DE102005014233A1

DE102005014233A1 - Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Produktionsanlage sowie Bedienvorrichtung

Info

Publication number: DE102005014233A1
Application number: DE102005014233A
Authority: DE
Inventors: Thomas Kreft; Michael Schlesinger
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2006-04-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Produktionsanlage (10). DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass eine Schnellhaltefunktion der Produktionsanlage (10) softwaremäßig gesteuert wird. Ein Zugriff auf die Schnellhaltefunktion erfolgt dabei vorzugsweise über wenigstens ein bereits in der Produktionsanlage (10) vorhandenes Bedienelement (16), beispielsweise über einen Starttaster. DOLLAR A Die Erfindung betrifft ferner eine Bedienvorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei ein schneller, sicherer und störungsfreier Anlagenhalt durchführbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Produktionsanlage sowie eine Bedienvorrichtung nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
Beim Betreiben von automatisierten Produktionsanlagen, beispielsweise von Produktionsanlagen in der Fahrzeugherstellung, ist es häufig erforderlich, einen Anlagenhalt durchzuführen, beispielsweise um Kleinstörungen zu beheben, Optimierungsarbeiten durchzuführen und/oder schleichende Fehler zu beseitigen. Ein derartiger Anlagenhalt kann üblicherweise jeweils nur von einer einzigen Stelle, beispielsweise von einem Bedienrechner aus, eingeleitet werden. Dies erfolgt meist durch Umlegen eines entsprechenden Wahlschalters an einer speicherprogrammierten Steuerung („SPS"). Nachteilig dabei ist, dass das Überwachungspersonal zum Bedienen dieses Wahlschalters oft längere Wege zurücklegen muss, besonders wenn sich das Personal zum erforderlichen Zeitpunkt des Anlagenhalts auf der anderen Seite der Produktionsanlage befindet. Zudem geht bei einem häufig wiederkehrenden Problem dadurch viel wertvolle Arbeitszeit verloren, dass jeweils ein Taktende eines Produktionszyklus abgewartet werden muss, bis die Anlage zum Stehen gebracht werden kann. Bei einem Versuch, einen Automatikablauf einer Produktionsanlage innerhalb eines Produktionstakts anzuhalten, kann es zu unerwünschten Folge störungen kommen. Insgesamt summiert sich die Zeit, die durch einen langen Weg zum Bedienrechner für den Anlagenhalt und durch eine Wartezeit bis zum Ende eines Produktionstakts verstreicht. Hinzu kommt ungefähr der gleiche Zeitraum, der für den Wiederstart der Produktionsanlage erforderlich ist. Ein derartiger Anlagenhalt kann mehrmals pro Schicht erforderlich sein, so dass insgesamt wertvolle Arbeitszeit und Produktionszeit verloren wird.
Um einen Anlagenhalt von mehr als nur einer Stelle aus bewirken zu können, müsste eine entsprechende Anzahl zusätzlicher Schalter installiert werden, beispielsweise an jeder Schutztür einer Produktionsanlage. Hierdurch würden jedoch zusätzliche Kosten für die Installation derartiger zusätzlicher Schalter sowie für die hierfür erforderliche Programmänderung anfallen, was sich insbesondere bei größeren Produktionsanlagen als unrentabel erweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Produktionsanlage sowie eine Bedienvorrichtung zum Durchführen eines derartigen Verfahrens bereitzustellen, womit ein schneller, sicherer und störungsfreier Anlagenhalt von möglichst vielen Stellen aus gewährleistet wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Produktionsanlage wird eine Schnellhaltefunktion der Produktionsanlage softwaremäßig gesteuert. Es erübrigt sich somit vorteilhafterweise eine vergleichbare Hardwarelösung, die wesentlich aufwändiger und kostenintensiver wäre. Mit der erfindungsgemäßen softwaremäßigen Funktion wird die betreffende Produktionsanlage wesentlich bedienfreundlicher.

Vorzugsweise erfolgt ein Zugriff auf die Schnellhaltefunktion über wenigstens ein bereits in der Produktionsanlage vorhandenes Bedienelement. Günstigerweise kann dabei die entsprechende Hardware unverändert bleiben, und es ist lediglich eine Umprogrammierung der SPS erforderlich. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich problemlos als Standardblock bei sämtlichen automatisierten Produktionsanlagen einrichten, denn die Umsetzung erfolgt lediglich in der in jeder automatisierten Produktionsanlage vorhandenen SPS.

Besonders bevorzugt wird das Bedienelement mit wenigstens einer Doppelfunktion versehen. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Taster, insbesondere ein Starttaster, mit einer Doppelfunktion zum Starten und zum Anhalten der Produktionsanlage verwendet wird. Zweckmäßigerweise sind Starttaster bei automatisierten Produktionsanlagen an jeder Schutztür vorhanden, so dass kein zusätzlicher Schalter zum Betreiben der Schnellhaltefunktion erforderlich ist, wodurch günstigerweise Kosten eingespart werden können. Ein Signal zum Auslösen der Schnellhaltefunktion kann beispielsweise durch ein schnelles zweimalig hintereinander ausgeführtes Betätigen des Starttasters erfolgen, vergleichbar mit einem Doppelklick einer PC-Maus. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Schnellhaltefunktion durch ein einziges kurzes Betätigen des Starttasters ausgelöst wird.

Bevorzugt kann ein Produktionsablauf der Produktionsanlage in möglichst viele Schritte eines Programms bzw. Unterabschnitte einer jeweiligen Taktkette unterteilt werden. Die Steuerung der Produktionsanlage kann so programmiert werden, dass nach Ablauf eines jeden Unterabschnitts der Taktkette und nach Ablauf eines jeden Programms jeweils eine zusätzliche Abfrage nach einem Anhalten der Produktionsanlage erfolgt. Hierdurch ist vorzugsweise gewährleistet, dass die Produktionsanlage möglichst schnell zu einem definierten, sicheren und sauberen Anlagenhalt kommt, ohne dass Folgestörungen durch ein Unterbrechen des Produktionstakts ausgelöst werden.

Auch alle anderen Komponenten, die sich innerhalb der gleichen Anlage befinden, können entsprechend gestoppt werden, indem entsprechend sichere Anlagenhaltepunkte festgelegt werden. Dadurch werden sämtliche innerhalb der gleichen Anlage laufenden Prozesse miteinander koordiniert angehalten, ohne dass der Produktionsdurchlauf gestört wird. Dadurch kann vorteilhafterweise vermieden werden, dass Teilbereiche der Anlage durch einen unkoordinierten Anlagenhalt neu eingerichtet werden müssen. Es kann somit vorteilhafterweise der Verlust wertvoller Produktionszeit vermieden werden. Dadurch erhöht sich günstigerweise die Verfügbarkeit der betreffenden Anlage. Insbesondere bei sehr komplexen Produktionsanlagen erweist sich das erfindungsgemäße Verfahren als besonders vorteilhaft. Zudem werden die Anschaffungskosten der Anlage bei Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens günstiger. Auch das Nachrüsten ist an jeder vorhandenen Anlage äußerst kostengünstig möglich.

Bei Aktivierung der Schnellhaltefunktion kann vorzugsweise wenigstens ein optisches und/oder akustisches Warnsignal abgegeben werden. Beispielsweise können Anzeigelampen innerhalb der bereits an den Türen vorhandenen Starttaster mit zwei zusätzlichen Blinktakten ausgestattet werden, wobei ein schnelles Blinken als Signal für das Anfordern eines „Halt nach Taktende" bzw. „Halt nach Punktende", und ein langsames Blinken als Anzeige für das Erreichen der Position „Halt nach Taktende" bzw. „Halt nach Punktende" verwendet werden kann.

Bei einer erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung zum Durchführen des oben beschriebenen Verfahrens ist ein softwaregesteuertes Bedienelement zur Aktivierung einer Schnellhaltefunktion vorgesehen. Dabei ist von besonderem Vorteil, dass ein schneller, sicherer und störungsfreier Anlagenhalt erreicht werden kann.

Das Bedienelement, vorzugsweise ein Starttaster, kann mit wenigstens einer Doppelfunktion ausgerüstet sein. Neben der Startfunktion kann das Bedienelement beispielsweise mit einer zusätzlichen Funktion „Halt nach Programmende" (HPRE) und „Halt nach Taktende" (HNT)ausgerüstet ist. Mittels der erfindungsgemäßen Doppelfunktionszuweisung des Bedienelements ist vorteilhafterweise ein schneller, sicherer und störungsfreier Anlagenhalt erreichbar.

Zudem wird durch die softwaremäßige Funktion die betreffende Produktionsanlage bei unveränderter Hardware wesentlich bedienfreundlicher. Automatisierte Produktionsanlagen können nach der Anwahl der erfindungsgemäßen Softwarefunktion beispielsweise von jeder umgerüsteten Tür aus jederzeit und schnellst möglich und sicher angehalten werden, ohne dass kompliziert zu behebende Folgestörungen entstehen. Zudem müssen keine langen Wege für das Auslösen der Anhaltefunktion an dem Bedienelement zurückgelegt werden, weil es erfindungsgemäß nicht mehr erforderlich ist, sich zu einem zentralen Bedienrechner zu begeben. Dadurch erhöht sich der Produktionsfaktor der gesamten Produktionsanlage erheblich.

Bevorzugt kann das Bedienelement mit einer Anzeigevorrichtung zur Abgabe eines Warnsignals bei Aktivierung der Schnellhaltefunktion kombiniert sein.

Vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung zum schnellen, sicheren und störungsfreien Anlagenhalt insbesondere bei Optimierungsar beiten, denn es lässt sich dadurch jeder Roboter einer Produktionsanlage sehr genau anhalten, beispielsweise zu Beginn eines neuen Unterprogramms bzw. an jedem programmierten Haltepunkt. Dies bringt weitere Vorteile mit sich, weil gerade bei Optimierungs- und Instandsetzungsarbeiten die Roboter häufig zu einem bestimmten Zeitpunkt mehrmals hintereinander angehalten werden müssen, um sich Stück für Stück an ein gewünschtes Optimierungsziel heranzutasten. Ein schnelleres und zielgerichtetes Anhalten ist auch bei vielen gehäuften Kleinstörungen vorteilhaft, bei welchen die Produktionsanlage betreten werden muss. Zudem ist die Erfindung bei allen Produktionsanlagen sinnvoll, bei welchen Roboter und weitere technische Komponenten vorhanden sind. Besonders bei einer Kleinserie in der automatisierten Fahrzeugherstellung, bei welcher ein Roboter viele Aufgaben und Werkzeugwechsel durchführen muss, kann viel Ausfallzeit eingespart werden, was positive Auswirkungen auf die Gesamtproduktion und die Auslastung der Produktionsanlage hat. Dabei wird bislang angefallene unnötige Wegezeit direkt in wertvolle Produktionszeit umgewandelt. Außerdem ist die Erfindung bei großen, komplexeren und somit störanfälligeren Produktionsanlagen sinnvoll.

Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind der Beschreibung sowie den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination, die der Fachmann zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen wird.
Dabei zeigt die einzige Figur ein Blockschaltbild einer automatisierten Produktionsanlage 10, wobei ein Automatisierungssystem 11 einen auf der Produktionsanlage 10 ablaufenden Pro duktionsprozess steuert. Das Automatisierungssystem 11 umfasst dazu eine Steuerung 12 , beispielsweise eine so genannte speicherprogrammierbare Steuerung SPS, sowie als SPS-Hardware 15 ausgestaltete Ein- und Ausgabemittel zum Ausgeben von Steuerinformationen an die Produktionsanlage 10 und zum Einlesen von Statusinformationen von der Produktionsanlage 10. Statusabfragen können hierzu jederzeit über einen Bedienrechner 18 abgefragt. Die Steuerung 12 weist einen Speicher 13 auf. Im Speicher 13 sind auf bekannte Weise ein Steuerprogramm 14 zur Steuerung und/oder Überwachung des Produktionsprozesses sowie Daten, auf die das Steuerprogramm 14 zu diesem Zweck zugreift, insbesondere das so genannte Prozessabbild, gespeichert.
Es kann erforderlich sein, dass die Produktionsanlage 10 angehalten wird, um beispielsweise Kleinstörungen zu beheben, Optimierungsarbeiten durchzuführen und/oder schleichende Fehler zu beseitigen. Erfindungsgemäß wird eine derartige Schnellhaltefunktion der Produktionsanlage 10 softwaremäßig gesteuert. Ein Zugriff auf die Schnellhaltefunktion erfolgt dabei über wenigstens ein bereits in der Produktionsanlage 10 vorhandenes, vorzugsweise als Starttaster 16 ausgestaltetes Bedienelement 16, wobei der Starttaster 16 mit wenigstens einer Doppelfunktion versehen wird. Die Doppelfunktion kann zum Starten und zum Anhalten der Produktionsanlage 10 vorgesehen sein. Ein Signal zum Auslösen der Schnellhaltefunktion kann über einen Doppelklick des Starttasters 16 erfolgen. Wenn nun innerhalb einer begrenzten Zeit, beispielsweise innerhalb von 3 Sekunden, der Starttaster 16 zweimal bedient wird, also zwei Impulse über den digitalen Eingang der SPS zugeführt werden, erfolgt mittels einer SPS-Software 14 ein entsprechender digitaler Ausgang an die Produktionsanlage 10, mit dem ein schneller, sicherer und störungsfreier Anlagenhalt der Produktionsanlage 10 ausgelöst wird.
Ein Produktionsablauf der Produktionsanlage 10 ist vorzugsweise in möglichst viele kleine Schritte eines Programms bzw. Unterabschnitte der jeweiligen Taktkette unterteilt. Die Steuerung 12 der Produktionsanlage 10 wird dann so programmiert, dass nach Ablauf eines jeden kleinen Schritts und nach Ablauf eines jeden Programms jeweils eine zusätzliche Abfrage nach einem Anhalten der Produktionsanlage 10 erfolgt. Das Bedienelement 16 einer entsprechenden Bedienvorrichtung ist mit einer zusätzlichen Funktion Halt nach Programmende „HPRE" und Halt nach Taktende „HNT" ausgerüstet.
Bei Aktivierung der Schnellhaltefunktion wird über eine Anzeigevorrichtung 17 ein optisches und/oder akustisches Warnsignal abgegeben. Die Anzeigevorrichtung 17 ist dabei günstigerweise mit dem Bedienelement 16 kombiniert.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Produktionsanlage (10), dadurch gekennzeichnet, dass eine Schnellhaltefunktion der Produktionsanlage (10) softwaremäßig gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zugriff auf die Schnellhaltefunktion über wenigstens ein bereits in der Produktionsanlage (10) vorhandenes Bedienelement (16) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (16) mit wenigstens einer Doppelfunktion versehen wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Bedienelement (16) ein Starttaster zum Starten und zum Anhalten der Produktionsanlage (10) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Signal zum Auslösen der Schnellhaltefunktion über einen Doppelklick des Starttasters (16) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Produktionsablauf der Produktionsanlage (10) in möglichst kleine Schritte eines Programms bzw. kurze Unterabschnitte einer jeweiligen Taktkette unterteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (12) der Produktionsanlage (10) so programmiert wird, dass nach Ablauf eines jeden kleinen Schritt des Programms bzw. Unterabschnitts der Taktkette und nach Ablauf eines jeden Programms jeweils eine zusätzliche Abfrage nach einem Anhalten der Produktionsanlage (10) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass bei Aktivierung der Schnellhaltefunktion wenigstens ein optisches und/oder akustisches Warnsignal abgegeben wird.
Bedienvorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein softwaregesteuertes Bedienelement (16) zur Aktivierung einer Schnellhaltefunktion vorgesehen ist.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (16) mit wenigstens einer Doppelfunktion ausgerüstet ist.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement mit einer zusätzlichen Funktion Halt nach Programmende (HPRE) und Halt nach Taktende (HNT)ausgerüstet ist.
Bedienvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Bedienelement (16) ein Starttaster vorgesehen ist.
Bedienvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (16) mit einer Anzeigevorrichtung (17) zur Abgabe eines Warnsignals bei Aktivierung der Schnellhaltefunktion kombiniert ist.