CN102576220B - 用于执行用于对驱动机构的驱动进行模拟的模拟运行方式的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供一种用于执行模拟运行方式的系统（10），所述模拟运行方式则用于对驱动机构（21）的驱动进行模拟，其中所述驱动机构（21）用于驱动有待驱动的元件（21a）进行驱动运动。所述系统（10）包括控制装置（11）和额定值分开机构（13），其中所述控制装置用于取得用于所述驱动运动的运动轨迹的额定值并且用于在所述运动轨迹的基础上控制所述驱动机构（21），并且其中所述额定值分开机构用于在所述控制装置（11）执行所述模拟运行方式时使所述额定值从所述驱动机构（21）上分开。

Description

用于执行用于对驱动机构的驱动进行模拟的模拟运行方式的系统和方法

技术领域

本发明涉及用于执行用于对驱动机构的驱动进行模拟的模拟运行方式的一种系统和一种方法，利用所述系统和方法能够在没有技术设备的设备部件的机械运动的情况下对所述技术设备实施测试。

背景技术

技术设备比如包装机、印刷机、纺织机、自动化设备等等经常拥有至少一个驱动机构，利用该驱动机构比如来驱动抓臂或者车轴等。在启动所述技术设备时，必须检查技术设备以及由此其所有部件的可靠的运行，用于能够排除技术设备本身或其环境的损坏。

因为所述技术设备的许多部件和功能共同作用，所以有意义的是，逐步地启动所述技术设备。也就是说，应该建议，相应单个地检查所述技术设备的各个部件以及尤其其所有驱动机构的正确且可靠的功能。此外，随后也可以在单个部件的部件组的共同作用方面对其进行检查。

按照申请人的公司内部的现有技术，在这方面开发并且使用控制装置，所述控制装置将在技术设备中存在的真实的活动的部件假定为虚拟的活动的部件并且在所述虚拟的活动的部件的基础上对真实的活动的部件进行测试。尤其在所述控制装置中为真实的轴分配了虚拟的轴并且在虚拟的轴的测试的基础上实施真实的轴的功能的测试。通过这种方式通过所述虚拟的轴仅仅模拟真实的轴的运动，其中阻止所述真实的轴的实际上的运动。通过这种方式可以可靠地检查所述技术设备。

但是在对技术设备进行这样的测试时提出了这样的问题，即通过虚拟的轴来仿制真实的轴比较麻烦并且由此成本过高。此外，比如对于已经存在的并且不能改动的或者说不能重新编程的控制装置来说也并不总是能够进行仿制。

作为另一个问题产生这一点，即那些借助于仅仅使用真实的轴的计算机程序工作的控制装置不能构造用于模拟运动。由此这样的控制装置不能用于技术设备的此前所描述的逐步的并且由此可靠的启动。

发明内容

因此，本发明的任务是，提供用于执行用于对驱动机构的驱动进行模拟的模拟运行方式的一种系统和一种方法，利用所述系统和方法可以在没有技术设备或者说单个的驱动机构的机械运动的情况下对其进行测试并且避免前面所提到的现有技术的问题。

该任务通过一种按权利要求1所述的用于执行用于对驱动机构的驱动进行模拟的模拟运行方式的系统得到解决。在此，所述驱动机构用于驱动有待驱动的元件进行驱动运动。所述系统包括控制装置和额定值分开机构，其中所述控制装置用于取得用于所述驱动运动的运动轨迹的额定值并且用于在所述运动轨迹的基础上控制所述驱动机构，并且其中所述额定值分开机构用于在所述控制装置执行所述模拟运行方式时使所述额定值从所述驱动机构上分开。

所述系统的其它有利的设计方案在从属权利要求中得到说明。

此外，所述系统优选拥有用于将由所述控制装置取得的额定值内插到所述驱动运动的运动轨迹中的内插机构。

在这种情况下有利的是，所述内插机构被分配给所述控制装置。

此外，所述系统可以具有用于对实际值进行检测的检测机构，该检测机构反映由所述驱动机构实际引起的驱动运动，其中如此设计所述控制装置，使得其在考虑到所述实际值的情况下实施所述驱动机构的控制。

可以这样安排，即所述额定值分开机构是布置在所述控制装置与所述驱动机构之间的开关。

此外有利的是，如此设计所述额定值分开机构，使得所述内插机构的输出转向到所述检测机构的输出上。

此外，所述任务通过一种按权利要求7所述的用于执行用于对驱动机构的驱动进行模拟的模拟运行方式的方法得到解决。在此，所述驱动机构用于驱动有待驱动的元件进行驱动运动。所述方法具有以下步骤：取得用于所述驱动运动的运动轨迹的额定值；在所述运动轨迹的基础上控制所述驱动机构；并且在执行所述模拟运行模式时使所述额定值从所述驱动机构上分开。

所述方法的其它有利的设计方案在从属权利要求中得到说明。

此外，所述方法可以包括将所述由控制装置取得的额定值内插到所述驱动运动的运动轨迹中的步骤，其中在所述控制装置中实施所述内插的步骤。

除此以外，所述方法可以具有检测实际值的步骤，所述实际值反映由所述驱动机构实际引起的驱动运动，其中在考虑到所述实际值的情况下实施所述驱动机构的控制。

可以这样安排，即所述内插步骤由内插机构来实施并且所述检测步骤由检测机构来实施并且将所述额定值分开的步骤使所述内插机构的输出转向到所述检测机构的输出上。

借助于前面所描述的额定值分开步骤，可以通过所述控制装置来将移动指令发送给连接到该控制装置上的有待运动的真实的元件比如真实的轴，而所述真实的元件或者说真实的轴实际没有执行运动。此外，通过这种方式也可以检查从动轴与导向轴之间的同步。但是，在没有有待运动的真实的元件连接到所述控制装置上时也能够使用前面所描述的系统以及所述方法。

对于前面所描述的系统以及所述方法来说，因此不必为有待运动的真实的元件创建虚拟的轴，因而所述系统也能够用于已经存在的控制装置。

出于这些原因，可以在不触发机械的运动的情况下进行技术设备和/或机器的测试。由此在测试技术设备和/或机器时不需要由于机械的运动而采取安全预防措施。由此可以更快地开发并且检测应用方案。此外，机器和/或技术设备的设置变得容易并且更加可靠。

附图说明

下面参照附图并且借助于实施例对本发明进行详细描述。附图示出如下：

图1是按本发明的一种实施例的系统的方框图；并且

图2是按本发明的实施例的一种变型方案的系统的方框图。

具体实施方式

图1示出了系统10，该系统10包括控制装置11、计算机构12、额定值分开机构13、检测机构14和具有驱动机构21的技术设备20，所述驱动机构21则具有有待驱动的元件21a。

所述控制装置11用于控制所述驱动机构21的驱动。也就是说，所述驱动机构21通过所述控制装置11来控制，这就驱动所述驱动机构21的有待驱动的元件21a进行驱动运动。所述驱动机构21的有待驱动的元件21a比如是一根轴，该轴被驱动进行旋转运动和/或平移的运动。有待驱动的元件21a也可以是推杆和/或拉杆。

为驱动所述驱动机构21，所述控制装置11取得额定值并且将这些额定值输送给所述计算机构13，使得该计算机构13从中产生所述驱动机构21的有待驱动的元件21a的驱动运动的运动轨迹。也就是说，所述驱动机构21在通过所述控制装置11来触发时执行特殊的移动曲线，该移动曲线通过所述额定值以及由所述计算机构13从中产生的运动轨迹来确定。

通过所述控制装置11来取得额定值，这尤其包括这样的情况，即所述控制装置11产生额定值本身。此外也包括这样的情况，即所述控制装置11通过访问未示出的存储机构这种方式来取得所述额定值，所述存储机构要么布置在所述控制装置11中要么布置在该控制装置11的外部。此外，所述控制装置11可以通过要求向上级的技术设备或者说控制装置要求所述额定值或者从其处接收所述额定值。

由所述驱动机构21实际实施的驱动运动或者说移动运动借助于所述检测机构14来检测。为此，所述检测机构14也可以检测所述驱动机构21的其它状态比如转速、温度、有待驱动的元件21a的当前位置等等。由所述检测机构14检测的数值接下来也称为实际值。所述实际值由所述控制装置11在将额定值进一步输出给所述驱动机构21时加以考虑。也就是说，所述控制装置11在考虑到所述实际值的情况下实施所述驱动机构的控制。为此，所述控制装置11同样使用所述计算机构12，该计算机构12从额定值和实际值中算出差。随后所述控制装置11在这个差的基础上控制所述驱动机构21。

在启动所述驱动机构21或者说技术设备20时，所述控制装置11执行模拟运行方式，对于所述模拟运行方式来说所述驱动机构21的有待驱动的元件21a不运动。这意味着，在所述模拟运行方式中仅仅对所述控制装置11及所述驱动机构21的触发的原理上的功能进行测试。更确切地说，对所述驱动机构21或者说有待由其驱动的元件21a的自我产生的运动轨迹进行测试。从所述测试的结果中又推断出所述驱动机构21的从中产生的功能。

为了可靠地阻止所述驱动机构21或者说其有待驱动的元件21a的运动，所述系统10包括额定值分开机构13，该额定值分开机构13用于将额定值的从所述控制装置11中的输出从所述驱动机构21上分开。也就是说，所述额定值分开机构13防止所述控制装置11会将额定值提供给所述驱动机构21。通过这种方式可以防止有待由所述驱动机构21驱动的元件21a的机械的运动。

如在图1中示出的一样，所述额定值分开机构13是布置在控制装置11与驱动机构21之间的开关。优选所述额定值分开机构13是转换开关，该转换开关使所述控制装置11的输出转向到所述检测机构14的输出上。由此额定值的从控制装置11中的输出用实际值的从检测机构14到控制装置11的输出来短路。

所述额定值分开机构13优选在所述控制装置11应该执行前面所描述的模拟运行方式时使所述由控制装置11取得的额定值从所述驱动机构21上分开。为此，由所述控制装置11首先取得用于所述驱动机构21的驱动运动的运动轨迹的额定值并且将其输送给所述计算机构13，用于产生所述驱动运动的运动轨迹。此外，在执行模拟运行方式时所述额定值通过所述额定值分开机构13从所述驱动机构21上分开。这种情况在图1中示出。在这种情况下，而后由所述控制装置11或者说所述计算机构13提供的额定值又直接耦合输入到所述计算机构13中或者说反馈给所述计算机构13。由此所述计算机构13在所述额定值从所述驱动机构21上分开时从在以前的时刻由所述计算机构13输出的驱动运动的额定运动轨迹或者说移动曲线与在目前的时刻由所述计算机构13计算的驱动运动的额定运动轨迹或者说移动曲线中计算差。

因为所述驱动机构21的有待驱动的元件21a在此前所描述的模拟运行方式中不运动，所以所述检测机构14也不会检测到所述驱动机构21的有待驱动的元件21a的驱动运动。由此，通过所述驱动运动的在以前的时刻由所述计算机构13输出的额定运动轨迹的反馈使所述检测机构14的输出被所述驱动运动的这种额定运动轨迹所取代。此外，在前面所描述的模拟运行方式中可以可靠地防止所述驱动机构21的机械的部件的运动。

相对于此，如果没有执行所述模拟运行方式，也就是说所述额定值分开机构13没有将额定值从所述驱动机构21上分开，那就将由所述控制装置11或者说计算机构13提供的额定值输送给所述驱动机构21。更确切地说，在这种情况下所述额定值分开机构13从在图1中示出的位置转换为其它位置。在这种情况下，而后由所述驱动机构21在所述额定值的基础上实际实施的驱动运动由所述检测机构14来检测并且将检测结果传送给所述计算机构13。由此所述计算机构13从所述驱动机构21的驱动运动的实际值中计算差，也就是从由检测机构14检测的驱动运动的运动轨迹或者说移动曲线和在目前的时刻由所述计算机构13计算的驱动运动的额定运动轨迹或者说移动曲线中计算差。

按照在图1中示出的实施例的一种有利的变型方案，所述系统此外包括如在图2中示出的一样的内插机构15。

图2示出了一种变型方案，在该变型方案中所述计算机构13具有内插机构15。也就是说，所述内插机构15被分配给所述控制装置11或者说计算机构13，其中所述内插机构15可以布置在所述计算机构13里面或者也可以布置在其上面。由此可以在所述计算机构里面或者上面将所述额定值内插到所述运动轨迹中。

在该变型方案中，所述控制装置11取得用于所述驱动机构21的驱动的额定值，并且所述内插机构15内插所述额定值，用于产生所述驱动机构21的有待驱动的元件21a的驱动运动的运动轨迹。也就是说，所述内插机构15接收由所述控制装置11输出的额定值以进行进一步处理。

（概论）

所述系统和方法的所有前面所描述的设计方案可以单个地使用或者以所有可能的组合来使用。在此尤其可以设想以下改动方案。

即使在所有的实施例中仅仅示出了所述技术设备20的驱动机构21，但是不言而喻，所述控制装置11可以控制大量的驱动机构21并且所述技术设备20可以具有大量的驱动机构21。因而也就是说，所述控制装置11可以控制着大量的属于不同的技术设备20的驱动机构。同样，所述控制装置11可以直接布置在所述驱动机构21上。

所述驱动机构21比如是电动马达并且尤其是伺服电动机。

前面所描述的系统10也可以包括所述技术设备20及其驱动机构21。

所述检测机构14的传感器优选布置在所述驱动机构21上或其附近并且由此也可以是所述技术设备20的一部分。同样整个检测机构14可以是所述技术设备20的一部分。

前面所描述的系统10及所述方法尤其可以用在包装机、印刷机、纺织机和自动化设备中。此外，所述系统10及所述方法可以用在以电气、液压和/或气动的方式受到控制的设备上。

所有在申请资料中公开的特征都被要求作为对本发明来说重要的特征，只要其单个的或者在组合中相对于现有技术是新颖的特征。

附图标记：

10系统

11控制装置

12计算机构

13额定值分开机构

14检测机构

15内插机构

20技术设备

21驱动机构

21a有待驱动的元件。

Claims (10)

1.用于执行模拟运行方式的系统（10），所述模拟运行方式则用于对驱动机构（21）的驱动进行模拟，其中所述驱动机构（21）用于驱动有待驱动的元件（21a）进行驱动运动，所述系统（10）具有控制装置（11）和额定值分开机构（13），其中所述控制装置（11）用于取得用于所述驱动运动的运动轨迹的额定值并且用于在所述运动轨迹的基础上控制所述驱动机构（21），并且其中所述额定值分开机构（13）用于在所述控制装置（11）执行所述模拟运行方式时使所述额定值从所述驱动机构（21）上分开，其特征在于，所述额定值分开机构（13）被如此地设计用于将所述额定值分开，从而其将所述额定值的输出转向到检测机构（14）的输出上，所述检测机构（14）用于检测实际值，所述实际值反映由所述驱动机构（21）实际引起的驱动运动。

2.按权利要求1所述的系统，

此外具有用于将由所述控制装置（11）取得的额定值内插到所述驱动运动的运动轨迹中的内插机构（15）。

3.按权利要求2所述的系统，

其中所述内插机构（15）被分配给所述控制装置（11）。

4.按权利要求2所述的系统，

其中如此设计所述控制装置（11），使得其在考虑到所述实际值的情况下实施所述驱动机构（21）的控制。

5.按权利要求1所述的系统，

其中所述额定值分开机构（13）是布置在所述控制装置（11）与所述驱动机构（21）之间的开关。

6.按权利要求4所述的系统，

其中如此设计所述额定值分开机构（13），使得所述内插机构（15）的输出转向到所述检测机构（14）的输出上。

7.用于执行用于对驱动机构（21）的驱动进行模拟的模拟运行方式的方法，其中所述驱动机构（21）用于驱动有待驱动的元件（21a）进行驱动运动，该方法具有以下步骤：

取得用于所述驱动运动的运动轨迹的额定值；

在所述运动轨迹的基础上控制所述驱动机构（21）；并且

在执行所述模拟运行模式时使所述额定值从所述驱动机构（21）上分开；

其特征在于，将所述额定值如此分开，从而使所述额定值的输出转向到检测机构（14）的输出上，所述检测机构（14）用于检测实际值，所述实际值反映由所述驱动机构（21）实际引起的驱动运动。

8.按权利要求7所述的方法，

此外具有将由控制装置（11）取得的额定值内插到所述驱动运动的运动轨迹中的步骤，其中在所述控制装置（11）中实施所述内插的步骤。

9.按权利要求8所述的方法，

此外具有检测实际值的步骤，所述实际值反映由所述驱动机构（21）实际引起的驱动运动，

其中在考虑到所述实际值的情况下实施所述驱动机构（21）的控制。

10.按权利要求9所述的方法，

其中所述内插步骤由内插机构（15）来实施并且所述检测步骤由所述检测机构（14）来实施并且将所述额定值分开的步骤使所述内插机构（15）的输出转向到所述检测机构（14）的输出上。