DE102005027064B4

DE102005027064B4 - Verfahren und eine Vorrichtung zur Identifizierung eines einem bestimmten Ereignis zuzuordnenden Erstwertfehlers in einer rechnergesteuerten Maschine

Info

Publication number: DE102005027064B4
Application number: DE200510027064
Authority: DE
Inventors: Michael Kohlmann; Rainer Maurer; Dieter Rau; Karl-Heinz Schmidt
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 2005-06-11
Filing date: 2005-06-11
Publication date: 2012-04-05
Anticipated expiration: 2025-06-12
Also published as: DE102005027064A1

Abstract

Verfahren zur Identifizierung eines einem bestimmten Ereignis zuzuordnenden Erstwertfehlers in rechnergesteuerten Maschinen mit mindestens einem dezentralen Aggregat, dem jeweils mindestens eine dezentrale CPU (01) zugeordnet ist, wobei auftretende Fehlermeldungen des mindestens einen dezentralen Aggregats (01) mit einem Zeitstempel versehen einem Maschinen-Leitsystem (05) zugeführt werden, wobei alle Fehlermeldungen in einen Ringspeicher (04) geschrieben werden, dadurch gekennzeichnet, – dass im Falle des Auftretens des Ereignisses diejenige Position im Ringspeicher (04) markiert wird, in der das Ereignis aufgetreten ist, – dass die Zeitstempel derjenigen Fehlermeldungen, die in einem vorbestimmten Zeitfenster im Bereich der markierten Position aufgetreten sind, verglichen werden, und – dass der erste Eintrag im Ringspeicher (04) mit passendem Zeitstempel ermittelt und als Erstwertfehlermeldung ausgewählt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Identifizierung eines einem bestimmten Ereignis zuzuordnenden Erstwertfehlers in einer rechnergesteuerten Maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 15.
Moderne Druckmaschinen wie z. B. Rollenrotationsdruckmaschinen werden durch eine Vielzahl dezentraler CPU's gesteuert. Mittels geeigneter Netzwerke tauschen die CPU's ihre Informationen über den Zustand der Maschine aus. In der Regel bildet eine übergeordnete CPU sowohl Datensammler als auch Gateway von einem Steuernetzwerk auf Aggregatebene zu einem Controlnetzwerk bzw. Managementnetzwerk in die Leitebene. Hierbei spielt die Methodik und das Bearbeiten von Fehlermeldungen eine wichtige Rolle, um dem Bedienpersonal der Maschine im Falle des Auftretens eines beispielsweise zu einem Maschinen-Stopp führenden Fehlers das Auffinden und Beseitigen des den Maschinen-Stopp verursachenden Fehlers sehr schnell zu ermöglichen.
Zu diesem Zweck werden in der Regel Codes oder Bitmuster an die übergeordnete CPU übertragen, welche diese Codes oder Bitmuster in für die Leitebene gebrauchsfähige Codes umsetzt und diesen Codes zusätzlich einen Zeitstempel aufprägt.
Nun ist es allerdings möglich, dass innerhalb der verschiedenen Zykluszeiten der dezentralen CPU's mehrere Meldungen innerhalb eines einzigen Zeitstempels an die übergeordnete CPU übertragen werden und diese Meldungen mit gleichem Zeitstempel auf dem Monitor des Leitsystems erscheinen. Das Bedienungspersonal hat in diesem Fall Probleme, die den Maschinen-Stopp verursachende Fehlermeldung zu erkennen und geeignete Maßnahmen zu ergreifen. Probleme ergeben sich ganz besonders dann, wenn bereits Meldungen mit annähernd gleichem Zeitstempel am Monitor des Leitstands des Leitsystems angezeigt werden, die einerseits zwar nicht zur Produktionsunterbrechung geführt haben, andererseits aber für das Bedienpersonal an sich wichtige Informationen darstellen.
Es ist daher für eine schnelle und gezielte Behebung von Störungen im Produktionsbetrieb wesentlich, mit ausreichender Schnelligkeit und Zuverlässigkeit feststellen zu können, welcher der annähernd zeitgleichen Fehlermeldungen die erste und für den Maschinen-Stopp verantwortliche ist. In der modernen Steuerungstechnik sind im Wesentlichen drei Lösungen zur Erzeugung solcher Erstwertfehlermeldungen bekannt: Gemäß einer ersten Lösung werden mit einer gesonderten Hardware die für den Prozess wichtigen Meldungen separat auf eine schnelle CPU parallel verdrahtet. Diese schnelle CPU kann nun parallel zum übrigen Steuerungsnetzwerk direkt erkennen, welcher Fehler zuerst innerhalb eines Zykluses aufgetreten ist. Allerdings gestaltet sich bei dieser Lösung der Verdrahtungs- und Programmieraufwand äußerst unbefriedigend, nachdem dieser immer abhängig von der jeweils bestehenden Konfiguration der Maschine durchgeführt werden muss. Darüber hinaus ist eine vollständige Integration aller Fehlermeldungen in das System nur durch einen enormen Aufwand zu realisieren und gestaltet sich besonders schwierig bei Fremdaggregaten, die zwar in das System eingebunden sind, deren Steuerung jedoch von einer Fremdfirma bzw. einem Zulieferer erstellt wurde; als Beispiel sei hier ein Trockenaggregat an einer Akzidenzmaschine genannt.
Gemäß einer zweiten Lösung arbeiten alle CPU's des Systems mit einem Realtime-Betriebssystem und erhalten ihre Startzeiten von der übergeordneten CPU. Jede CPU ist somit in der Lage, einer auftretenden Fehlermeldung einen Zeitstempel aufzuprägen. Dieser Zeitstempel kann dann von der übergeordneten CPU ausgewertet werden und die den Maschinen-Stopp verursachende Fehlermeldung kann gesondert ausgewiesen werden. Nachteilig hierbei ist der enorme Aufwand, jede CPU mit einem Realtime-Betriebssystem zu versehen und den Zeitstempel gesondert in jeder CPU zu verwalten. In einem solchen System ist für jede CPU ein erhöhter Programmieraufwand notwendig, da der Zeitstempel mit zehntel und hundertstel Sekundenbruchteilen auflösen muss.
Gemäß einer dritten Lösung sammelt eine CPU alle einlaufenden Fehlermeldungen und trifft aufgrund einer programmierten Logik die Entscheidung, welcher der Fehler für den Maschinen-Stopp mit höchster Wahrscheinlichkeit verantwortlich ist. Hier ist der programmtechnische Aufwand sehr groß, nachdem der CPU alle Fehlermeldungen einschließlich ihrer Verknüpfungen bekannt sein müssen.
Allen vorstehend genannten Lösungen ist es nur durch eine äußerst komplexe Logik möglich, Fehler herauszufiltern, die von nicht in dem Produktionsprozess befindlichen Aggregaten, während Rüstzeiten oder durch Reparatur- und Wartungsmaßnahmen erzeugt werden und die für deren Bedienung auch unverzichtbar sind, die jedoch die produzierende Maschine nicht stillsetzen. Des Weiteren stellen auch Eindruckwerke bzw. Endlosstapeldruckmaschinen eine Besonderheit dar, die sich gerade im Modus „Rüsten” oder „bereit für Eindruck” befinden, also nicht aktiv am Produktionsprozess beteiligt sind. Darüber hinaus stellt es eine beim Bedienpersonal weit verbreitete Unsitte dar, die Funktion „Fehler löschen” zu betätigen, bevor die Fehlermasken aufgerufen werden, um auf dem Bildschirm des Leitsystems scheinbar überflüssige Fehler zu löschen. Die Folge ist, dass die noch ausstehenden Meldungen dann eher zufällig als chronologisch zur Anzeige gebracht werden.
Der DE 196 50 327 B4 offenbart eine Verfahren zur Identifizierung von Fehlern in rechnergesteuerten Maschinen mit mindestens einem dezentralen Aggregat, dem jeweils mindestens eine dezentrale CPU zugeordnet ist, wobei auftretende Fehlermeldungen des mindestens einen dezentralen Aggregats mit einem Zeitstempel versehen einem Maschinen-Leitsystem zugeführt werden, wobei alle Fehlermeldungen in einen Ringspeicher geschrieben werden und dass die Zeitstempel derjenigen Fehlermeldungen, die in einem vorbestimmten Zeitfenster im Bereich der markierten Position aufgetreten sind, verglichen werden.
Die DE 195 10 539 C1 beschreibt ein Verfahren zur Identifizierung eines einem bestimmten Ereignis zuzuordnenden Erstwertfehlers in rechnergesteuerten Maschinen mit mindestens einem dezentralen Aggregat, dem jeweils mindestens eine dezentrale CPU zugeordnet ist, wobei auftretende Fehlermeldung des mindestens einen dezentralen Aggregats mit einem Zeitstempel versehen einem Maschinen-Leitsystem zugeführt werden, wobei alle Fehlermeldungen in einen Ringspeicher geschrieben werden und dass der erste Eintrag im Ringspeicher mit passendem Zeitstempel ermittelt wird.
Aus der DE 103 26 427 A1 ist ein Verfahren zur Analyse von Prozesssignalen bekannt, mit dem die Ursache von Störungen in einem Zeitintervall bestimmt wird.
Aus der DE 198 25 733 B4 ist ein Verfahren zur Speicherung von Prozesssignalen bekannt, bei denen das mit dem Störfall ursächlich zusammenhängende Prozesssignal aus Störfallhauptsignal definiert wird.
Aus der DE 195 32 927 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem Fehlermeldungen innerhalb eines Zeitbereichs verwaltet werden.
Die EP 0 866 468 A1 offenbart ein Verfahren zur Speicherung von Prozesssignalen mit einer Zeitinformation in einem Ringspeicher.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Identifizierung eines einem bestimmten Ereignis zuzuordnenden Erstwertfehlers in einer rechnergesteuerten Maschine zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder 15 gelöst.
Die Erfindung beruht auf der Überlegung, dass davon ausgegangen werden kann, dass aufgrund der modernen steuerungstechnischen Einrichtungen und Kommunikationsnetzwerke bei einer in Produktion befindlichen Druckmaschine im Falle eines auftretenden Ereignisses, das zur Produktionsunterbrechung führt und weitere Ereignisse zur Folge hat, die wiederum einem Fehlermeldesystem gemeldet werden, diese in nahezu chronologischer Reihenfolge erkannt und an eine übergeordnete CPU gemeldet werden.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass das System bzw. die Vorrichtung in keinem Fall den Inhalt der Fehlermeldung kennen oder Informationen über die Konfiguration der Maschine erhalten muss. Eine besondere Programmierung in den einzelnen CPU's der dezentralen Aggregate oder der übergeordneten CPU ist nicht notwendig. Das System verwendet ausschließlich bereits existierende Daten und ist somit auch an bestehenden Anlagen nachrüstbar, wenn die entsprechende Visualisierung angepasst wird. Fehlermeldungen von dezentralen Aggregaten, die die Produktion nicht unterbrechen, werden wie bisher üblich gemäß dem Stand der Technik an die Visualisierungssysteme übermittelt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung des Verfahrens bzw. der Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Eine nicht näher dargestellte Maschine, beispielsweise eine Druckmaschine, z. B. eine Rotationsdruckmaschine, insbesondere eine Rollenrotationsdruckmaschine, umfasst eine Mehrzahl von dezentralen Aggregaten mit jeweils einer dezentralen CPU 01, über die die Maschine gesteuert wird und die ihre Informationen über den Zustand der Maschine mittels ebenfalls nicht dargestellter Netzwerke austauschen. Eine übergeordnete CPU 02 bildet den Datensammler und das Gateway vom Steuernetzwerk auf Aggregatebene zu einem Managementnetzwerk in die Leitebene, d. h. in die Ebene eines Maschinen-Leitsystems 05, welches u. a. ein Visualisierungssystem 06 umfasst.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in Form einer z. B. eine Vergleichs- bzw. Auswahleinrichtung 03 weitere CPU 03, in das Netzwerk zwischen übergeordneter CPU 02 und Maschinen-Leitsystem 05 bzw. Visualisierungssystem 06 eingebracht. Diese CPU 03 hat die Aufgabe, alle Fehlermeldungen der dezentralen CPU's 01 in einen Ringspeicher 04 zu schreiben.
In diesem Ringspeicher 04 stehen nun die für das Maschinen-Leitsystem 05 verwendbaren Codes der eingegangenen Fehlermeldungen aus den dezentralen CPU's 01 samt der entsprechenden, durch die übergeordnete CPU 02 diesen Codes jeweils aufgeprägten Zeitstempel. Über eine Markierungseinrichtung 07, 08, z. B. ein Triggersignal 07 einer Steuerung 08, wird diejenige Position in diesem Ringspeicher 04 markiert, in der die Produktionsunterbrechung erfolgt ist. Die Steuerung 08 ist diejenige Steuerung, die generell das Stopp-Signal der Maschine erzeugt, also insbesondere die Antriebssteuerung 08.
Die CPU 03 vergleicht nun die Zeitstempel der Meldungen, die in einem vorgegebenen Zeitbereich bzw. Zeitfenster liegen, und ermittelt so den ersten Eintrag im Ringspeicher 04 mit passendem Zeitstempel. Das Ereignis mit diesem Eintrag hat mit größter Wahrscheinlichkeit die Produktion unterbrochen und stellt daher mit größter Wahrscheinlichkeit die so genannte Erstwertmeldung dar. Diese Erstwertmeldung kann nun durch die CPU 03 direkt an das Maschinen-Leitsystem 05 bzw. an die entsprechenden Ausgabemedien, insbesondere das Visualisierungssystem 06, oder anderweitig zur weiteren Bearbeitung übermittelt werden.
In alternativer, nicht dargestellter Ausgestaltung der Erfindung kann auf die zusätzliche CPU 03 verzichtet werden, wobei deren Aufgaben dann entweder von der übergeordneten CPU 02 übernommen werden oder aber auch von einer anderen CPU im Netz zwischen übergeordneter CPU 02 und Maschinen-Leitsystem 05 bzw. Visualisierungssystem 06.
Bezugszeichenliste

01: CPU, dezentral
02: CPU, übergeordnet
03: CPU, Vergleichseinrichtung, Auswahleinrichtung
04: Ringspeicher
05: Maschinen-Leitsystem
06: Visualisierungssystem
07: Triggersignal
08: Steuerung, Antriebssteuerung

Claims

Verfahren zur Identifizierung eines einem bestimmten Ereignis zuzuordnenden Erstwertfehlers in rechnergesteuerten Maschinen mit mindestens einem dezentralen Aggregat, dem jeweils mindestens eine dezentrale CPU (01) zugeordnet ist, wobei auftretende Fehlermeldungen des mindestens einen dezentralen Aggregats (01) mit einem Zeitstempel versehen einem Maschinen-Leitsystem (05) zugeführt werden, wobei alle Fehlermeldungen in einen Ringspeicher (04) geschrieben werden, dadurch gekennzeichnet, – dass im Falle des Auftretens des Ereignisses diejenige Position im Ringspeicher (04) markiert wird, in der das Ereignis aufgetreten ist, – dass die Zeitstempel derjenigen Fehlermeldungen, die in einem vorbestimmten Zeitfenster im Bereich der markierten Position aufgetreten sind, verglichen werden, und – dass der erste Eintrag im Ringspeicher (04) mit passendem Zeitstempel ermittelt und als Erstwertfehlermeldung ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es bei Druckmaschinen Anwendung findet.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es bei Rotationsdruckmaschinen, insbesondere Rollenrotationsdruckmaschinen Anwendung findet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ereignis ein Maschinen-Stopp ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Position im Ringspeicher (04), in der der Maschinen-Stopp aufgetreten ist, über ein Triggersignal (07) einer das Stopp-Signal der Maschine erzeugenden Steuerung (08) markiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlermeldungen zunächst einer übergeordneten CPU (02) zugeführt werden, über die die mindestens eine dezentrale CPU (01) mit dem Maschinen-Leitsystem (05) in Verbindung steht.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlermeldungen in den Ringspeicher (04) mittels einer zusätzlichen CPU (03) eingelesen werden, die zwischen der übergeordneten CPU (02) und dem Maschinen-Leitsystem (05) vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlermeldungen in den Ringspeicher (04) mittels der übergeordneten CPU (02) eingelesen werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlermeldungen in den Ringspeicher (04) mittels einer bereits vorhandenen CPU eingelesen werden, die zwischen der übergeordneten CPU (02) und dem Maschinen-Leitsystem (05) vorgesehen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlermeldungen im Ringspeicher (04) in Form von für das Maschinen-Leitsystem (05) geeigneten Codes eingetragen werden.
Verfahren nach Anspruch 6, 7, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die übergeordnete CPU (02) die von der mindestens einen dezentralen CPU (01) in Form von Codes gelieferten Fehlermeldungen in für das Maschinen-Leitsystem (05) geeignete Codes umsetzt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die übergeordnete CPU (02) den Codes den Zeitstempel aufprägt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstwertfehlermeldungen einem Visualisierungssystem (06) übermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlermeldungen einem Visualisierungssystem (06) übermittelt werden, das Teil des Maschinen-Leitsystems (05) ist.
Vorrichtung zur Identifizierung eines einem bestimmten Ereignis zuzuordnenden Erstwertfehlers in rechnergesteuerten Maschinen mit mindestens einem dezentralen Aggregat, dem jeweils mindestens eine dezentrale CPU (01) zugeordnet ist, wobei auftretende Fehlermeldungen des mindestens einen dezentralen Aggregats mit einem Zeitstempel versehen einem Maschinen-Leitsystem (05) zugeführt werden, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei ein Ringspeicher (04) angeordnet ist, in den die Fehlermeldungen einlesbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Markierungseinrichtung (07, 08) zum Markieren derjenigen Position im Ringspeicher (04), in der das Ereignis aufgetreten ist angeordnet ist, dass eine Vergleichseinrichtung (03) zum Vergleichen der Zeitstempel derjenigen Fehlermeldungen angeordnet ist, die in einem vorbestimmten Zeitfenster im Bereich der markierten Position aufgetreten sind, dass eine Auswahleinrichtung (03) zum Ermitteln des ersten Eintrags im Ringspeicher (04) mit passendem Zeitstempel und Auswählen als Erstwertfehlermeldung angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere dezentrale Aggregate vorgesehen sind, denen jeweils eine dezentrale CPU (01) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine übergeordnete CPU (02) vorgesehen ist, über die die dezentralen CPU's (01) mit dem Maschinen-Leitsystem (05) in Verbindung stehen.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der übergeordneten CPU (02) und dem Maschinen-Leitsystem (05) eine zusätzliche CPU (03) zum Einlesen der Fehlermeldungen in den Ringspeicher (04) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die übergeordnete CPU (02) zum Einlesen der Fehlermeldungen in den Ringspeicher (04) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die übergeordnete CPU (02) zum Aufprägen der Zeitstempel auf die Fehlermeldungen ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die übergeordnete CPU (02) zum Umsetzen von den Fehlermeldungen entsprechenden, von den dezentralen CPU's (01) gelieferten Codes in für das Maschinen-Leitsystem (05) geeignete Codes ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine eine Druckmaschine ist.
Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmaschine eine Rotationsdruckmaschine, insbesondere eine Rollenrotationsdruckmaschine ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Ereignis ein Maschinen-Stopp ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierungseinrichtung (07, 08) ein Triggersignal (07) einer Antriebssteuerung (08) der Maschine umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinen-Leitsystem (05) ein Visualisierungssystem (06) umfasst, dem die Fehlermeldungen übermittelbar sind.