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Die
Erfindung betrifft ein Administrationssystem zur Administration
von Automatisierungskomponenten sowie ein Verfahren zur Administration
von Automatisierungskomponenten.
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Moderne
Kommunikationsmethoden, wie beispielsweise das Internet oder die
Nutzung von Telefonleitungen, beispielsweise für Peer to
Peer Verbindungen (P2P), ermöglichen heutzutage auch den Fernzugriff
auf Automatisierungssystemkomponenten. Hersteller und Bediener von
Automatisierungssystemen können dadurch aus der Ferne über
Kommunikationsnetzwerke auf einzelne Automatisierungssystemkomponenten
zugreifen und diese bezüglich ihrer Funktionalität überwachen
und/oder programmieren. Auch eine sogenannte zustandsorientierte Überwachung
von Automatisierungssystemkomponenten durch beispielsweise die Hersteller dieser
Komponenten oder sogenannte OEM's (Original Equipment Manufacturer)
gewinnt immer mehr an Bedeutung und ist auch unter dem Begriff Condition Monitoring
bekannt. Durch das Condition Monitoring lassen sich Instandhaltungsvorgänge
optimieren und das Ausfallrisiko beispielsweise von Werkzeugmaschinen
auf ein Minimum reduzieren. Gleichzeitig kann die technische Verfügbarkeit
der Maschinen erhöht werden.
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Das
US-Paten mit der Nummer 3,882,305 beschreibt
ein Kommunikationssystem für Werkzeugmaschinen, welches
mittels einer Modemverbindung aus der Ferne auf die Maschinensteuerung zugreift
und unter Verwendung von Analyse-Diagnostik-Software fern von der
Maschine eine Fernwartung durchführt. In diesem konkreten
Fall erfolgt die Zuordnung zwischen Diagnosevorrichtung und Maschine
mittels einer Telefonverbindung. Die charakteristischen Daten der
Maschine während Ihres Betriebes werden überwacht
und an die Diagnosevorrichtung mittels der Modemverbindung übermittelt.
Die Diagnosevorrichtung vergleicht diese übermittelten IST-Daten
mit in der Diagnosevorrichtung abgelegten Soll-Daten und überprüft
mittels eines Soll/Ist-Vergleiches, ob sich die Maschine noch innerhalb
der zulässigen Parametertoleranzen befindet. Bei den Sollwertdaten
kann es sich um Daten derselben Maschine aus vorherigen Diagnosesitzungen
handeln, wodurch beispielsweise durch fortwährenden Vergleich der
vorherigen Sollwert-Daten mit den aktuellen Ist-Daten der Fortschritt
des Verschleißes der Maschinenkomponenten kontrolliert
werden kann. Alles in allem erhält der Betreiber der Diagnosevorrichtung ein
Bild vom aktuellen Zustand der fernen Maschine und kann entscheiden,
ob Wartungsmaßnahmen oder vorbeugende Maßnahmen
erforderlich werden. Das System kann sowohl zur Lokalisierung von
Fehlfunktionen der Maschine, als auch zur vorbeugenden Wartung eingesetzt
werden.
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Die
zuvor genannte Diagnoseeinrichtung könnte nun beispielsweise
bei einem OEM-Hersteller angeordnet sein und die eigentliche Maschine
beim Maschinenbetreiber, also dem Kunden des OEM-Maschinenherstellers.
Es besteht nun das Risiko, dass im Rechner des Maschinenherstellers
Daten aller möglichen Maschinenbetreiber (Kunden) abgelegt sind.
Dies stellt eine erhebliche Sicherheitslücke dar, weil
nun der Maschinenhersteller quasi Zugriff auf sämtliche
für die Fertigung relevanten Kundeninformationen hat. Er
könnte beispielsweise aus den Daten die Auslastung der
Maschinen, den Zustand der Maschinen, die Art der Maschinen und
die Verwendung der Maschinen ableiten. Durch Zugriff eines Unberechtigten
auf das System des Maschinenherstellers, beispielsweise über
das Internet, ist die Datensicherheit der Maschinebetreiber nicht
mehr gewährleistet.
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Außerdem
wäre es theoretisch denkbar, dass unberechtigte Dritte
mittels der Recheneinheit des Maschinenherstellers auf die kundenseitigen Maschinen
zugreifen und durch Eingriffe in den Fertigungsbetrieb dem Maschinenbetreiber
Schaden zufügen könnten.
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Die
Erfindung beschreibt ein sicheres Administrationssystem. Das Administrationssystem
umfasst einen separaten ersten Zentralserver und zumindest eine
separate erste Automatisierungssystemkomponente sowie ein erstes
Kommunikationsnetzwerk. Der erste Zentralserver steht mittels des Kommunikationsnetzwerkes
mit der ersten Automatisierungssystemkomponente derart in Verbindung, dass
eine Kommunikation zwischen Zentralserver und Automatisierungssystemkomponente
herstellbar ist. Erfindungsgemäß wird ein separater
erster Zwischenserver sowie ein zweites Kommunikationsnetzwerk vorgesehen,
wobei der erste Zwischenserver mittels des zweiten Kommunikationsnetzwerkes
mit der ersten Automatisierungssystemkomponente derart in Verbindung
steht, dass eine Kommunikation zwischen dem ersten Zwischenserver
und der ersten Automatisierungssystemkomponente realisierbar ist, wobei
der erste Zentralserver mittels des ersten Kommunikationsnetzwerkes
mit dem ersten Zwischenserver derart in Verbindung steht, dass eine Kommunikation
zwischen dem ersten Zentralserver und dem Zwischenserver realisiert
ist.
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Diese
Lösung hat den Vorteil, dass sensible Kundendaten (Maschinendaten,
Maschinenzustandsdaten, Daten bezüglich der Auslastung
der Maschinen, verwendete Werkzeuge, Zustand der Werkzeuge, usw.)
nicht mehr zentral auf einem einzigen Rechner, beispielsweise beim
Maschinenhersteller, gespeichert werden. Die Daten können
zentral direkt beim Verwender der Maschinen gespeichert werden.
Demgemäß ist der Verwender der Maschinen selbst
für die Sicherheit der Daten zuständig und liefert
dem Maschinenhersteller über die Zwischeninstanz, nämlich
den Zwischenserver, nur diejenigen Maschinendaten, welche beispielsweise
für eine Diagnose oder vorbeugende Wartung unbedingt erforderlich
sind.
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Mittels
der zusätzlichen Instanz des Zwischenservers ist es außerdem
möglich, eine einheitliche und standardisierte Anbindung
zwischen Zwischenserver und Maschine zu realisieren. Die vom Zwischenserver
verwalteten Daten können eindeutig einem Maschinenbetreiber
zugeordnet werden, nämlich über den Zwischenserver
des Maschinenbetreibers selbst. Mittels des Zentralservers wird
unter Verwendung des Zwischenservers eine sichere und gezielte Ferninbetriebnahme,
Fernwartung, Fernüberwachung von Automatisierungssystemen
möglich, ohne dass kritische Daten das vom Maschinenbetreiber
kontrollierte Umfeld verlassen. Als Kommunikationsnetzwerke würde
sich beispielsweise das Intranet des Maschinenbetreibers in Verbindung
mit dem Internet anbieten.
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Vorteilhaft
bei der erfindungsgemäßen Lösung ist
auch, dass hier eine gleichberechtigte Kommunikation zwischen zwei
Servern, nämlich dem Zentralserver und dem Zwischenserver
stattfinden kann. Im Gegensatz dazu sind beim Kleinserverbetrieb
die kommunizierenden Instanzen nicht gleichberechtigt. Dieses Modell gleichberechtigter
Server ermöglicht es Aufgaben und Dienstleistungen innerhalb
des Netzwerkes zu verteilen. Jeder Server kann auf Wunsch vom anderen
Server eine Aufgabe anfordern oder einen Dienst starten.
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Die
Erfindung ermöglicht es unter Beachtung hoher Sicherheitsanforderungen
ein weltweites Fernwartungsnetz und Servicenetz für Maschinen
durch Maschinenhersteller oder Maschinenkomponentenhersteller aufzubauen.
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Vorzugsweise
ist bei dem erfindungsgemäßen Administrationssystem
zumindest eine Leitebene vorgesehen, welche derart mit einem der
Server mittelbar oder unmittelbar in Verbindung steht, dass diese
mit zumindest einem der Server Daten austauschen kann. Diese Leitebene
könnte beispielsweise ein sogenanntes MES (Manufacturing
Execution System) sein. Die mittelbare Verbindung könnte
unter Verwendung einer direkten Leitungsverbindung oder einer drahtlosen
Verbindung realisiert sein. Die unmittelbare Verbindung könnte
beispielsweise über das Internet und weitere Zwischeninstanzen
erfolgen.
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Das
MES hat beispielsweise die Aufgabe Fertigungsdaten zu analysieren
und den Stand der Fertigung zu überwachen, um beispielsweise
logistische Prozesse zu starten. Bei dem MES handelt es sich um
eine Prozessleitebene, die den gesamten Fertigungsprozess überwachen
und kontrollieren könnte. Erhält das MES beispielsweise
mittels des erfindungsgemäßen Administrationssystems
Daten bezüglich bevorstehender wahrscheinlicher Maschinenausfälle,
so könnten automatisch durch das MES Maßnahmen
in die Wege geleitet werden, um diesen Ausfällen vorzubeugen.
Das MES ist also direkt an die Automatisierungskomponenten mittels
der erfindungsgemäßen Anordnung angebunden und
ermöglicht die Kontrolle der Funktion. Klassische Datenerfassungen
und Datenaufbereitungen, wie beispielsweise die Betriebsdatenerfassung,
die Maschinendatenerfassung und die Personaldatenerfassung, aber auch
alle anderen Prozesse, die eine zeitnahe Auswirkung auf den Fertigungs-
oder Produktionsprozess haben, können vom MES übernommen
werden. Erfindungsgemäße Lösungen in
Verbindung mit einem MES ermöglichen daher eine mehr oder
weniger vollautomatische Produktionssteuerung.
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Im
folgenden werden nun einige erfindungsgemäße Ausgestaltungsformen
erläutert, welche alle den Vorteil aufweisen, dass die
erfindungsgemäße Lösung mittels dieser
Ausgestaltungsformen kundenspezifisch adaptiert und skaliert werden
können. Die nachfolgenden Architekturen bzw. Administrationssystemebenen
ermöglichen es dem Kunden die erfindungsgemäße
Lösung an seine speziellen Wünsche anzupassen.
Hierzu ist insbesondere vorgesehen, dass der erste Zwischenserver
und das zweite Kommunikationsnetzwerk derart realisiert sind, dass eine
Kommunikation des ersten Zwischenservers mit zumindest zwei Automatisierungssystemkomponenten
realisierbar ist. Im Bereich Condition Monitoring kann der erste
Zwischenserver beispielsweise im Gegensatz zu bisherigen Condition
Monitoring Systemen zeit- oder ereignisgesteuert Daten aus den Steuerungen
der zu überwachenden Maschinen abholen. Der Vorteil hierbei
liegt im äußerst geringen Inbetriebnahmeaufwand,
da beispielsweise zur Überwachen von Parametern, wie beispielsweise
einer Achstemperatur, steuerungsseitig kein Aufwand entsteht. Lediglich
auf Seiten des Zwischenservers ist eine Variable für die Überwachung
vorzugeben, sowie die Reaktion bei Überschreiten einer
Warngrenze bzw. einer kritischen Grenze zu definieren.
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Weiter
vorzugsweise sind mehrere voneinander unabhängige zweite
Kommunikationsnetzwerke zwischen dem ersten Zwischenserver und mehreren
Automatisierungssystemkomponenten realisiert, so dass eine im wesentlichen
gleichzeitige Kommunikation des ersten Zwischenservers mit mehreren
Automatisierungssystemkomponenten realisierbar ist. Dies ermöglicht
die Anwendung in Verbindung mit besonders gesicherten oder abgeschotteten
Fertigungsnetzwerken.
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Weiter
vorzugsweise sind mehrere Zwischenserver vorgesehen, welchen jeweils
mittels zumindest eines separaten Kommunikationsnetzwerkes derart
mit einer oder mehreren Automatisierungssystemkomponenten verbunden
sind, dass eine im Wesentlichen gleichzeitige Kommunikation der
Zwischenserver mit den Automatisierungssystemkomponenten möglich
ist. Überwachungsaufgaben und ähnliches lassen
sich so von den Steuerungssystemen weg in die Zwischenserver verlagern. Die
Steuerungssysteme (insbesondere deren SPS) können somit
entlastet werden.
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Ganz
besonders bevorzugt ist mittels des separaten Kommunikationsnetzwerkes
eine im Wesentlichen gleichzeitige Kommunikation zwischen zumindest
zwei Servern untereinander realisiert. Vorteilhaft ist dies für
den Austausch von Nutzerrechten nach dem Eintrag eines neuen Nutzers,
die Nutzung eines Zwischenservers als Backup-Server und den Austausch
von Daten, um bereits auf Ebene der Zwischenserver Datenvergleiche
von Maschinen durchzuführen, die verschiedenen Zwischenservern
zugeordnet sind.
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Für
die Abdeckung besonders komplexer Anforderungen ist es auch möglich,
dass mehrere Zentralserver vorgesehen sind, wobei das erste Kommunikationsnetzwerk
derart realisiert ist, dass eine Kommunikation der Zentralserver
im Wesentlichen gleichzeitig mit mehreren Zwischenservern realisierbar
ist. Vorteile: a) Unterschiedliche Nutzer/Nutzergruppen können
von verschiedenen Standorten aus unter Berücksichtigung
ihrer Zugriffsrechte auf die Daten der einzelnen Zwischenserver oder
auf deren über ein Netzwerk angebundene Steuerungen lesend
und/oder schreibend zugreifen; b) Anwendung besonderer Back-Up Strategien;
c) Übergreifende Datensammler, die einen übergreifenden
Vergleich von Maschinendaten ermöglichen, realisierbar.
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Besonders
bevorzugt beruht die Kommunikation des ersten Zentralservers mit
der ersten Automatisierungssystemkomponente auf einer indirekten Kommunikation
unter Verwendung des ersten Zwischenservers. Der Zentralserver hat
also niemals direkten Kontakt zur Automatisierungssystemkomponente.
Der Zwischenserver dient quasi als zusätzliche Instanz,
die im Falle beispielsweise eines Angriffes durch unberechtigte
Dritte zunächst überwunden werden müsste,
um direkten Zugriff auf die Maschinen zu erhalten. Außerdem
kann die Kommunikation des Zwischenservers mit dem Zentralserver
derart gestaltet werden, dass der Zentralserver nur diejenigen Maschinendaten
erhält, die der Maschinenbetreiber ohnehin für
Außenstehende zur Verfügung stellen möchte.
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Üblicherweise
umfasst der Zentralserver eine Recheneinheit. Diese dient zur Verarbeitung, insbesondere
zum Abruf und/oder zur Bereitstellung und/oder zur Überwachung
und/oder zur Diagnose, von bezüglich einer Automatisierungssystemkomponente relevanten
Daten und/oder zur Bereitstellung von Diensten, insbesondere auch
von ablauffähigen Programmen für Automatisierungskomponenten (Updates).
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Durch
diese Maßnahme kann der Hersteller einen zentralisierten
Servicepunkt aufbauen und Dienstleistungen für alle Kunden
anbieten.
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Auch
ist es vorteilhaft, wenn der Zwischenserver eine Recheneinheit umfasst,
welche zur Entgegennahme von bezüglich einer Automatisierungssystemkomponente
relevanten Daten, insbesondere von ablauffähigen Programmen
für Automatisierungssystemkomponenten, dient. Der Zwischenserver
könnte beispielsweise im Gegensatz zum Zentralserver direkt
beim Kunden angeordnet sein und mittels einer Internetverbindung
(VPN) mit dem Zentralserver kommunizieren. Der Zwischenserver hat
in diesem Zusammenhang die Funktion einer Datensammeleinrichtung,
welche lokal zugeordneten Automatisierungssystemkomponenten zugeordnet
ist. Der Zwischenserver könnte in regelmäßigen
Abständen die Daten von den Automatisierungssystemkomponenten
abrufen und dem Zentralserver automatisch zusenden oder auf Abruf
des Zentralservers zur Verfügung stellen. Durch geeignete
Sicherheitsmaßnahmen, wie beispielsweise die Verwendung
einer Firewall, kann der Zugang zum Zwischenserver geschützt
werden.
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Vorzugsweise
umfasst jede Automatisierungssystemkomponente oder jede Automatisierungssystemkomponentengruppe
eine Recheneinheit, insbesondere eine Steuerung, welche zwischen Automatisierungssystemkomponente
und Zwischenserver geschaltet ist und mit dem Zwischenserver in Kommunikationsverbindung
steht. Diese Recheneinheit ist vorzugsweise von der Automatisierungssystemkomponente
oder der Automatisierungssystemkomponentengruppe umfasst. Bei der
Automatisierungssystemkomponentengruppe könnte es sich
beispielsweise um eine Werkzeugmaschine handeln, welche mit einer
Vielzahl von elektrisch angetriebenen Achsen und einer Werkzeugmaschinensteuerung
ausgestattet ist. Bei einer solchen Architektur ist es dann nicht
erforderlich jede einzelne Automatisierungssystemkomponente mit
dem Zwischenserver zu verbinden. Es würde genügen
die Recheneinheit mit dem Zwischenserver zu verbinden, während
die Recheneinheit mit allen Automatisierungssystemkomponenten in
Verbindung kommuniziert.
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Die
Automatisierungssystemkomponenten können somit indirekt
mittels der Recheneinheit mit dem Zwischenserver kommunizieren,
bzw. der Zwischenserver kann indirekt mittels der Recheneinheit beispielsweise
die charakteristischen Daten der Automatisierungssystemkomponenten
oder deren aktuellen Zustand abfragen. Handelt es sich beispielsweise
bei der kundenseitigen Anordnung um eine Fabrikhalle mit einer Vielzahl
von Bearbeitungsmaschinen, so könnte ein Zwischenserver
sämtliche Recheneinheiten der verschiedenen Maschinen administrativ
betreuen und diese Daten gesammelt für die Weiterverarbeitung
durch den Zentralserver bereithalten. Vorzugweise ist die Recheneinheit
derart realisiert, dass mittels dieser die Zustandsdaten der Automatisierungssystemkomponenten
in Echtzeit erfassbar und an den Zentralserver und/oder den Zwischenserver
weiterleitbar sind. Dadurch ist es möglich während
des Betriebs einzugreifen, beispielsweise in einen laufenden Produktionsvorgang.
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Ganz
besonders bevorzugt ist von der Recheneinheit eine Analysevorrichtung
zur Vereinfachung und/oder Optimierung von Prozessabläufen unter
Berücksichtigung mindestens einer Automatisierungssystemkomponente
umfasst. Die Analysevorrichtung umfasst eine Datensammeleinrichtung, welche
Datensätze sammelt, die insbesondere für die Taktbedingungen
von Automatisierungssystemkomponenten charakteristisch sind und
an einen Server übertragbar sind. Bei diesem Server könnte
es sich sowohl um den zuvor erwähnten Zentralserver, als
auch um den zuvor erwähnten Zwischenserver handeln. Automatisierungssystemkomponenten, welche
mittels einer übergeordneten Steuerung, beispielsweise
in Form einer Werkzeugmaschine, zusammenwirken, weisen eine Vielzahl
von Teilsystemen auf, wobei die einzelnen Teilsysteme der Maschine
jeweils mit Prozessabläufen mit zumindest teilweise unterschiedlichen
Taktbedingungen arbeiten.
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Unter
Automatisierungssystemkomponenten der Maschine können beispielsweise
einzelne Motoren (Digitale/Analoge Antriebe) oder auch Einrichtungen
verstanden werden, die einen gewissen Teilvorgang eines gesamten
Arbeitsvorgangs bewerkstelligen, wie z. B. Bohren, Schleifen, Fräsen
und dergleichen. Daneben kann es sich bei einem Teilsystem auch
um ein sensorgesteuertes System handeln.
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Unter
Datensätzen werden solche Datensätze verstanden,
welche einen bestimmten Prozessablauf eines Teilsystems, wie beispielsweise
die Bewegung einer Spindel, beschreiben (z. B. NC-Sätze). Unter
Daten bzw. Datensätzen können auch gemessene Signale
bzw. die im Rahmen der Signalmessungen ermittelten Werte verstanden
werden.
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Bei
der Datensammeleinrichtung handelt es sich insbesondere, aber nicht
ausschließlich, um eine Speichereinrichtung beispielsweise
in Form einer flüchtigen Speichereinrichtung oder auch
in Form eines permanenten Speichers. In diesen Speicher werden die
Datensätze eingelesen, um diese später für
den Benutzer zu visualisieren. Damit ist es möglich die
Daten auf verschieden Zeitebenen, insbesondere taktsynchron, zu
sammeln und anzuzeigen. Somit wird insgesamt eine Möglichkeit
geschaffen übergeordnet die Daten verschiedener Teilsysteme
unter dem Aspekt der Taktzeitanalyse zu visualisieren. Es werden
bevorzugt Daten in korrespondierenden Zeiträumen angezeigt,
was mit Hilfe von Zeitstempeln bewerkstelligt werden kann.
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Es
können vorzugsweise wenigstens zwei Datensätze
teilweise gemeinsam dargestellt werden, wobei das Vergleichsergebnis
welches aus dem Vergleich beider Datensätze resultiert,
an einen der Server, entweder den Zentralserver und/oder den Zwischenserver, übertragen
werden kann. Bei der Recheneinheit handelt es sich vorzugsweise
um eine SPS und/oder eine NC und/oder eine Bahnsteuerung und/oder
eine Kombination aus den zuvor genannten Komponenten.
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Vorzugsweise
umfasst der Zentralserver und/oder der Zwischenserver wenigstens
ein Mittel zur Bereitstellung zumindest einer der folgenden Dienste:
Abrufdienst
für Dokumente, insbesondere durch Verwendung eines Webservers.
Die Server können somit für den Abruf bzw. die
Bereitstellung von für Automatisierungssystemkomponenten
spezifischen Informationen genutzt werden.
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Abrufdienst
für Geschäftsdaten, insbesondere mittels einer
standardisierten SAP-Anbindung. Es wird somit möglich ein
Fertigungsmanagementsysteme (Manufacturing Execution System, MES
oder Enterprise Resource Planing, RAP) direkt an die Automatisierungsebene
anzubinden, um beispielsweise das Bestellwesen oder die Materialverbrauchsüberwachung
und dergleichen vollautomatisiert abzuwickeln.
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Kommunikationsdienste
zur Koordination der Überwachung der Auslastung der Kommunikationsnetze.
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OEM-Dienste,
als Datenschnittstelle für Hersteller der Automatisierungssystemkomponenten. Hierdurch
ist für Hersteller die Zugriffsmöglichkeit auf Ihre
Automatisierungssystemkomponenten beim Kunden und die Fernwartung
gewährleistet.
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Virtualisierung
von Automatisierungssystemkomponenten. Es ist damit möglich
beispielsweise für die Automatisierungssystemkomponentenhersteller
die beim jeweiligen Kunden vorhandenen Versionsstände zu
simulieren und eine der Version entsprechende Wartung durchzuführen.
Arbeitsflussplanung zur Protokollierung von Arbeitsschritten. Hierdurch
ist es möglich die von den jeweiligen Automatisierungssystemkomponenten
durchgeführten Arbeitsschritte im Rahmen des Fertigungsprozesses
zu protokollieren und im Rahmen beispielsweise einer Fehleranalyse
zu verwenden.
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Benachrichtigungsservice
zur Benutzerbenachrichtigung. Nach Durchführung von Tests
lokal vor Ort gesteuert durch den Zentralserver oder den Zwischenserver
ist es möglich mittels dieses Dienstes den Instandsetzer
oder Betreuer der Maschinen beim Kunden über das Ergebnis
beispielsweise einer Analyse (z. B. Kreisformtest bei Werkzeugmaschinen)
via E-Mail oder SMS oder sonstige Datenübermittlungsdienste
zu informieren.
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Zugriffsverwaltung
und/oder Benutzerverwaltung. Diese Dienste erhöhen die
Sicherheit der Anordnung, indem benutzerspezifische Rechte vergeben
werden.
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Dokumentation
und/oder Servicedatenbank, beispielweise ein FAQ-Forum mit der Beantwortung häufig
vorkommender Fragestellungen zur Erleichterung der Inbetriebnahme
und Wartung.
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Protokollierung
von Benutzerinteraktionen. Dieser Punkt hat vor allem rechtliche
Hintergründe. In Haftungsfällen kann beispielsweise
nachvollzogen werden welcher Benutzer wann welche Schritte vorgenommen
hat. Es könnte beispielsweise festgehalten werden, ob ein
Benutzer vor dem Eingriff in eine Automatisierungskomponente sicherheitsrelevante Maßnahmen
ergriffen oder diese ignoriert hat. Bei Fehlverhalten des Benutzers
könnte somit die Haftung für etwaige Schäden
vom Hersteller ausgeschlossen werden.
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Analysedienst
von für Automatisierungssystemkomponenten spezifische Zustände,
wie beispielsweise Informationen zum Verschleiß der Komponenten.
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Überwachung
von für Automatisierungssystemkomponenten spezifische Zustände,
wie beispielsweise der Vergleich von IST-Zuständen mit Soll-Zuständen
und die Ableitung von Maßnahmen aus dem Vergleichsergebnis.
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Datenaustauschdienste
und/oder Datenmanagementdienste oder Datensicherung.
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Alle
diese Dienste erleichtern die Fernwartung oder Automatisierung von
Fertigungsprozessen.
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Vorzugsweise
erfolgt die Kommunikation, insbesondere die Kommunikation zwischen
dem Zwischenserver und dem Zentralserver, mittels eines sicheren
Kommunikationsprotokolls. Hierdurch wird der Tatsache vorgebeugt,
dass unberechtigte Dritte in die Kommunikation eingreifen oder diese
abhören können.
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Zur
Realisierung der Kommunikation umfassen die Server entsprechende
Interpreter und Protokollstacks, welche auf standardisierten Verfahren aufsetzen.
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Besonders
bevorzugt ist für die Kommunikation zwischen Zentralserver
und Zwischenserver von jedem Server ein Mittel zur Realisierung
einer Kommunikation mittels eines standarisierten Netzwerkprotokolls
umfasst. Das Mittel umfasst vorzugsweise eine Datenaufbereitungsvorrichtung
mit einer ersten Schnittstelle zur Anbindung eines ersten Servers
an die Vorrichtung mittels eines ersten Datenprotokolls und mit
einer zweiten Schnittstelle zur Anbindung eines zweiten Servers
und/oder einer Automatisierungssystemkomponente an die Vorrichtung
mittels eines zweiten Datenprotokolls. Es sind ein Datenerfassungsmittel
und ein Datenübertragungsmittel umfasst, welche beide mit
zumindest einer der Schnittstellen verbunden sind und untereinander
derart verbunden sind, dass eine Kommunikation zwischen den an den
Schnittstellen anschließbaren Systemen realisierbar ist.
Zusätzlich ist ein Datenkonvertierungsmittel umfasst, welches
die Protokolle beider Schnittstellen ineinander überführt.
Zusätzlich umfasst das Mittel:
Einen in die Vorrichtung
integrierten Langzeitdatenspeicher für die Speicherung
von mittels des Datenerfassungsmittels erfassten Rohdaten, insbesondere von
Betriebparametern einer an die Vorrichtung anschließbaren
Automatisierungssystemkomponente;
Eine in die Vorrichtung integrierte
Datenanalyseeinheit zur Analyse der im Langzeitdatenspeicher abgelegten
Rohdaten;
Ein in die Vorrichtung integriertes Konfigurationsmittel
zur Konfiguration der Datenanalyseeinheit bezüglich der
durchzuführenden Analyse und zur Konfiguration der Vorrichtung
bezüglich der Art und Weise der Weiterverarbeitung des
Ergebnisses der Datenanalyse mittels einer der Schnittstellen oder
mittels des Langzeitdatenspeichers.
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Das
Konfigurationsmittel ermöglicht es neue Methoden/Algorithmen
beispielsweise in Form von #C-dlls (dynamic link libraries z. B.
erzeugt mit der Programmiersprache C) zu integrieren, wobei die Schnittstellen
zwischen dem System und der Datenanalyseeinheit mittels XML-Files
näher definiert werden, um beliebige Auswerteverfahren
(Methoden) in einfacher Weise schnell integrieren zu können.
Mittels einer XML-Datei werden auch die Ausprägungen der
Oberfläche, die Grafiken, die Charakteristika, deren grafische
Ausprägungen sowie der Aufbau die Messdaten beschrieben.
Auf diese Weise können beliebige Auswertemethoden, wie
beispielsweise ein Kreisformtest, in einfacher Weise in das System
integriert werden. Bei dieser Lösung wird bevorzugt Matlab
eingesetzt.
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Der
Vorteil dieser Lösung liegt auch darin, dass mittels des
Langzeitdatenspeichers die Änderungen von Betriebsparametern
der an das Administrationssystem angeschlossenen Automatisierungskomponenten über
einen längeren Zeitraum mitprotokolliert werden können.
Für Langzeitaufzeichnungen im Sinne der Erfindung können
Puffer für Datenmengen von bis zu 10 Terrabyte vorgesehen
werden. Mittels der Datenanalyseeinheit ist es während
oder nach der Datenpufferung (auch noch nach Jahren) möglich
die mittels der zweiten Schnittstelle mitprotokollierten Daten mit
beliebigen Methoden/Algorithmen (u. U. mehrfach hintereinander optimiert)
zu untersuchen, um daraus Erkenntnisse bezüglich des Zustands
der Automatisierungssystemkomponente abzuleiten. Die vom Datenanalysemittel
erzeugten Ergebnisse können anschließend sowohl
im Langzeitspeicher gespeichert oder zwischengespeichert werden,
als auch mittels einer der Schnittstellen an ein angeschlossenes
System weitergeleitet werden, nachdem sie entsprechend des zu verwendeten
Datenprotokolls aufbereitet wurden. Außerdem kann ein Fertigungsmanagementsystem,
welches üblicherweise die Datenaktualisierung übernimmt,
bezüglich der erforderlichen Rechenleistung entlastet werden. Das
Mittel dient somit als Schnittstelle zum Austausch von Daten zwischen
zwei Systemen, welche unterschiedliche Kommunikationsprotokolle
verwenden. Das Mittel hat auch die Funktion einer Kontrollinstanz,
welche an die Vorrichtung angeschlossene Komponenten, wie speicherprogrammierbare
Steuerungen (SPS), numerische Steuerungen (NC, CNC), Antriebsregler
und Motoren, bezüglich Ihres Betriebszustandes überwacht,
deren Betriebszustand analysiert und dem übergeordneten
System diesen Betriebszustand mitteilt.
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Außerdem
können mittels der zweiten Schnittstelle Betriebsparameter
einer an die Vorrichtung angeschlossenen Automatisierungssystemkomponente
im laufenden Betrieb verändert und damit zur Laufzeit korrigiert
werden. Der Langzeitdatenspeicher könnte außerdem
noch als Datenpuffer für die Datenanalyseeinheit dienen,
wobei die Analyseergebnisse oder Analysezwischenergebnisse im Langzeitdatenspeicher
abgespeichert und mittels der Datenanalyseeinheit aus dem Langzeitdatenspeicher
erneut ausgelesen und weiterverarbeitet werden können.
Die Daten aus dem Langzeitdatenspeicher können mittels
eines an die erste Schnittstelle anschließbaren übergeordneten
Systems von diesem übergeordneten System abgerufen werden. Ebenso
wäre es denkbar, die Datenspeicherung von einer an die
zweite Schnittstelle angeschlossenen Automatisierungssystemkomponente
abrufbar zu gestalten.
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Mittels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine maschinennahe
Langzeitaufzeichnung von Prozesszustandsdaten und Maschinenzustandsdaten
möglich. Aufgrund der realisierbaren Langzeitaufzeichnung
können Daten zur genauen Analyse der Ursache von Problemen
an Maschinen zur Optimierung von Produkten (z. B. Komponenten einer
Werkzeugmaschine) und zur Optimierung von Prozessabläufen
verfügbar gemacht werden.
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Aufgrund
von in die erfindungsgemäße Vorrichtung integrierbaren
Auswerteverfahren kann der Anwender sich auf die Optimierung und
Analyse des Maschinenverhaltens und/oder des Produktionsprozesses
konzentrieren und muss sich keine Gedanken darüber machen,
wie er die Datenanbindung zur Maschine und zu übergeordneten
Systemen herstellt. Durch die maschinennahe Vorverarbeitung werden
die an übergeordnete Systeme zu übertragenden
Datenmengen reduziert, wobei durch den Datenpuffer oder Datenspeicher
trotzdem die Möglichkeit besteht bei Bedarf von übergeordneten
Systemen auf die ungefilterten Daten bzw. Rohdatenhistorie der Maschine
für Analysezwecke zurückzugreifen.
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Vorzugsweise
erfolgt die Kommunikation mittels eines Protokolls, insbesondere
basierend auf dem OPC-Standard (OPC-UA). Die Server (Zentralserver
und/oder Zwischenserver) und die Automatisierungssystemkomponenten
umfassen jeweils eine Datenbank, damit lokale Informationen kompakt
zur Verfügung gestellt werden können und jederzeit
abrufbar sind.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls gelöst
mittels eines Verfahrens zur Administration von Automatisierungssystemkomponenten,
wobei ein erster Zentralserver und zumindest eine erste Automatisierungssystemkomponente
mittels eines ersten Kommunikationsnetzwerkes kommunizieren. Diese
Kommunikation erfolgt, indem zwischen dem ersten Zentralserver und
der ersten Automatisierungssystemkomponente mittels des Kommunikationsnetzwerkes
eine Verbindung hergestellt wird.
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Erfindungsgemäß sind
ein erster Zwischenserver sowie ein zweites Kommunikationsnetzwerk vorgesehen,
wobei zwischen dem ersten Zwischenserver mittels des zweiten Kommunikationsnetzwerkes
mit der ersten Automatisierungssystemkomponente eine Verbindung
hergestellt wird und eine Kommunikation zwischen dem ersten Zwischenserver
und der ersten Automatisierungssystemkomponente erfolgt. Zwischen
dem ersten Zentralserver wird mittels des ersten Kommunikationsnetzwerkes eine
Verbindung mit dem ersten Zwischenserver hergestellt, so dass eine
Kommunikation zwischen dem erstem Zentralserver und dem Zwischenserver
realisierbar ist. Vorzugsweise ist zumindest eine Leitebene vorgesehen,
welche mit zumindest einem der Server Daten austauscht. Vorzugsweise
erfolgt die Kommunikation des ersten Zentralservers mit der ersten Automatisierungssystemkomponente
mittels einer indirekten Kommunikation unter Verwendung des ersten
Zwischenservers. Es wird auf die bereits in Verbindung mit dem Administrationssystem
im Rahmen dieser Beschreibung erwähnten Vorteile verwiesen. Die
im folgenden beschriebenen Figuren sollen lediglich dem Verständnis
der vorliegenden Erfindungen dienlich sein. Sie schränken
die Erfindungen nicht etwa auf die Ausführungsbeispiele
ein. Die Figuren sind grob schematisch gehalten, um die Prinzipien der
Erfindung darzustellen. Die Ansprüche begrenzen bzw. limitieren
nicht die Offenbarung und damit die Kombinationsmöglichkeiten
aller aufgezeigten Merkmale untereinander. Die aufgezeigten Merkmale
sind explizit auch einzeln und in Kombination mit allen anderen
Merkmalen dieser Erfindung von dieser Offenbarung umfasst.
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1 zeigt
eine erste mögliche hierarchische Gliederung des erfindungsgemäßen
Administrationssystems.
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1a zeigt
das in 1 gezeigte System mit angebundenem MES.
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2 zeigt
eine zweite mögliche hierarchische Realisierungsform des
erfindungsgemäßen Administrationssystems.
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3 zeigt
ein Mittel zur Realisierung einer Kommunikation mittels eines standardisierten
Netzwerkprotokolls.
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Das
in 1 gezeigte Administrationssystem umfasst einen
Zentralserver 11 in Form eines Portals. Dieses Portal ist
mittels eines Netzwerkes 13 (beispielsweise dem Internet)
mit dem Zwischenserver 14 verbunden. Während das
Portal bei einem Hersteller von Automatisierungssystemkomponenten
(z. B. der Anmelderin) angeordnet sein könnte, könnte
der Zentralserver 14 direkt beim Benutzer der Automatisierungssystemkomponenten
angeordnet sein. Vom Zwischenserver 14 aus verlaufen sternförmig
Verbindungen zu Automatisierungssystemkomponenten 12. Bei
diesen Verbindungen kann es sich um Kommunikationsnetzwerke 15 handeln,
beispielsweise ein Intranet oder dergleichen. An den Zwischenserver 14 können
mehrere Automatisierungssystemkomponenten einzeln oder in Gruppen angebunden
sein. Die Gruppen könnten beispielsweise von einer Werkzeugmaschine
oder einem Werkzeugmaschinenpark umfasst sein. Das Portal steht
mittels des ersten Kommunikationsnetzwerkes 13 mit dem
Zwischenserver 14 derart in Verbindung, dass eine Kommunikation
zwischen dem Portal und dem Zwischenserver 14 realisierbar
ist. Das Portal ist somit in der Lage mit einer Automatisierungssystemkomponente 12 indirekt
unter Verwendung des Zwischenservers 14 zu kommunizieren.
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Die
Beschreibung für die in 1a gezeigte Anordnung
entspricht im wesentlichen der Beschreibung der 1.
Es wird daher auf diese Beschreibung verwiesen. Zusätzlich
ist hier die Anbindung eines MES (Manufacturing Execution System)
gezeigt. Das MES stellt quasi die Betriebsleitebene dar, welche
mit der Prozessleitebene, beispielsweise dem Portal 11 oder
direkt mit dem Zwischenserver 14 direkt oder indirekt mittels
des Kommunikationsnetzwerkes 13 kommunizieren kann. Die
Betriebsleitebene 16 (MES) ist somit in der Lage Daten
vom Portal 11 und/oder vom Zwischenserver 14 abzurufen
und Anweisungen an das Portal 11 bzw. den Zwischenserver 14 zu übergeben.
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In 2 sind
zwei Portale 21 gezeigt, welche mittels des Kommunikationsnetzwerkes 23 mit
den Zwischenservern 24 bzw. Zentralcomputern 24 kommunizieren.
Es ist ohne Weiteres möglich diese Architektur auf mehrere
weitere Portale und mehrere weitere Zwischenserver zu erweitern.
Jedem der hier gezeigten Zwischenserver 24 ist eine Gruppe
von Automatisierungssystemkomponenten 22 zugeordnet, die
wie bereits in Verbindung mit 1 und 1a erläutert,
entweder direkt oder mittels eines zweiten Kommunikationsnetzwerkes 25 mit
dem Zwischenserver 24 kommunizieren können. Die
Funktionsweise ist analog zu der in 1 beschriebenen Funktionsweise,
die Struktur ist aufgrund der hier zusätzlich gezeigten
Portale 21 und Zwischenserver 24 lediglich komplexer.
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3 zeigt
das von jedem Server (Zentralserver 11, Zwischenserver 21)
umfasste Mittel zur Realisierung einer Kommunikation mittels eines
standardisierten Netzwerkprotokolls. Dieses Mittel ist in Form eines
sogenannten generischen, vorzugsweise PC-basierten, Datenservers
(GDS) realisiert. Der GDS fasst eine erste Schnittstelle 51,
um ihn an ein Portal 21 oder einen Zwischenserver 14, 12 anzuschließen.
An die zweite Schnittstelle 53 kann ebenfalls ein Portal 11, 21 oder
ein Zwischenserver 14, 12 oder eine Automatisierungskomponente 12, 22 angeschlossen
werden. Weiterhin sind ein Datenerfassungsmittel 55a und
ein Datenübertragungsmittel 55b umfasst, welche
jeweils mit zumindest einer der Schnittstellen 53 bzw. 51 verbunden
sind und welche untereinander zusätzlich derart verbunden
sind, dass eine Kommunikation zwischen den an den Schnittstellen 51, 53 anschließbaren
Systemen 11, 21, 14, 12, 22 realisierbar
ist. Es ist ebenso ein Datenkonvertierungsmittel (nicht gezeigt)
vom GDS umfasst, welches die Protokolle beider Schnittstellen 51, 53 ineinander überführt,
wobei zusätzlich in den GDS ein Langzeitdatenspeicher 56 für
die Speicherung von mittels des Datenerfassungsmittels 55a erfassten Rohdaten,
insbesondere von Betriebsparametern einer Automatisierungssystemkomponente 12, 22,
integriert ist. Zusätzlich ist eine in den GDS integrierte Datenanalyseeinheit 57 zur
Analyse der im Langzeitdatenspeicher 56 abgelegten Rohdaten
integriert. Weiterhin ist noch ein Konfigurationsmittel 58 vom GDS
umfasst, welches zur Konfiguration der Datenanalyseeinheit 57 bezüglich
der durchzuführenden Analyse und zur Konfiguration des
GDS selbst dient. Die Konfiguration bezieht sich auch auf die Art
und Weise der Weiterverarbeitung des Ergebnisses der Datenanalyse
unter Verwendung einer der Schnittstellen 51, 53 oder
mittels des Langzeitdatenspeichers 56. Auch die Datenverschlüsselungseinheit 59 ist
konfigurierbar, somit ist es möglich seine sichere Datenübertragung
zu realisieren. Der Begriff generischer Datenserver (GDS) wurde
deshalb gewählt, weil der Server mit seiner stets gleich
bleibenden inneren Struktur für verschiedenste Anwendungsfelder konfigurierbar
ist. Administratoren 50a oder Maschinenhersteller 50b oder
der Maschinenbetreiber 50c haben die Möglichkeit,
die internen Komponenten des GDS für einen spezifischen
Anwendungsfall zu konfigurieren. Diese Konfiguration kann mittels
eines Netzwerkzugangs erfolgen. Zur Konfiguration wählt der
Administrator unter Verwendung des Konfigurationsmittels 58 des
GDS ein geeignetes Datenprotokoll aus (z. B. OPCUA), mittels dessen
der GDS künftig mit dem MES kommunizieren soll. Die Konfiguration
des Maschinenherstellers konzentriert sich in erster Linie auf die
Anbindung der Automatisierungskomponenten 12, 22 (z.
B. MC, SPS, Bewegungssteuerung, Robotik) an den GDS mittels eines
systemspezifischen Protokolls, beispielsweise mittels eines Feldbusprotokolls
oder des OPC UA-Primär-Protokolls. Das Datenerfassungsmittel 55a ist
nach der Konfiguration in der Lage Daten von einer angeschlossenen
Automatisierungssystemkomponente 12, 22 mittels
der Schnittstelle 53 und des automatisierungssystemsseitigen
Datenprotokolls zu erfassen und diese Daten in dem Langzeitdatenspeicher 56 mittels
einer Datenbank oder eines Dateiverwaltungssystems abzuspeichern.
Die Datenanalyseeinheit 57 greift direkt auf den Langzeitdatenspeicher 56 zu,
um die Daten zu verarbeiten. Die Verarbeitung kann beispielsweise
erfolgen durch:
- – Mittelwertbildung
und/oder
- – Datenkomprimierung und/oder
- – Datenfilterung und/oder
- – Spektralanalyse.
-
Mittels
des Konfigurationsmittels 58 können unter anderem
folgende vier Konfigurationsvorgänge ausgeführt
werden:
-
1. Inbetriebnahme des GDS (Server Set-Up):
-
Hierbei
können Messpunkte zur Erfassung von Betriebszuständen
einer an den GDS angeschlossenen Automatisierungskomponente definiert werden,
indem beispielsweise SPS- oder NC-Variablen bzw. Eingänge
bzw. Ausgänge an einer SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung)
oder NC (Numerische Steuerung) einem kundenspezifischen Kontext
zugewiesen werden. Weiter ist es möglich Datenprotokolle
für die GDS-Schnittstellen zu definieren und die Anbindung
von an den GDS angeschlossenen Systemen, beispielsweise durch Vergabe
von IP-Adressen, zu realisieren. Letztlich dient die Inbetriebnahme
des Servers dazu die Automatisierungskomponenten von Bearbeitungszentren
an den GDS derart anzubinden, dass diese mittels eines standardisierten
Kommandos gezielt ansprechbar sind, so dass vorzugsweise mehrere
Bearbeitungszentren von dem MES verwaltet werden können.
-
2. Konfiguration eines Messvorgangs:
-
Zur
Realisierung dieses Merkmals umfasst der GDS ein Konfigurationsmittel,
wie beispielsweise einen Softwarebrowser oder eine Anwendung, welche
sich eines vorhandenen Internetbrowsers bedient. Auf diese Weise
können die für den Messvorgang relevanten Daten
wahlweise auf dem GDS oder direkt auf der jeweiligen zu überwachenden
Steuerung modifiziert werden.
-
a) Messpunkt auswählen:
-
Hierzu
wird ein zuvor definierter Messpunkt mittels des Browsers ausgewählt
und es werden dem Messpunkt sogenannte Bezeichner zur eindeutigen Identifikation
des Messpunktes zugeordnet, so dass auf den Messpunkt mittels der
Bezeichner später zugegriffen werden kann. Somit ist es
möglich eine Liste mit Bezeichnern mittels des Browsers
zu erzeugen und zu verwalten und anschließend mittels dieser Liste
indirekt auf die Messpunkte zuzugreifen. Anstelle von Messpunkten
können auch spezifische Abläufe/Anregungen gestartet
werden und hierbei spezifische Aufzeichnungen/Daten generiert werden.
-
b) Lade-Zeitpunkt definieren:
-
Anschließend
wird definiert, wann der/die Messwert/Messreihe erfasst werden soll.
Es wird damit praktisch der Lade-Zeitpunkt für den/die
Messwert/Messreihe von der Hardware des Automatisierungssystems
definiert. Folgende Auswahlmöglichkeiten stehen zur Verfügung:
- – zyklisches Laden;
- – Laden nur bei Änderung eines Messwertes;
- – Laden nur bei Grenzwertüberschreitung;
- – Laden bei Anforderung durch ein übergeordnetes
System.
-
Es
ist dabei möglich diese Definitionen für einzelne
oder für Gruppen von Messpunkten/Messreihen durchzuführen.
-
c) Datenstruktur und Messreihen definieren:
-
Es
können mehrerer Messpunkte bzw. Bezeichner gruppiert werden.
Zusätzlich können folgende Festlegungen erfolgen:
- – Bedingungen, unter denen eine Nachricht
an ein übergeordnetes System versendet wird;
- – An welchen Adressaten eine Benachrichtigung versendet
werden soll;
- – Wo Messwerte abgelegt werden sollen;
- – An welchem Ort im Speicher die Daten abgelegt werden
sollen (Datenbank oder in einer Dateistruktur);
- – Speichergröße (n Werte);
- – Speicherprinzip (beispielsweise Ringpuffer);
- – Unter welchen Bedingungen der Speicher gelöscht
wird.
-
Auch
die Datenstruktur für eine Messreihe könnte im
Messpunkt-Browser mit eingebunden werden. Aufgrund dieser Maßnahmen
ist die Datenstruktur der Messreihen eindeutig definiert.
-
3. Konfiguration des Schreibvorgangs:
-
a) Bezeichner für Datenpunkte
auswählen:
-
Mittels
des Browsers werden einem oder mehreren zu beschreibenden Datenpunkten
eigene Bezeichner zugeordnet. Die Datenpunkte können mittels
der Bezeichner adressiert werden. Datenpunkte könnten beispielsweise
Eingabeeinheiten von Automatisierungskomponenten sein. Es ist auch möglich
bereits erstellte Bezeichner für Datenpunkte zu kopieren
oder abzuspeichern.
-
b) Downloadzeitpunkt festlegen:
-
Weiterhin
wird der Zeitpunkt festgelegt, wann der Schreibvorgang erfolgt,
d. h. wann die Datenpunkte mittels der Bezeichner beschrieben werden. Hierzu
ist es erforderlich die Bedingungen für den Schreibvorgang
zu definieren.
-
Folgende
Bedingungen könnten beispielsweise definiert werden, damit
ein Schreibvorgang veranlasst wird:
- – Schreiben
aufgrund eines Analyse- oder Berechungsergebnisses;
- – Schreiben bei manueller Anforderung durch das übergeordnete
System;
- – Schreiben bei bestimmten Systemzuständen
(z. B. nur im Wartungsfalle).
-
Diese
Definitionen sind sowohl für einzelne Bezeichner als auch
für Gruppen von Bezeichnern möglich.
-
c) Abhängigkeiten definieren:
-
Es
können mehrerer Bezeichner gruppiert werden. Zusätzlich
können folgende Festlegungen erfolgen:
- – Unter
welchen Umständen eine Benachrichtigung versendet werden
soll;
- – An welchen Adressaten eine Benachrichtigung versendet
werden soll;
- – Wo Messwerte abgelegt werden sollen;
- – An welchem Ort im Speicher die Daten abgelegt werden
sollen (Datenbank oder in einer Dateistruktur);
- – Speichergröße (n Werte);
- – Speicherprinzip (beispielsweise Ringpuffer);
- – Unter welchen Bedingungen der Speicher gelöscht
wird;
-
4. Konfiguration eines Verarbeitungsvorgangs:
-
Es
kann zusätzlich eine Vorverarbeitungseinheit für
Daten umfasst sein. Der Begriff Vorverarbeitungseinheit wurde gewählt,
weil mittels der Vorverarbeitung die Optimierung der Kommunikation zwischen
GDS und MES und damit eine Entlastung des MES erreicht werden kann.
Die eigentliche Verarbeitung der Daten im Sinne eines Leitstandes
oder einer Prozesssteuerung erfolgt jedoch weiterhin beispielsweise
mit dem MES.
-
Die
Konfiguration eines Verarbeitungsvorganges kann folgende Schritte
umfassen:
-
a) Definition des Verarbeitungszeitpunktes:
-
Es
wird zunächst ein Startereignis definiert. Die Verarbeitung
kann abhängig von diesem Startereignis zyklisch in bestimmten
Zeitabständen oder zu definierten Zeitpunkten gestartet
werden. Außerdem kann definiert werden, unter welchen Umständen
die Verarbeitung gestartet werden soll, z. B.:
- – bei
wiederkehrenden Ereignissen;
- – bei Anforderung durch den Nutzer;
- – bei Start durch ein übergeordnetes System;
- – wenn ein Messpunkt einen bestimmten Wert annimmt
(z. B. Wechsel der Betriebsart);
- – wenn der Speicher bis zu einer bestimmten Größe
belegt ist (z. B. Speicher zu 90% mit Daten gefüllt).
-
b) Definition der Datenstruktur für
die aufzubereitenden Messdaten:
-
Hierbei
können Messdaten gruppiert werden. Es kann festgelegt werden
wo im GDS Auswertungsergebnisse abgelegt werden sollen (Datenbank,
Dateisystem) und ob, beziehungsweise an welchen Adressaten, eine
Benachrichtigung bezüglich vorhandener Berechnungsergebnisse
versendet werden soll. Es kann ebenso die Speichergröße
(z. B. n Datenbytes in einem Ringpuffer) definiert werden. Des Weiteren
kann definiert werden, ob zusammen mit den aufbereiteten Daten ein
Verweis auf die für die Berechnung verwendete Datengrundlage
abgespeichert werden soll. Es kann beispielsweise darauf verwiesen
werden, woher die Eingangsdaten für die Berechnung stammen
und wie diese dem Ergebnis zuzuordnen sind. Es liegen außerdem
Informationen vor, wie viele Eingabewerte für die Berechnung verwendet
wurden, aus welchem Zeitraum diese Eingabewerte stammen und ob sie
noch im Datenspeicher gespeichert oder bereits gelöscht
sind. Außerdem kann definiert werden, ob und wie die Datenstruktur
für die aufbereiteten Messwerte im Messpunkt-Browser eingebunden
wird.
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c) Definition der Verarbeitung:
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In
einem dritten Schritt wird die Art und Weise der Datenverarbeitung
definiert, beispielsweise durch Auswahl eines geeigneten Algorithmus,
beispielsweise zur Berechnung eines Mittelwertes, zu Berechnung
von Minimal- oder Maximalwerten oder zur Durchführung einer
Fouriertransformation. Bestimmte Eingänge und/oder Ausgänge
einer an den GDS angeschlossenen Automatisierungssystemkomponente
können gezielt mit einem Algorithmus verknüpft
werden, so dass unterschiedliche Algorithmen für unterschiedliche
Betriebsparameter der Automatisierungskomponente zum Einsatz kommen. Auch
ist es möglich im Rahmen der Verarbeitung die korrekte
Verschaltung zu validieren, beispielsweise bezüglich der
Datentypen und der Datenmenge, wie zum Beispiel die Mindestanzahl
von Eingangswerten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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