. Eine solche erweiterte Darstellung kann beispielsweise von dem Bediener durch ein Anwählen des im Schaltplan dargestellten Elements mit einer Eingabeeinheit ausgelöst werden.
Die Fig. 6 bis 8 zeigen drei verschiedene Ansichten, die einem Bediener auf dem Bildschirm eines Endgeräts gemäß der Erfindung angezeigt werden. Auf oder bei den dargestellten Elementen sind jeweils Zustandsdaten dargestellt.
In Fig. 6 sind die sequentiell miteinander verbundenen Einheiten 62 bis 69 jeweils mit einem Feld 61 für eine Zustandsinformation dargestellt. Diese Darstellungsform ist insbesondere geeignet zur Prüfung einer Signalkette bzw. von Busteilnehmern. In diesem Beispiel wird der Signalfluß von der Tastehbox 69, über die Signalaustausch-Einheit 68, das Sortierwerk 67, den Maschinenantrieb 66, den Not-Aus-Schalter 65, die Spannungsversorgung 64 bis zum Netzgerät 62 und der Steuereinheit 63 gezeigt. Anhand der jeweils zugehörigen Zustandsdaten, die im Feld 61 angezeigt werden, kann nun erkannt werden kann, ab welcher Einheit in der Kette die Zustandsdaten einen Fehler anzeigen.
Durch ein einzelnes Bit von Zustandsdaten können beispielsweise die folgenden Zustandsgrößen repräsentiert werden: Ein oder Aus, Steuerbit gesetzt oder nicht gesetzt, Fehler oder Nichtfehler, Schalter geschlossen oder nicht geschlossen. Wie in dem Beispiel aus Fig. 6 gezeigt, sind solche Zustandsdaten einfach durch eine entsprechende weiße oder schwarze Fläche 61 dargestellt . Insbesondere können dabei Signalfarben wie beispielsweise Rot und Grün eingesetzt werden.
Anstelle einer separaten Fläche 61, kann auch die Farbe des ganzen dargestellten Elementes oder die Hintergrundfarbe für ein Element als Repräsentation für den Zustand des Elements verwendet werden. Entsprechend sind beispielsweise geschlossene Schalter grün und offene Schalter rot darzustellen. Dadurch kann ein zusätzlicher Verwaltungsaufwand für die Größe und die Lage der separaten Flächen 61 vermieden werden.
Die Darstellung der Zustandsdaten kann aber auch an das Element angepaßt sein. Beispielsweise erfolgt dies durch Darstellen eines geöffneten oder geschlossenen Schalters, durch Anzeigen des Ist-Werts, wie einer anliegenden Spannung, oder einer graphischen Repräsentation für eine Abweichung eines Ist-Wertes von einem Soll-Wert.
Fig. 7 zeigt zwischen zwei Leitungen 72 und 73 verdrahtete Einheiten 74 und 75. Diese Einheiten enthalten jeweils eine Vielzahl von Elementen, beispielsweise Eingangs-Steuerbits E.01 und E.l und Ausgangs-Steuerbits A.O und A.l, deren Zustandsdaten in Feldern 71 in Form eines Aufbauplans angezeigt werden. Eine Auswahl, welche Zustandsdaten einer größeren Einheit angezeigt werden sollen, kann automatisch auf die Eingangs- und Ausgangsgrößen oder auf für die Einheit kritische Größen beschränkt werden.
Fig. 8 zeigt einen Stromlaufplan (Verdrahtungsplan) mit Gruppen 82 bis 85 von Elementen. Die Zustandsdaten werden in entsprechenden Feldern 81 angezeigt. Wie bereits beschrieben können die Felder farbig gekennzeichnet sein. Wenn in der Gruppe 83 beispielsweise ein Meßgerät angeordnet ist, wird jedoch anstelle des Feldes 81 oder in dem Feld 81 der Wert einer entsprechenden Meßgröße angezeigt.
Jede physikalische oder funktionale Einheit des Maschinensteuerungs-Systems kann als Element des Maschinensteuerungs-Systems dargestellt werden.
Einzelne vorteile und Merkmale der Erfindung sind jeweils mit Bezug auf nur eine Figur beschrieben. Es ist aber offensichtlich, daß die Vorteile und Merkmale miteinander ohne weiteres kombiniert werden können.
Unter „Schaltplan" werden erfindungsgemäß auch
Stromlauf lane, Aufbaupläne, Buspläne, Gerätestücklisten.
Klemmenpläne, Kabelpläne usw. verstanden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Anzeigen von Daten eines Maschinen- Steuerungssystems :
Empfangen von Zustandsdaten für wenigstens ein Element des Systems, die wenigstens eine physikalische Zustandsgröße repräsentieren;
Darstellen der für das Element empfangenen Zustandsdaten;
Darstellen eines Schaltplanes, der zumindest für das Element die elektrische Verbindung des Elements in dem System anzeigt;
wobei das Darstellen der für das Element empfangenen Zustandsdaten in dem dargestellten Schaltplan erfolgt .
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Darstellen des Schaltplans anhand von einer für das Element gespeicherten Kennung und zugeordneten Verbindungsdaten erfolgt, welche die elektrische Verbindung des Elements in dem System repräsentiere .
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Kennung eine Zuordnung des Elements zu seinen Zustandsdaten ermöglicht .
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zustandsdaten bei oder auf dem dargestellten Element in dem Schaltplan angezeigt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Schritt des Empfangen der Zustandsdaten weiterhin ein Identifizieren von Elementen umfaßt, die im Schaltplan darzustellen sind, wobei das Empfangen der Zustandsdaten für die identifizierten Elemente erfolgt .
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 wobei in Antwort auf eine Eingabe eines Benutzers, welche für die dargestellten Zustandsdaten einen Vorgabewert festlegt, in dem Maschinen-Steuerungssystem der Vorgabewert als Wert für die entsprechende Zustandsgröße gesetzt wird.
. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , wobei mit den Zustandsdaten für das Element entsprechende Sollwerte angezeigt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei mit den Zustandsdaten für das Element entsprechende Grenzwerte angezeigt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei für das Element vorangegangene Zustandsdaten, die wenigstens einen vorangegangenen Wert für die Zustandsgröße angeben, dargestellt werden.
10. Vorrichtung die angepaßt ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9 für das Maschinen-Steuerungssystem auszuführen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Vorrichtung ein mobiles Endgerät ist, das für eine Inbetriebnahme, Wartung oder Fehlerdiagnose des Maschinen-Steuerungssystems eingesetzt wird.
12. Ein System umfassend die Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11 und das Maschinen-Steuerungssystem.
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