DE10109540A1 - Rechnergestütztes Projektierungswerkzeug - Google Patents

Abstract

Einem rechnergestützten Projektierungswerkzeug sind technische Elemente (1-5), deren technische Beziehungen sowie technische Eigenschaften für die Elemente (1-5) vorgebbar. Die Elemente (1-5) und deren Beziehungen spezifizieren eine technische Anlage. Die Vorgabe von Eigenschaften für ein Element (z. B. 3) wird nur zugelassen, wenn es dadurch mit einem anderen Element (z. B. 5), mit dem es in Beziehung stehen soll, kompatibel bleibt. Alternativ wird anhand der Eigenschaften der Elemente (z. B. 3, 5) und einer zwischen ihnen bestehenden Beziehung geprüft, ob sie miteinander kompatibel sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein rechnergestütztes Pro­ jektierungswerkzeug.

Projektierungen technischer Anlagen werden immer komplexer. Die Projektierung erfordert daher einen immer größeren Auf­ wand, insbesondere in Anbetracht des allgemeinen Trends zur Dezentralisierung.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein rechnergestütztes Projektierungswerkzeug zu schaffen, mittels dessen auf einfache Weise auch komplexe technische Anlagen projektierbar sind bzw. eine gegebene Projektierung auf Feh­ ler überprüfbar ist.

Bezüglich der einfachen und fehlerfreien Projektierung wird die Aufgabe durch ein rechnergestütztes Projektierungswerk­ zeug gelöst, dem eine Anzahl von technischen Elementen und deren technische Beziehungen eingebbar sind, so dass die Ele­ mente und deren Beziehungen eine technische Anlage spezifi­ zieren, wobei dem Projektierungswerkzeug für jedes Element technische Eigenschaften vorgebbar sind, wobei nur die Vorga­ be technischer Eigenschaften für ein erstes Element zugelas­ sen wird, aufgrund derer es mit einem zweiten Element, mit dem es in Beziehung stehen soll, kompatibel bleibt.

Für die Überprüfung einer gegebenen Projektierung wird die Aufgabe durch ein rechnergestütztes Projektierungswerkzeug gelöst, dem eine Anzahl von technischen Elementen und deren technische Beziehungen eingebbar sind, so dass die Elemente und deren Beziehungen eine technische Anlage spezifizieren, wobei dem Projektierungswerkzeug für jedes Element technische Eigenschaften vorgebbar sind, wobei anhand der Eigenschaften eines ersten und eines zweiten Elements und einer zwischen diesen Elementen bestehenden Beziehung prüfbar ist, ob das erste Element mit dem zweiten Element kompatibel ist.

Soweit es das Prüfen einer bestehenden Projektierung be­ trifft, ist die Prüfung besonders einfach, wenn die Elemente, deren technische Eigenschaften und deren Beziehungen aus ei­ ner Datei bzw. einem Dateikomplex, insbesondere einer ASCII- Datei, auslesbar sind.

Wenn die Elemente, deren technische Eigenschaften und deren Beziehungen interaktiv eingebbar und/oder änderbar sind, sind Neueingaben und Änderungen besonders einfach möglich.

Wenn die Vorgabe der technischen Eigenschaften für die Ele­ mente durch Auswahl eines Elements aus einem Katalog von Ele­ menten mit vordefinierten elementspezifischen Eigenschaften erfolgt, sind interaktive Eingaben besonders komfortabel und einfach zu erstellen. Insbesondere ist in diesem Fall gewähr­ leistet, dass Eingaben sinnvoll sind, das heißt, dass ent­ sprechende Elemente überhaupt zur Verfügung stehen.

Wenn die Prüfung auf Kompatibilität eine Prüfung der Art des ersten und des zweiten Elements, eine Prüfung der bestehenden Beziehung und eine Prüfung umfasst, ob das erste Element eine von der Art des zweiten Elements und/oder der bestehenden Be­ ziehung abhängige technische Bedingung erfüllt, ist die Prü­ fung besonders zuverlässig.

Wenn die Bedingung aus einem in einer Datei bzw. einem Datei­ komplex, insbesondere einer ASCII-Datei, hinterlegten Satz von Bedingungen ausgewählbar ist, arbeitet das Projektie­ rungswerkzeug besonders flexibel. Insbesondere sind die Be­ dingungen in diesem Fall auf einfache Weise - nämlich mittels jedes üblichen Editors - änderbar.

Wenn die eingegebenen bzw. geänderten Elemente, deren techni­ sche Eigenschaften und deren Beziehungen als Datei bzw. Dateikomplex, insbesondere wieder als ASCII-Datei, hinterlegbar sind, sind Projektierungen besonders einfach dokumentierbar.

Das Projektierungswerkzeug ist prinzipiell universell ein­ setzbar. Vorzugsweise aber sind die Elemente elektrische Ele­ mente und die Eigenschaften elektrische, elektronische oder elektromechanische Eigenschaften. Beispiele derartiger Ele­ mente sind Niederspannungsschaltgeräte und deren vor- und nachgeschaltete Elemente.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nach­ folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zei­ gen in Prinzipdarstellung

Fig. 1 ein Beispiel einer technischen Anlage,

Fig. 2 einen Rechner und

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm.

Fig. 1 zeigt ein sehr einfaches Beispiel einer technischen An­ lage. Gemäß Fig. 1 weist sie einen Motor 1 auf, der über ein Kabel 2, ein Schütz 3 und ein weiteres Kabel 4 mit einem Speisebaustein 5 verbunden ist. Der Speisebaustein 5 wird über ein Drehstromnetz 6 gespeist. Die Elemente 1 bis 5 der technischen Anlage sind somit elektrische Elemente, nämlich ein Niederspannungsschaltgerät (Schütz 3), dessen vorgeschal­ tete Elemente (Kabel 4 und Speisebaustein 5) und dessen nach­ geschaltete Elemente (Kabel 2 und Motor 1).

Die technische Anlage gemäß Fig. 1 soll nun mittels eines Rechners 7, der gemäß Fig. 2 mit einem Projektierwerkzeug 8 programmiert ist, projektiert bzw. eine gegebene Projektie­ rung überprüft werden. Dem Rechner 7 sind hierzu die üblichen Ein- und Ausgabeeinheiten 9 bis 12, nämlich eine Tastatur 9, eine Maus 10, ein Monitor 11 und ein Drucker 12, zugeordnet. Mittels der Einheiten 9 bis 12 kommuniziert der Rechner 7 mit einem schematisch dargestellten Anwender 13. Ferner kann dem Rechner 7 gegebenenfalls eine Schnittstelle 14 zugeordnet sein, über die der Rechner 7 mit einem Rechnernetz 15 verbun­ den ist, zum Beispiel dem Internet 15. Im Rahmen der Abarbei­ tung des Projektierungswerkzeugs 8, das ein Programmmodul ist, greift der Rechner 7 dabei unter anderem auf Dateien bzw. Dateikomplexe 16 bis 18 zu (soweit nachfolgend der Ein­ fachheit halber nur von Dateien gesprochen wird, soll dieser Begriff stets auch die Möglichkeit eines Dateikomplexes mit umfassen). Die Dateien 16 bis 18 sind vorzugsweise, aber nicht zwingenderweise, als ASCII-Dateien ausgebildet.

Die Datei 16 ist beispielsweise eine Datei, in der die Ele­ mente 1 bis 5, deren technische Eigenschaften und deren Be­ ziehungen untereinander hinterlegt sind. Die Datei 16 ist von dem Projektierungswerkzeug 8 sowohl les- als auch schreibbar. Die Datei 16 spezifiziert also die technische Anlage. Die Da­ tei 17 enthält einen Katalog von Elementen mit vordefinierten elementspezifischen Eigenschaften. Die Datei 18 enthält Be­ dingungen, auf die die Elemente 1 bis 5 zu prüfen sind.

In dem oben stehend in Verbindung mit Fig. 1 angegebenen Bei­ spiel könnte die Datei 16 z. B. folgenden Aufbau haben:

• 1. 1: Motor Typ 1
  MLFB
  230 V ~
  2 kW
  2
  2
  . . .
• 2. 2: Kabel Typ 3
  MLFB
  500 V
  16 A
  2, 0
  1, 3
  . . .
• 3. 3: Schütz Typ 2
  MLFB
  400 V 3 ~
  16 A
  0, 0
  2, 4
  . . .
• 4. 4: Kabel Typ 2
  MLFB
  500 V
  16 A
  0, 2
  3, 5
  . .
• 5. 5: Speisebaustein Typ 9
  MLFB
  400 V 3 ~
  30 A
  2
  4
  . . .

In der Tabelle bedeuten die Nummern vor dem Doppelpunkt die Nummer des jeweiligen Elements. Hinter dem Doppelpunkt steht dann eine Beschreibung des Elements, eine eindeutige Typenbe­ zeichnung (MLFB = maschinenlesbare Fabrikatbezeichnung) sowie seine elektrischen und elektromechanischen Eigenschaften und seine Beziehungen zu anderen Elementen, insbesondere seine Verbindungen. Dies sei nachstehend anhand des Kabels 2 näher erläutert.

Gemäß oben stehender Tabelle ist das Kabel 2 vom Typ 3. Seine MLFB ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht von Be­ deutung, solange sie nur eindeutig für dieses Kabel ist. Die maximal über das Kabel 2 übertragbare Spannung beträgt 500 Volt, der maximale Strom 16 Ampere. An seinen Enden ist das Kabel mit den Anschlusstypen "2" bzw. "0" versehen. "2" kann beispielsweise eine genormte Steckerbuchse symbolisieren, "0" einfache abisolierte Drahtenden. Das Kabel 2 ist mit den Ele­ menten 1 und 3 direkt verbunden. Ferner kann es weitere Ei­ genschaften (. . .) aufweisen.

Die elektrischen Eigenschaften der Elemente 1 bis 5 sind bei­ spielsweise ihre Spannungen, Ströme, Leistungen usw.. Die Art der Anschlusstechnik (z. B. Typ 2 oder Typ 0) ist eine elekt­ romechanische Eigenschaft. Aber auch elektronische Eigen­ schaften wie z. B. die Art eines Busprotokolls oder eine ma­ ximal zulässige Datenübertragungsrate, kommen in Frage. Die technischen Beziehungen bestehen in der Abfolge der Elemente 1 bis 5.

Die Katalogdatei 17 ist ähnlich aufgebaut wie die Projektie­ rungsdatei 16. Sie enthält jedoch nicht die Zeile, in der festgelegt ist, mit welchen Elementen die einzelnen vordefi­ nierten Elemente zu verbinden sind. Stattdessen kann sie wei­ tere - technische oder nicht technische - Eigenschaften der in ihr hinterlegten Elementbeschreibungen enthalten, z. B. die Abmessungen, das Gewicht, den Hersteller und den Preis des beschriebenen Elements.

Die Datei 16 kann vom Projektierungswerkzeug 8 aus selektiert und ihr Inhalt, also die Elemente 1 bis 5, deren technische Eigenschaften und ihre Beziehungen, ausgelesen werden. Ebenso können die Elemente 1 bis 5, deren technische Eigenschaften und ihre Beziehungen wieder in die Datei 16 eingeschrieben und so in ihr hinterlegt werden. Dies gilt auch, wenn die Da­ tei 16 von außen, beispielsweise über ein Diskettenlaufwerk oder über das Rechnernetz 15, zur Verfügung gestellt wird.

Es ist aber auch möglich, die Elemente 1 bis 5 und ihre tech­ nischen Eigenschaften sowie ihre Beziehungen interaktiv ein­ zugeben bzw. zu ändern. Dabei ist es möglich, einzelne Einga­ ben interaktiv vorzugeben. Es aber auch möglich, eine einfa­ che Elementgruppe (z. B. "Motoren") auszuwählen. In diesem Fall greift das Projektierungswerkzeug 8 auf die Datei 17 zu. Durch Vorgabe des Kriteriums "Motoren" wird der Katalog 17 nach allen Motoren durchsucht und die darin vorspezifizierten Motoren dem Anwender 13 angeboten. Dieser muss dann nur noch ein Element auswählen, um das Element mit allen seinen tech­ nischen Eigenschaften zu spezifizieren. Die Auswahl der Ele­ mentgruppe kann dabei ggf. in Stufen erfolgen, bis das ge­ wünschte Element eindeutig selektiert ist. Es ist also eine sehr einfache Eingabe möglich.

Mittels des Projektierungswerkzeugs 8 ist sowohl eine Prüfung einer bestehenden Projektierung als auch - mit oder ohne Prü­ fung - eine Projektierung als solche möglich. Daher wird ge­ mäß Fig. 3 bei der Abarbeitung des Projektierungswerkzeugs 8 zunächst in einem Schritt 19 abgefragt, ob bereits während der Vorgabe der technischen Eigenschaften eine Überprüfung auf Kompatibilität erfolgen soll. Sodann wird in einem Schritt 20a abgefragt, ob Daten aus der Datei 16 ausgelesen werden sollen. Je nach Ergebnis dieser Eingabe wird entweder sofort oder nach einem Schritt 20b, in dem die Datei 16 in den Rechner 7 eingelesen wird, mit einem Schritt 21 fortge­ fahren.

Im Schritt 21 wird abgefragt, ob ein Test der momentanen Kon­ figuration bzw. technischen Anlage vorgenommen werden soll. Es wird also gefragt, ob die Konfiguration, egal ob alt oder neu eingegeben, egal ob richtig oder falsch eingegeben, auf Kompatibilität geprüft werden soll.

Bejahendenfalls wird in einem Schritt 22 für jedes Paar von Elementen 1 bis 5 überprüft, ob zwischen diesen Elementen 1 bis 5 eine Beziehung besteht und welche Einschränkungen dies beispielsweise für die Kompatibilität der Elemente 1 bis 5 hat. Diese Prüfung erfolgt unter Abarbeitung der in der Datei 18 hinterlegten Bedingungen. Zur Prüfung werden also die Ei­ genschaften der Elemente 1 bis 5, etwaige zwischen den Ele­ menten 1 bis 5 bestehende Beziehungen und die Bedingungen der Datei 18 herangezogen.

In einem Schritt 23 wird dann überprüft, ob eine Inkompatibi­ lität ermittelt wurde. Wenn ja, wird zunächst zu einem Schritt 24 verzweigt, in dem eine Fehlermeldung ausgegeben wird. Ansonsten wird direkt zu einem Schritt 25 verzweigt. Im Schritt 25 wird abgefragt, ob die Abarbeitung des Projektie­ rungswerkzeugs 8 beendet werden soll. Wenn ja, wird die Abar­ beitung beendet, ansonsten wird zum Schritt 19 zurückgesprun­ gen.

Wenn im Schritt 21 die Durchführung des Test verneint wurde, wird zu einem Schritt 26 verzweigt. Dort wird vom Projektie­ rungswerkzeug 8 interaktiv eine Ein- bzw. Vorgabe abgefragt.

Die Eingabe kann z. B. die Neueingabe oder das Löschen eines Elements sein. Die Eingabe kann auch die Vorgabe einer Eigen­ schaft, z. B. der Nennleistung des Motors 1 sein.

Im Falle einer Einzeleingabe einer technischen Eigenschaft, z. B. einer Nennleistung, wird diese zunächst nur vorläufig übernommen. Sodann wird in einem Schritt 27 überprüft, ob im Schritt 19 eine sofortige Prüfung von Eingaben gewünscht wurde. Wenn nicht, wird die Eingabe unabhängig davon, ob sie mit bisherigen Eingaben kompatibel ist oder nicht, endgültig übernommen. Ansonsten wird in einem Schritt 29 überprüft, ob die Eingabe mit bisherigen Eingaben kompatibel ist. Wenn sie kompatibel ist, wird sie in einem Schritt 30 übernommen, an­ sonsten in einem Schritt 31 abgelehnt.

Gegebenenfalls kann der Benutzer in Schritt 26 aber auch in einem ersten Teilschritt eingeben, dass er z. B. einen Motor spezifizieren möchte. Das Projektierungswerkzeug 8 greift in diesem Fall auf die Katalogdatei 17 zu und bietet dem Anwen­ der 13 Motoren zur Auswahl an. Falls im Schritt 19 eine so­ fortige Prüfung auf Kompatibilität eingegeben wurde, wird nur eine Auswahl möglicher Motoren angeboten. Die Auswahl kann dabei beispielsweise darin bestehen, dass tatsächlich aus­ wählbare Elemente in voller Schrift und nicht auswählbare Elemente schattiert dargestellt werden.

Die Prüfung auf Kompatibilität findet im letztgenannten Fall bereits vor der endgültigen Auswahl des betreffenden Elements statt. In beiden Fällen wird aber nur die Vorgabe technischer Eigenschaften zugelassen, aufgrund derer das betreffende spe­ zifizierte Element, z. B. der Motor 1, mit den anderen Ele­ menten, z. B. 2 bis 5, kompatibel bleibt.

Eine technische Bedingung für ein neu spezifiziertes Element besteht beispielsweise darin, dass seine Anschlusstechnik zu der des zuvor spezifizierten Elements, mit dem es unmittelbar verbunden werden soll, kompatibel sein muss. Die Kompatibili­ tät kann anhand der Spezifikation der einzelnen Elemente 1 bis 5 (siehe obige Tabelle) überprüft werden. Die Überprüfung ist dabei, wie obenstehend ausgeführt, wahlweise während des Tests (im Schritt 22) oder aber bereits bei der Vorgabe einer neuen Eigenschaft (Prüfung im Schritt 29 oder bei Eingabe im Schritt 26) möglich. Der Unterschied zwischen beiden Vorge­ hensweisen besteht im wesentlichen lediglich darin, dass im erstgenannten Fall beide Elemente bereits spezifiziert sind und daher dem Projektierungswerkzeug 8 nicht bekannt ist, welches zuerst spezifiziert wurde. Es kann also nur auf eine Inkompatibilität hingewiesen werden. Im zweiten Fall hingegen entsteht die Inkompatibilität durch Vorgabe einer neuen tech­ nischen Eigenschaft für eines der Elemente. In diesem Fall kann der Anwender 13 sofort darauf hingewiesen werden, dass diese Eigenschaft zu einer Inkompatibilität mit einem zweiten Element führt, mit dem dieses Element in Beziehung stehen soll. Gegebenenfalls kann sogar bereits im Vorfeld bewirkt werden, dass nur kompatible Elemente aus der Katalogdatei 17 selektierbar sind.

Zum Testen auf Kompatibilität werden zunächst die Arten der Elemente erfasst und gegebenenfalls miteinander verglichen. So muss beispielsweise in der Regel das Schütz 3 mit zwei Ka­ beln (hier Kabel 2 und 4) verbunden sein. Ferner wird über­ prüft, welche Beziehung zwischen den Elementen besteht und welche Bedingung sich daraus ergibt. Beziehungen zwischen Elementen sind beispielsweise unmittelbarer Vorgänger oder Nachfolger bzw. mittelbarer Vorgänger oder Nachfolger. Weite­ re Prüfungen umfassen beispielsweise, ob der angegebene Ka­ belquerschnitt eines der Kabel 2, 4 ausreicht, um die erfor­ derliche Leistung zum Motor 1 zu übertragen. Ferner kann bei­ spielsweise überprüft werden, ob das Schütz 3 die erforderli­ che Stromtragfähigkeit aufweist oder der Speisebaustein 5 die erforderliche Spannung und die erforderliche Leistung abgeben kann.

Allgemein sind die Voraussetzungen einer einzelnen Prüfung, dass das erste Element von einer ersten Art und das zweite Element von einer zweiten Art ist sowie zwischen den beiden Elementen eine vorbestimmte Beziehung besteht und eine Eigen­ schaft des einen Elements eine bestimmte Bedingung erfüllt. Sind diese Voraussetzungen gegeben, muss entweder das andere Element oder aber das erstgenannte Element auch eine zweite Bedingung erfüllen. Ansonsten ist eine Inkompatibilität gege­ ben.

Die Bedingungen können im Projektierungswerkzeug 8 selbst implementiert sein. Vorzugsweise aber sind sie - ebenfalls wieder im ASCII-Format - in der Bedingungsdatei 18 hinter­ legt. Die dort hinterlegten Bedingungen bilden insgesamt ei­ nen Satz von Bedingungen, der aufgrund des Speicherformats (ASCII) der Bedingungsdatei 18 leicht mittels jedes Editors änderbar ist.

Claims (10)

1. Rechnergestütztes Projektierungswerkzeug, dem eine Anzahl von technischen Elementen (1-5) und deren technische Bezie­ hungen eingebbar sind, so dass die Elemente (1-5) und deren Beziehungen eine technische Anlage spezifizieren, wobei dem Projektierungswerkzeug für jedes Element (1-5) technische Eigenschaften vorgebbar sind, wobei nur die Vorgabe techni­ scher Eigenschaften für ein erstes Element (z. B. 3) zugelas­ sen wird, aufgrund derer es mit einem zweiten Element (z. B. 5), mit dem es in Beziehung stehen soll, kompatibel bleibt.

2. Rechnergestütztes Projektierungswerkzeug, dem eine Anzahl von technischen Elementen (1-5) und deren technische Bezie­ hungen eingebbar sind, so dass die Elemente (1-5) und deren Beziehungen eine technische Anlage spezifizieren, wobei dem Projektierungswerkzeug für jedes Element (1-5) technische Eigenschaften vorgebbar sind, insbesondere Projektierungswerkzeug nach Anspruch 1, wobei anhand der Eigenschaften eines ersten und eines zweiten Elements (z. B. 3, 5) und einer zwischen diesen Elementen (3, 5) bestehenden Beziehung prüfbar ist, ob das erste Element (3) mit dem zweiten Element (5) kompatibel ist.

3. Projektierungswerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (1-5), deren technische Eigenschaften und deren Beziehungen aus einer Datei bzw. einem Dateikomplex (16), insbesondere einer ASCII-Datei (16), auslesbar sind.

4. Projektierungswerkzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (1-5), deren technische Eigenschaften und deren Beziehungen interaktiv eingebbar und/oder änderbar sind.

5. Projektierungswerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgabe der technischen Eigenschaften für die Ele­ mente (1-5) durch Auswahl eines Elements aus einem Katalog (17) von Elementen mit vordefinierten elementspezifischen Ei­ genschaften erfolgt.

6. Projektierungswerkzeug nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfung auf Kompatibilität eine Prüfung der Art des ersten und des zweiten Elements (3, 5), eine Prüfung der be­ stehenden Beziehung und eine Prüfung, ob das erste Element (3) eine von der Art des zweiten Elements (5) und/oder der bestehenden Beziehung abhängige technische Bedingung erfüllt, umfasst.

7. Projektierungswerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedingung aus einem in einer Datei bzw. einem Datei­ komplex (18), insbesondere einer ASCII-Datei (18), hinterleg­ ten Satz von Bedingungen ausgewählbar ist.

8. Projektierungswerkzeug nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eingegebenen bzw. geänderten Elemente (1-5), deren technische Eigenschaften und deren Beziehungen als Datei bzw. Dateikomplex (16), insbesondere als ASCII-Datei (16), hinter­ legbar sind.

9. Projektierungswerkzeug nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (1-5) elektrische Elemente (1-5) und die Eigenschaften elektrische, elektronische oder elektrome­ chanische Eigenschaften sind.

10. Projektierungswerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (1-5) Niederspannungsschaltgeräte (3) und deren vor- und nachgeschaltete Elemente (1, 2, 4, 5) sind.