DE10047060A1 - Produktionssystem sowie Verfahren zur Konfiguration eines solchen - Google Patents

Produktionssystem sowie Verfahren zur Konfiguration eines solchen

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Produktionssystem (10) sowie auf ein Verfahren zur Konfiguration eines solchen. Das Produktionssystem, insbesondere Transportanlage, umfasst zumindest zwei Komponenten (K1-K5) wie Einschleuseeinheit, Transporteinheit, Verschiebeeinheit, Ausschleuseeinheit, Maschineneinheit oder dergleichen, wobei jede Komponente (K1-K5) zumindest eine elektrische und/oder mechanische Schnittstelle wie Ein- und/oder Ausgabeeinheiten A1-A3; E1-E3) aufweist, über die angrenzende Komponenten (K1-K5) miteinander gekoppelt sind. Um die Konfigurations- bzw. Inbetriebnahmeseiten des Produktionssystems zu verkürzen, wird vorgeschlagen, dass der zumindest einen Schnittstelle (A1-A3; E1-E3) zumindest einer der Komponenten (K1-K5) eine Codiereinheit (CE1-CE5) zugeordnet ist, wobei die Codiereinheit (CE1-CE5) Informationen über die Art und/oder die Eigenschaften und/oder über die Kompatibilität der Komponenten (K1-K5) enthält und wobei die Codiereinheit (CE1-CE5) der zumindest einen Schnittstelle (A1-A3; E1-E3) mit einer Steuereinheit (SE1-SE5) zur automatischen Konfiguration der angrenzenden Komponenten (K1-K5) verbunden ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Produktionssystem, insbesondere Transportanlage umfas­ send zumindest zwei Komponenten wie Einschleuseeinheit, Transporteinheit, Verschiebeein­ heit, Ausschleuseeinheit oder dergleichen, wobei jede Komponente zumindest eine elektrische und/oder mechanische Schnittstelle wie Ein- und/oder Ausgabeeinheit aufweist, über die angrenzende Komponenten miteinander gekoppelt sind sowie auf ein Verfahren zur Kon­ figuration des Produktionssystems.
Ein derartiges Produktionssystem ist beispielsweise aus der EP 0 654 721 A1 bekannt. Das Produktionssystem besteht hierbei aus einer Vielzahl von Komponenten, die jeweils Schnitt­ stellen wie Ein-/Ausgabeeinheiten aufweisen und über die Komponenten miteinander zusam­ menwirken. Bei der Konfiguration der einzelnen Komponenten besteht das Problem, benach­ barte Komponenten hinsichtlich deren Art und Funktionalität aufeinander abzustimmen bzw. anzupassen. Bei der Inbetriebnahme eines solchen Produktionssystems müssen daher zunächst die Eigenschaften jeder Komponente erfasst werden und mit Eigenschaften der benachbarten Komponente abgeglichen bzw. angepasst werden, wozu möglicherweise aufwendige Program­ mierungen notwendig sind. Insgesamt ist die Konfiguration eines Produktionssystems der bekannten Art hinsichtlich Topologie und Kommunikation zwischen den Komponenten Zeit- und kostenaufwendig.
Aus der DE 195 32 280 A1 ist eine Anschlussvorrichtung zum codierbaren Anschließen elek­ trischer Verbraucher an eine elektrische Leitung bekannt. Derartige Anschlussvorrichtungen werden benötigt, wenn mehrere Verbraucher über eine Leitung an ein Bedienelement an­ geschlossen sind, aber dennoch von dem Bedienelement aus die Verbraucher einzeln ange­ steuert werden sollen. Jedem Verbraucher muss dann ein Code zugeordnet sein, damit über das Bedienelement unter Aussendung des bestimmten Codes der einzelne Verbraucher gezielt angesteuert werden kann.
Aus der WO 97/17890 ist ein Stecker für einen medizinischen Sensor bekannt. Der Stecker enthält eine Vielzahl von Kontakten und ein elektronisches Element zur Codierung der Eigenschaften des medizinischen Sensors. Dies vereinfacht den Aufbau eines Sensors, da die Integration eines Kalibrierelementes nicht notwendig ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zu Grunde, ein Produktionssystem und ein Verfahren zur Konfiguration des Produktionssystems der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass die Konfigurations- bzw. Inbetriebnahmezeiten des Produktionssystems verkürzt werden können.
Das Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der zumindest einen Schnittstelle zumindest einer der Komponenten eine Codiereinheit zugeordnet ist, wobei die Codiereinheit Informationen über die Art und/oder die Eigenschaften und/oder über die Kompatibilität der Komponente enthält und wobei die Codiereinheit der zumindest einen Schnittstelle mit einer Steuereinheit zur automatischen Konfiguration der angrenzenden Komponente verbunden ist.
Durch die erfindungsgemäße Zuordnung einer Codiereinheit zu zumindest einer Schnittstelle einer Komponente ergibt sich gegenüber dem Stand der Technik der Vorteil, dass eine automatische Konfiguration der an diese Schnittstelle angrenzenden Komponenten des Produktionssystems möglich ist. Durch die Codiereinheit und die Steuereinheit ist die Möglichkeit gegeben, dass benachbarte Komponenten Informationen betreffend ihre Art, Eigenschaften und Kompatibilitätsbedingungen austauschen können, so dass insoweit An­ passungen der in den Komponenten enthaltenden Steuereinrichtungen wie speicherprogrammierbaren Steuerungen erfolgen können, ohne dass diese extern durch das Inbetriebnahmeper­ sonal durchgeführt werden müssen. Die Folge ist, dass komplexe Produktionssysteme in sehr kurzer Zeit ohne aufwendige Programmiertätigkeit konfigurierbar sind. Insbesondere werden die einzelnen Komponenten des Produktionssystems in die Lage versetzt, benachbarte Komponenten ohne zusätzliche manuelle Konfiguration automatisch zu erkennen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schnittstellen der angrenzen­ den Komponeten jeweils die Codiereinheit zusammen mit jeweils einer Leseeinrichtung aufweisen, wobei die Leseeinheiten jeweils mit einer internen und/oder externen Steuereinheit wie speicherprogrammierbaren Steuerung verbunden sind. Bei dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass bei der Zusammenstellung bzw. Kopplung der Komponenten über die jeweiligen Schnittstellen gleichzeitig eine Kopplung der Codiereinheiten mit den jeweiligen Leseeinheiten hergestellt wird. Auf diese Weise kann die Codierung der ersten Komponente von der zweiten Komponenten erfasst werden und umgekehrt, so dass die in den Kom­ ponenten enthaltenen Steuerungseinheiten auf die jeweiligen angekoppelten Komponenten eingestellt werden können.
Alternativ besteht die Möglichkeit, dass die in jeder Schnittstelle enthaltene Codiereinheit über eine externe Leseeinheit erfasst und von einer externen Steuereinheit ausgewertet wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Codiereinheit als mechanische Codiereinheit wie Steckverbindung, vorzugsweise als Messer- und/oder Stiftlei­ ste ausgebildet ist, wobei die Leseeinheit als kompatible Stift- und/oder Messerleiste ausgebil­ det ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Codierung betreffend Typ, Eigenschaften und Kom­ patibilität der Komponente über die Anzahl und/oder die Anordnung von Kontakten in der Messerleiste und/oder Stiftleiste erfolgt. Dabei erfolgt die Codierung als binäre Codierung.
Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, die Codiereinheit auf optischer oder magneti­ scher Basis auszubilden, wobei die Leseeinheit als optischer oder magnetischer Sensor ausgebildet ist.
Ferner besteht die Möglichkeit, bei Ausführung der Codiereinheit als Steckkontakt in diesen auch eine Leseeinheit zu integrieren. Weiterhin besteht die Möglichkeit, anstelle der Codie­ rung über die Anzahl und Anordnung der Kontakte in dem Steckverbinder eine passive oder aktive elektronische Einheit zu integrieren, der die Informationen über die Komponente und deren Schrittstelle zu entnehmen sind.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Konfiguration eines Produktions­ systems, bei dem zumindest zwei Komponenten wie Einschleuseeinheit, Verschiebeeinheit, Transporteinheit, Ausschleuseeinheit und dgl. über Schnittstellen miteinander gekoppelt werden. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest eine der Komponenten und/oder deren Schnittstellen codiert wird, wobei die Codierung zwischen angrenzenden und miteinander zusammenwirkenden Komponenten und/oder Schnittstellen ausgetauscht wird, so dass über die Codierung eine gegenseitige automatische Erkennung der Komponenten und damit eine automatische Konfiguration des Produktionssystem erreicht wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass die Komponenten automatisch an die angekoppelten Komponenten angepasst werden können, ohne dass eine Anpassung durch eine Inbetriebnahmeperson erfolgen muss. Auch können benachbarte Komponenten ohne zusätzliche manuelle Konfiguration automatisch erkannt werden, ohne dass eine speicherprogrammierbare Steuerung gezielt programmiert werden muss; denn nach dem Stand der Technik sind zusätzliche Abfragen notwendig, die mit zusätzlichem Rechen- und/oder Programmieraufwand verbunden sind.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Codierung binär erfolgt, so dass eine einfache Auswertung über Bit-Vergleich ohne große Abfragezyklen erfolgen kann. Die Codierung einer Komponente kann durch die angekoppelte Komponente selbst oder durch eine externe Steuerungseinheit überwacht und abgefragt werden, die dann die anzukoppelnde Komponente entsprechend einstellt. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, dass die Codierungen der Komponenten gegenseitig abgefragt und ausgewertet werden.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der folgenden Beschreibung eines den Zeichnungen zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Produktionssystem, insbesondere Transportsystem in schematischer Dar­ stellung,
Fig. 2 eine Steckverbindung zur automatischen Konfiguration angrenzender Kom­ ponenten des Transportsystems gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine Ansicht der Kontakte der Steckverbindung gemäß Fig. 2 unter Angabe der Wertigkeiten der einzelnen Kontakte,
Fig. 4 eine Ansicht der Kontakte einer codierten Steckverbindung und
Fig. 5 Steckercodierungen angrenzender Komponenten des Transportsystems gemäß Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Produktionssystems 10, das im beschriebenen Ausführungsbeispiel als Transportsystem ausgebildet ist. Das Transportsystem 10 umfasst eine Vielzahl von Komponenten K1-K5, die im Folgenden als Transporteinheit K1, Verschiebeeinheit K2, Maschineneinheit K3, Einschleuseeinheit K4 sowie Ausschleuseeinheit K5 bezeichnet werden. Jede der Komponenten K1-K4 umfasst Schnittstellen, die als Ein- und/oder Ausgabeeinheiten E1-E7; A1-A7 ausgebildet sind, mittels derer benachbarte Komponenten K1-K4 angekoppelt werden können. Eine Verbindungsstelle zwischen den Schnittstellen E1-E7; A1-A7 wird als Komponentenverbindung KV1-KV14 bezeichnet.
Im Folgenden soll rein beispielhaft die Komponentenverbindung KV1 zwischen der Komponenten K4 und der Komponente K1 beschrieben werden, die in Fig. 2 hergestellt ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Schnittstelle A1 der Komponente K4 eine Codier­ einheit CE4 zugeordnet ist, wobei die Codiereinheit Informationen über die Art und/oder die Eigenschaften und/oder die Kompatibilität der Komponenten K4 enthält. Zur Auswertung der Codierung der Komponenten K4 ist die Codiereinheit CE4 mit einer in der Komponente K1 angeordneten Steuereinheit SE1 als Auswerteeinheit verbunden. Ferner weist die Komponente K1 eine Codiereinheit CE1 auf, in der Informationen über die Art und/oder Eigenschaften und/oder Kompatibilität der Komponente K1 enthalten sind, die über eine in der Komponente K4 enthaltene Steuereinheit SE4 ausgewertet werden.
Im beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Komponentenverbindung KV1 als Steckver­ bindung ausgebildet, wobei die Codiereinheiten CE1, CE4 als codierte Stiftleisten ausgebildet sind. Zur Kopplung mit den Steuereinheiten SE1, SE4 sind als Messerleisten ausgebildete Le­ seeinheiten vorgesehen, die eine Verbindung zu den Steuereinheiten SE1, SE4 herstellen, um die Codierungen der Codiereinheiten CE1, CE4 auszuwerten.
Die Codiereinheiten KE1, CE2 weisen Kontakte 12, 14 auf, denen verschiedene Wertigkeiten zugeordnet sind, wie in Fig. 3 dargestellt. Beispielsweise kann durch Entfernen eines oder mehrerer Kontakte 12, 14 eine Codierung verschiedener Zahlenwerte erfolgen, wobei die Zahlenwerte als Beschreibung der jeweiligen Komponenten K1, K2 eingesetzt werden. Eine Kombination aus Steckerleiste und Messerleiste pro Steckverbindung kann benutzt werden, um die Anazhl der Steckverbindungen pro Komponente zu minimieren. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, eine Codiereinheit CE1 sowie eine Leseeinheit LE1 in einer Steckerleiste bzw. Messerleiste zu integrieren.
Die Verwendung von zwei oder mehreren Kontaktreihen 16, 18 mit jeweils 16 Kontakten, die eine Codierung von Wertigkeiten im Bereich von 20 bis 27 bzw. 20 bis 215 ermöglichen, erlaubt eine vereinfachte bit- bzw. wortweise Verarbeitung der entsprechenden Codierungen in SPS- bzw. PC-Programmen. Die Anzahl der Kontaktreihen 16, 18 können je nach Umfang der Eigenschaften der Komponenten K1-K7 angepasst werden, so dass auch Ausführungen mit 24 oder 22 Kontakten pro Kontaktreihe möglich sind.
Bei der ersten Kontaktreihe dienen die Kontakte 1 bis 8 (Wertigkeit 20 bis 27) zur Beschrei­ bung des Komponententyps, wie in folgender Tabelle 1 dargestellt ist.
TABELLE 1
Durch die Kontakte 9 bis 16 der Kontaktreihe 16 (Wertigkeiten 20 bis 27) kann die allgemeine Kompatibilität der Komponenten K1-K5 beschrieben werden, wie dies in der folgenden Tabelle 2 dargestellt ist:
TABELLE 2
Weitere Eigenschften der Komponenten K1-K5 lassen sich durch die zweite Kontaktreihe 18 (Wertigkeit 20 bis 215) durch eine 8-bit-Codierung darstellen. Die Codierung der Kom­ ponenteneigenschaften sind der Tabelle 3 zu entnehmen.
TABELLE 3
Falls Komponenten K1-K5 nicht kompatibel zueinander sein sollten, ist die entsprechende Codierung auf 0 zu setzen bzw. der entsprechende Kontakt zu entfernen.
Fig. 5 zeigt beispielhaft die Steckercodierung der Komponentenverbindung KV1, wobei die Codiereinheit CE1 die Information enthält, dass die Komponente K4 eine Einschleuseeinheit ist, die keinen Eingang und einen Ausgang umfasst und mit allen Komponenten außer mit einer Einschleuseeinheit kompatibel ist. Der Codiereinheit CE2 ist zu entnehmen, dass die Komponente K1 ein Transportband ist, umfassend einen Eingang und einen Ausgang und dass die Komponente K1 mit allen weiteren Komponenten voll kompatibel ist.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Codiereinheiten zusammen mit den Lese­ einheiten ist eine automatische Konfiguration der Komponenten K1-K5 des Transportsy­ stems 10 gewährleistet. Die einzelnen Codierungen der Komponenten können über die in der anzuschließenden Komponente enthaltenen oder externe Steuereinheit SE1-SE5 erfasst und ausgewertet werden, so dass aufwendige Inbetriebnahme-Programmierungen und Abfragezy­ klen entfallen. Insgesamt wird eine schnellere und damit kostengünstigerere Inbetriebnahme eines Produktionssystems erreicht.

Claims (13)

1. Produktionssystem (10), insbesondere Transportanlage umfassend zumindest zwei Komponenten (K1-K5) wie Einschleuseeinheit, Transporteinheit, Verschiebeeinheit, Ausschleuseeinheit, Maschineneinheit oder dergleichen, wobei jede Komponente (K1-K5) zumindest eine elektrische und/oder mechanische Schnittstelle wie Ein- und/oder Ausgabeeinheiten (A1-A3; E1-E3) aufweist, über die angrenzende Komponenten (K1-K5) miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest einen Schnittstelle (A1-A3; E1-E3) zumindest einer der Kom­ ponenten (K1-K5) eine Codiereinheit (CE1-CE5) zugeordnet ist, wobei die Codier­ einheit (CE1-CE5) Informationen über die Art und/oder die Eigenschaften und/oder über die Kompatibilität der Komponenten (K1-K5) enthält und wobei die Codier­ einheit (CE1-CE5) der zumindest einen Schnittstelle (A1-A3; E1-E3) mit einer Steuereinheit (SE1-SE5) zur automatischen Konfiguration der angrenzenden Kom­ ponenten (K1-K5) verbunden ist.
2. Produktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstellen (A1-A3; E1-E3) der angrenzenden Komponenten (K1-K5) jeweils die Codiereinheit (KCE1-KCE5) zusammen mit jeweils einer Leseeinheit (LE1-LE5) aufweisen, wobei die Leseeinheit (LE1-LE5) jeweils mit einer internen und/oder externen Steuereinheit (SE1-SE5) wie speicherprogrammierbaren Steuerung verbunden sind.
3. Produktionssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in jeder Schnittstelle (A1-A3; E1-E3) enthaltene Codiereinheit (CE1-CE5) über eine externe Leseeinheit (LE1-LE5) erfasst und von einer externen Steuereinheit (SE1-SE5) ausgewertet wird.
4. Produktionssystem nachzumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Codiereinheit (CE1-CE5) als mechanische Codiereinheit wie Steckverbin­ dung, vorzugsweise als Messer- und/oder Sitftleiste ausgebildet ist, wobei die Lese­ einheit (LE1-LE5) als kompatible Stift- und/oder Messerleiste ausgebildet ist.
5. Produktionssystem nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung betreffend Typ, Eigenschaft und/oder Kompatibilität der Kom­ ponente (K1-K5) über die Anzahl und/oder die Anordnung von Kontakten in der Messerleiste und/oder Stiftleiste erfolgt.
6. Produktionssystem nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung eine binäre Codierung ist.
7. Produktionssystem nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Codiereinheit (CE1-CE5) eine optische oder magnetische Einheit ist und dass die Leseeinheit (LE1-LE5) als optischer oder magnetischer Sensor ausgebildet ist.
8. Produktionssystem nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Codiereinheit (CE1-CE5) und die Leseeinheit (LE1-LE5) in einer Einheit integriert ist.
9. Produktionssystem nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Codiereinheit (CE1) eine passive oder aktive elektronische Einheit aufweist, der die Informationen über die Komponente (K1-K5) und deren Schnittstelle (A1-A3; E1-E3) zu entnehmen sind.
10. Verfahren zur Konfiguration eines Produktionssystems (10), bei dem zumindest zwei Komponenten (K1-K5) die Einschleuseeinheit, Verscheibeeinheit, Transporteinheit, Ausschleuseeinheit, Maschineneinheit und dgl. über Schnittstellen (E1-E3; A1-A3) miteinander gekoppelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Komponenten (K1-K5) und/oder deren Schnittstellen (E1-E3; A1-A3) codiert wird, wobei die Codierung zwischen angrenzenden und mitein­ ander zusammenwirkenden Komponenten (K1-K5) und/oder Schnittstellen ausge­ tauscht wird, so dass über die Codierung eine gegenseitige automatische Erkennung der Komponenten (K1-K5) und damit eine automatische Konfiguration des Produk­ tionssystems (10) erreicht wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten (K1-K5) binär codiert werden.
12. Verfahren nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten (K1-K5) mechanisch codiert werden.
13. Verfahren nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung einer Komponente (K1-K5) durch die angekoppelte Komponente (K1-K5) selbst oder durch eine externe Steuereinheit überwacht und abgefragt wird, wobei die angrenzende Komponente (K1-K5) automatisch angepasst wird.
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