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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsschnittstelle für industrielle
Vorrichtungen und insbesondere zum Steuern von Messinstrumenten und
zum Steuern von Antrieben für
elektrische Motoren und Betätigungselemente.
Insbesondere betrifft sie eine Steuerungsschnittstelle, die eine
verbesserte Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) für Messinstrumente
umfasst, die in industriellen Anwendungen, Verarbeitungsindustrie-Anwendungen, gewerblichen
Einrichtungen und Versorgungsbetriebs-Einrichtungen und bei elektrischen
Leistungs-Erzeugungs-, -Übertragungs-
oder -Verteilungs-Anwendungen verwendet wird.
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Viele
elektrische Motoren, die in industriellen und gewerblichen Prozessen
und Gebäuden
verwendet werden, werden durch eine Soft-Starterausstattung (soft
starter equipment) gesteuert. Soft-Starter werden verwendet, um
einen Motor zu starten und einen Motor auf eine gewünschte Weise
zu stoppen, um somit elektrische Stromstöße in der Stromversorgung und/oder
eine Überhitzung
in dem Motor zu verhindern. Soft-Starter werden auch verwendet,
um mechanische Schocks oder Vibrationen zu reduzieren oder auszuschalten,
die sonst unter Start-/Stop-Bedingungen auftreten könnten, die
eine Abnutzung und Beschädigung
bei den Pumpen, Lüftern,
etc. die durch die Motoren angetrieben werden, verursachen. Ein
Soft-Starter misst
typischerweise den Eingangsstrom und/oder -Spannung des Motors und
reguliert den Eingangsstrom und/oder -Spannung, die von dem Motor
erhalten wird, um eine gewünschte
Start- oder Stop-Performance zu erzielen.
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Elektrisch
angetriebene Betätigungselemente,
Servomotoren, Magnetspulen und so weiter, werden ebenso verwendet,
um die sich bewegenden Teile der Steuerausstattung, so wie Schieber
(gate valves), Ventilklappen (butterfly valves), Klappen in Prozessausstattung
und/oder Ausschalterarme (breaker arms) von Lasttrennern (circuit
breakers), Schutz-Schaltanlagen
(protection switchgear), Betätigungselemente
für Transformatoren
oder Reaktorausstattung, wie Umsteller (tap changers) und ähnliches
zu bewegen. Die Antriebssteuerung benötigt im Allgemeinen eine Konfiguration,
die sich den Umständen
jeder Anwendung anpasst. Während
einer Konfiguration beeinflussen die Parameter insbesondere den
Startstrom, und wobei auch Faktoren, so wie Geschwindigkeit, Inbetriebnahme-Zeit
(start up time) oder maximaler Eingangsstrom, etc, in der Antriebssteuerung
gemäß der Art
von Start oder Stop, der für
den Motor und/oder die Ausstattung, die er antreibt, gewählt oder
eingestellt wird. Antriebssteuerungen können viele Merkmale und Funktionen
umfassen, und die Konfiguration ist deshalb oft etwas schwierig
und zeitintensiv.
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Obwohl
beispielsweise Gleichstrommotoren (AC motors) weltweit verwendet
werden, kann die Gleichstrom-Versorgungsfrequenz (AC supply frequency)
entweder 50 Hz oder 60 Hz betragen, und wobei der Bereich der gelieferten
Betriebsströme
und Betriebsspannungen beträchtlich
ist. Schutz gegen Überhitzung
der Halbleiterkomponenten ist genauso notwendig, wie andere Arten
des Überlastungsschutzes.
Zusammenfassend gibt es gewöhnlich
eine große
Anzahl an Faktoren oder Parametern, die eine Konfiguration oder
Auswahl benötigen,
um die Verwendung eines Soft-Starters zu ermöglichen.
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Innerhalb
einer Instrumentierung gibt es viele unterschiedliche Vorrichtungen
mit einem unterschiedlichen Aussehen und Funktionierens einer Mensch-Maschine-Schnittstelle
(HMI). Sehr oft wird mehr als eine Instrumentierung innerhalb einer
Anlage installiert. Es ist sehr schwierig und nicht intuitiv sich
daran zu erinnern, wie man mit jeder einzelnen Vorrichtung interagiert.
Beispiele sind, dass die Interaktions-Knöpfe eine unterschiedliche Funktionalität haben
können,
wobei der gleiche Interaktionsknopf sich bei unterschiedlichen Stellen befinden
kann, und wobei die gleiche Funktion von den unterschiedlichen Vorrichtungen
unterschiedlich benannt sein kann. Ein Vorrichtungssatz von dem
gleichen Versorger mit einem vollständig anderen Aussehen und variierender
Funktionalität
ist nicht effizient. Die unterschiedlichen, verwirrenden Schnittstellen
können möglicherweise
Betriebstörungssituationen
aufgrund eines nachlässigen
Nutzers hervorrufen, der eine Schnittstelle verwendet, da diese
für eine
andere Schnittstelle gewesen wäre,
wobei aber aufgrund der Inkonsistenz, die Funktion bei der momentanen
Vorrichtung falsch ausgeführt
wird.
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Heutige
Lösungen
liefern eine unterschiedliche Mensch-Maschine-Schnittstelle an beinahe
jede/n Vorrichtung/Prozess, die/der kontrolliert werden soll. Sie
sehen nicht nur unterschiedlich aus, sondern verhalten sich auch
unterschiedlich. Die Funktionalitäten, so wie Navigation, Zahleneinstellung
und Datendarstellung werden unterschiedlich abgehandelt oder sind
unterschiedlich ausgeführt.
Es ist sehr hart für
den Nutzer, einen Satz unterschiedlicher Vorrichtungen zu betreiben,
wobei dies aber die Realität
ist. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Betreiber einen falschen Betriebsvorgang
ausführt,
insbesondere einen neuen Operator, nimmt zu. Weiter benötigt es
mehr Zeit für
den Betreiber, sich all seiner Betriebsvorgänge bewusst zu sein und sich
zu erinnern, wie man beispielsweise zu der Monitoransicht für das Druckmeter
navigiert. Für
einige Vorrichtungen befinden sich die „Menü"- und „Ausstieg"-Optionen bei gegenüberliegenden Positionen, die
Probleme verursachen können.
Ein weiteres Thema ist die Sprache, die für die Optionen verwendet wird.
Sogar innerhalb von Englisch kann die HMI für die Steuervorrichtungen unterschiedliche
Ausdrücke
für die
gleiche Option verwenden, oder sogar innerhalb der gleichen HMI, wobei
unterschiedliche Begriffe wie „hinten", „zurück", „rücksetzen" und „aussteigen" für die gleiche Funktion
verwendet werden können.
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Üblicherweise
sind einige Schnittstellen-Steuerknöpfe mit einem bildhaften Symbol,
welches für
gewisse Funktionen steht, markiert worden. Es kann jedoch für einen
Betreiber schwierig sein, das Bild korrekt zu interpretieren. Zusätzlich ist
eine Schwierigkeit bei dieser Art von Design, dass der Betreiber
die Bedeutung der Symbole korrekt erkennen muss, um die Instrumentierung
und den Soft-Starter effizient zu konfigurieren und/oder betreiben
zu können.
Dies benötigt
einen umfangreichen Kunden-Support, angefangen von verständlichen
Gebrauchsanweisungen, um derartige Steuerungsschnittstellen korrekt
zu konfigurieren.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eines oder mehrere der vorhergehend
erwähnten Probleme
zu beseitigen. Dieses und weitere Ziele werden durch eine Motorsteuerung
wie in den angefügten
Ansprüchen
erhalten.
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Ein
erster Aspekt der Erfindung ist eine Mensch-Maschine-Schnittstelle
zum Steuern und Konfigurieren eines Messinstruments, welches eine visuelle
Anzeige und Auswahlmittel, so wie Schalter oder Knöpfe aufweist,
die der visuellen Anzeige zugehörig
sind, wobei die visuelle Anzeige Mittel zum Darstellen einer oder
mehrerer Betriebs- und/oder Steuerungsfunktionen umfasst, die verschiedene
Parametereinstellungen, etc. beinhalten und wobei die zugehörigen Auswahlmittel
Hardware- und/oder Software-Schaltmittel umfassen, um die eine oder
mehrere Betriebs- und/oder Steuerungsfunktionen auszuwählen, die
so dargestellt sind und/oder um zu einer anderen Funktion oder Menü-Option
zu navigieren.
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Diese
Erfindung beschreibt ein Verfahren und ein System zum Interagieren
mit einer Steuerungsschnittstelle einer industriellen Vorrichtung
oder einem Messinstrument. Die Erfindung beinhaltet eine konzeptionelle
Beschreibung der Schnittstelle, d.h. Konsistenz der Informationsdarstellung
und Interaktion mit ihr. Diese Erfindung schlägt eine Anzeige und mindestens
vier Interaktions-Knöpfe
vor. Diese vier Interaktions-Knöpfe
sind in zwei Gruppen gruppiert; Zwei Soft-Buttons (Soft-Knöpfe), um
die Navigation in der Anzeige zu steuern (horizontal angeordnet
in Bezug zueinander) und zwei Interaktions-Knöpfe für „Auf"/"Ab"-Funktionen, um so
in einer Liste mehrerer Optionen zu scrollen und eine Zahl anzupassen.
Die Anzeige sollte so klein wie möglich sein, ohne das Verständnis von
dargestellter Information zu verringern.
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Diese
Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) für den gesamten Bereich von
Instrumentierungs-Vorrichtungen sollte konsistent sein und auf den
gleichen Prinzipien für Navigation,
Funktionalität, Information,
Präsentation,
Terminologie und Interaktion mit der/dem darunter liegenden industriellen
Vorrichtung/Prozess beruhen.
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Ein
innovatives Element ist ein konsistenter Weg zum Darstellen von
Information und zum Wechselwirken mit ihm, zum Steuern eines weiten
Bereichs industrieller Einrichtungen und/oder Prozesse.
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Diese
Erfindung schlägt
beispielsweise eine gemeinsame Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) für Instrumentierungs-Vorrichtungen
vor, die eine große
Familie abdecken, z.B. Messgeräte,
um Durchfluss, Temperatur und Druck zu messen. Das System und Verfahren
beinhaltet eine Anzeige, Information zu visualisieren und/oder darzustellen
und einen Satz von Interaktions-Knöpfen, um mit der Instrumentierungs-Vorrichtung
zu instrumentieren. Aufgabenbeispiele, die mit der vorgeschlagenen
HMI ausgeführt
werden, beinhalten Konfiguration, Auswahl, Navigation, Überwachung,
Alarm-Abwicklung und Wizards/Makros. Eine Untermenge dieser Interaktions-Knöpfe können Soft-Buttons
sein, was bedeutet, dass ihre Funktionalität gemäß der gegenwärtigen visuellen
Anzeigefunktionalität
oder des Zustandes der Vorrichtung und welche Aufgabe der Nutzer
ausführt variiert.
Das Ziel der vorgeschlagenen HMI ist es, einen industriellen Prozess
direkt zu steuern. Eine HMI-Vorrichtung kann eine oder mehrere Vorrichtungen/Prozesse,
so wie Durchfluss, Temperatur und Druck steuern.
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Im
Grunde umfassen die Interaktions-Knöpfe vier am-Bildschirm-Betriebsvorgänge (onscreen
operation) als vier Knöpfe.
Zwei Knöpfe
sind Soft-Buttons, was bedeutet, dass der momentane Zustand innerhalb
der HMI die Funktionalität
dieser zwei Knöpfe entscheidet.
Beispiele für
den ersten Knopf sind „Menü", „Auswählen", wobei Funktionen
des zweiten Knopfes „zurück", „fortsetzen" und „aussteigen" sein können. Die
zwei verbleibenden Knöpfe
werden typischerweise verwendet, um nach oben und unten zu navigieren,
entweder physikalisch zum Scrollen innerhalb der Anzeige (Navigation)
oder zum Anpassen, beispielsweise einer Zahl.
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Im
Grunde sollte die Anzeige den momentanen Status und verschiedene
Optionen anzeigen können,
alle auf einfache und intuitive Weise. Ebenso sollte die Anzeige
klar markierte Aussteige- und/oder „Rücksetzungs"-ähnliche
Betriebsvorgänge
haben, so dass der Nutzer zur gleichen Zeit einen Schritt rückwärts gehen
kann. Die Größe der Anzeige
kann variieren, abhängig
von der zu steuernden Anwendung. Falls Information leicht innerhalb
einer zwei-Linien-Anzeige
(two-line display) angezeigt werden kann, sollte sie so klein wie
möglich
sein.
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Ein
Merkmal dieser Erfindung ist Konsistenz von dargestellter Information.
Die Funktionalität
der vier Interaktions-Knöpfe
sollte einem vorbestimmten Standard folgen. In der Praxis bedeutet
dies, dass sich die „Menü"-Wahl vorzugsweise
beispielsweise immer bei dem linken Soft-Button befindet. Ähnlich sollte
die Navigation nach oben und unten in einer Liste unterschiedlicher
Optionen immer der gleichen Regel folgen, beispielsweise bewegt
der nach-oben-Knopf (up-button) die gewählte Option um einen Schritt
nach oben in der Liste.
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Die
vorgeschlagene HMI-Vorrichtung sollte in unterschiedlichen Sprachen
konfigurierbar sein, ohne die konsistenten Navigationsoptionen und
Informationsdarstellung zu ändern.
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Ein
Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Konfiguration
der Instrumentierung beträchtlich
einfach einzustellen und zu betreiben ist. Die Konfigurationsfunktionen,
wie auch die Betriebs- oder Steuerfunktionen werden zu einer Zeit
als einfacher Text und leicht verständliche Wörter auf der Anzeige angezeigt.
Ein Nutzer wählt
einfach diese Option aus oder wählt
eine andere Menü-
oder Navigationsoption aus. Dies wird durch einfaches Auswählen eines
Auswahlmittels durchgeführt,
beispielsweise dieses Knopfes unter den zugehörigen Auswahlmitteln, der Hardware-
oder Software-Schaltern oder -Knöpfen,
wobei die relative Position davon der relativen Position der gewünschten
Option auf der Anzeige entspricht.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass sie eine Vielzahl von Vorrichtungen,
so wie elektrische Motoren und Betätigungselemente steuert. Dies
bedeutet, dass die Steuerfunktionen, die durch die Antriebssteuerung
aktiviert werden, für
eine Vielzahl von Prozessen oder Teil-Prozessen verfügbar sind. Betriebsvorgangs-Daten,
wie Anzahl von Starts und von Listen von Standardereignissen wie
auch Listen von Alarmen sind somit für eine Vielzahl von Motor-Betätigungselement-Anwendungen
und -Prozessen verfügbar.
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In
einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Konfigurieren
einer Antriebssteuerung mit einer HMI gemäß der Erfindung beschrieben.
Das Verfahren beinhaltet eine Informationsverwendung, die durch
die visuelle Anzeige angezeigt wird und Verwendung der Auswahlmittel,
um eine Funktion auszuwählen
und/oder zu anderen Optionen zu navigieren.
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In
einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Computer-Programm beschrieben,
um das Verfahren oder die Verfahren gemäß der Erfindung auszuführen. In
einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computer-Programmprodukt,
welches ein Computer-Programm umfasst, zum Ausführen des Verfahrens der Erfindung
beschrieben. In einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Computer-Datensignal,
welches in eine Trägerwelle
eingebettet ist, beschrieben. In einem anderen, weiteren Aspekt
der Erfindung wird eine graphische Nutzerschnittstelle zum Anzeigen
einer Konfiguration für
die Motorsteuerung und/oder Betriebsvorgangsdaten für einen oder
mehrere der so gesteuerten elektrischen Motoren beschrieben.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Ein
vollständigeres
Verständnis
des Verfahrens und Systems der vorliegenden Erfindung kann durch
Bezug auf die folgende genaue Beschreibung in Verbindung mit den
beigefügten
Zeichnungen bekommen werden, wobei:
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1 eine
Anzeige einer HMI für
eine Inbetriebnahme-Anzeige (start up display) gemäß einer Instrumentierungs-Ausführung der
Erfindung zeigt,
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die 2–6 die
Optionen innerhalb des Menüs
zeigen, wenn das „Menü" mit dem linken Soft-Button
ausgewählt
wird,
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2:
Menü-Option-
Vorrichtung
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3:
Menü-Option – Alarm
-
4:
Menü-Option – Anzeige
-
5:
Menü-Option – Kommunikation
-
6:
Menü-Anpassen
-
7:
Menü-Anpassen – Einstellen
0 %
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8:
Menü-Anpassen – Einstellen
0 % – Editieren
-
9:
Menü-Anpassen – Einstellen
0 %
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10:
Menü-Alarm
-
11:
Menü-Alarm-Alarmart
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13 ist
eine Übersicht
der Navigations-Oberflächenstruktur,
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14 ist
die Anzeige einer HMI von 1, für eine Inbetriebnahme-Anzeige
und mit hinzugefügten
Bezugszahlen,
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15 zeigt
ein schematisches Diagramm für
eine Verbindung einer Motorsteuerung mit einem Feld-Bus-Netzwerk,
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16 zeigt
ein Blockdiagramm von Komponenten eines Systems, die in dem Soft-Starter
einer Motorsteuerung enthalten sind.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1: Öffnungsanzeige
oder Inbetriebnahme-Anzeige für
eine Ausführungsform
der Erfindung, insbesondere an Instrumente, Instrumente zum Messen
typischer physikalischer Parameter angepasst.
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Die
blauen Interaktions-Knöpfe 5,
die am meisten links und am meisten rechts sind, sind Soft-Buttons.
Die Funktionalität
von Soft-Buttons variiert abhängig
von einem Zustand der angezeigten Anwendung. Die zwei Interaktions-/Auswahl-/Erhöhungs-Knöpfe in der
Mitte (mit einem nach-oben- 6a und nach-unten-Pfeil 6b)
werden typischerweise zum Auf- und Ab-Scrollen in einer Liste unterschiedlicher Optionen
wie auch zur Zahlenanpassung verwendet, beispielsweise durch Erhöhen eines
Wertes oder Teilwertes nach oben oder nach unten. Die blauen „Soft"-Knöpfe 5a, 5b sind
programmierbar, um zu bestimmen, welche Auswahl angezeigt werden
können, abhängig von
anderen Werten oder Optionen, die auf der visuellen Anzeige zur
gleichen Zeit angezeigt werden; man siehe auch für mehr Detail über die
exemplarischen Funktionen eines Soft-Tastenknopfes wie es nachfolgend
für jeden
linken Knopf 5a und rechten Knopf 5b beschrieben
wird.
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Die 2–6 zeigen
die Optionen innerhalb des Menüs,
wenn das „Menü" mit dem linken Soft-Button
bedient wird.
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2: Menü-Option – Anpassen
(adjust)
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Oben
rechts in der Anzeige wird gezeigt, dass „Anpassen" (Adjust) Posten 1 auf der Menü-Liste ist. Auswählen von „Auswählen" aktiviert Anpassungs-Optionen
für das
Instrument, siehe 7 für Details, Aussteigen von hier
bringt den Nutzer zu der Öffnen-Anzeige.
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3: Menü-Option – Vorrichtung
(device)
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Oben
rechts in der Anzeige wird zeigt, dass „Vorrichtung" (Device) Posten
2 auf der Menüliste
ist. Auswählen „Auswählen" zeigt Vorrichtungs-Optionen für das Instrument
an, Aussteigen bringt den Nutzer von hier zu der Öffnen-Anzeige.
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4: Menü-Option – Alarm
(alarm)
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Oben
rechts von der Anzeige wird angezeigt, dass „Alarm" (Alarm) Posten 3 auf der Menüliste ist. Auswählen „Auswählen" greift auf Alarmoptionen
zu, siehe Alarmzustand, Re-Set-Alarm und so weiter: Einstellen oder
Verändern
von Alarm für
dieses Instrument, Aussteigen bringt den Nutzer zu der Öffnungs-Anzeige
von hier zurück.
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5: Menü-Option – Anzeige
(display)
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Oben
rechts von der Anzeige wird angezeigt, dass „Anzeige" (Display) Posten 4 auf der Menü-Liste ist.
Auswählen
von „Auswählen" aktiviert Anzeige-Optionen
für das
Instrument, Aussteigen von hier bringt den Nutzer zu der Öffnen-Anzeige.
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6: Menü-Option – Kommunikation
(communication)
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Unter „Menü" gibt es fünf Optionen:
Anpassen, Vorrichtung, Alarm, Anzeige und Kommunikation. Man beachte
wie die Soft-Buttons ihre Funktion abhängig von den gewählten Funktionen
aus den möglichen
Funktionen von Anpassen, Vorrichtung, Alarm, etc. verändern.
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Auswählen von „Anpassen" resultiert beispielsweise
in einer Ansicht mit vier Optionen (siehe 6).
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7: Menü – Anpassen
(Adjust)
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Weiter
zu Anpassen „Einstellen
0 %", wobei der
Nutzer „Auswählen" drückt und 7 die
resultierende Anzeige darstellt. Man beachte hier, dass oben rechts
von der Anzeige zeigt, dass „Anzeige" (Display) Posten
4 der Menüliste
ist. Auswählen
von „Auswählen" hat Anpassen für das Instrument
angezeigt. Auswählen „Zurück" (Back) unten rechts
der Anzeige bringt den Nutzer einen Schritt zu der Anpassen-Menüoptionsanzeige
von 2 zurück.
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8: Menü – Anpassen – Einstellen
(Set) 0 %
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Der
Nutzer sieht unmittelbar den Status nach Einstellen auf 0 %, was „000.0" ist. Man beachte
hier, dass oben rechts der Anzeige noch immer Anpassen zeigt und
dass es Posten 3 auf der Menüliste
ist. Auswählen „Editieren", würde dem
Nutzer erlauben, diesen Wert zu editieren, siehe 9 unten,
und Auswählen
von „Zurück" unten rechts von
der Anzeige wird den Nutzer einen Schritt zum der Anpassen-Menüoptionsanzeige
von 2 zurückbringen.
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Die 8 stellt
dar, wie sich die Anzeige ändert,
wenn der linke Soft-Button „Editieren" verwendet wird. 12:
Menü-Anpassen – Einstellen
0 % – Editieren.
Der Nutzer kann jetzt die „nach
oben" und „nach unten" Pfeile kombiniert
mit dem rechten Soft-Button verwenden, um die Einstellung zu ändern. Die 8 stellt
dar, wie der Nutzer den Wert auf 86,2 editiert hat.
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9 zeigt,
wie sich die Anzeige von 9 ändert, wenn der Nutzer den
linken „OK"-Soft-Button gedrückt hat. 13:
Menü-Anpassen-Einstellen
0 % In der Menüstruktur
ist der Nutzer jetzt ein Niveau hinten, kann aber den Status der
Anpassung sehen.
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Zurückgehen
zu dem Menü und
Auswählen von „Alarm", wobei 10 die
Anzeige zeigt. 11: 14: Menü-Alarm
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Der
Nutzer kann zwischen „Hoch" und „Tief" ändern, indem er „Auf"- und „Ab"-Tasten wählt. Auswählen von „Hoch" ergibt die Anzeige,
die in 11 dargestellt ist. 12: 15 zeigt
eine Anzeige von Menü-Alarm-Alarmtyp
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Navigationsstruktur
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Zuerst
begegnet der Nutzer einer Inbetriebnahme-Anzeige von wo er in das
Menü gehen
kann (dies stellt nur ein Beispiel dar, wie es implementiert werden
kann).
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Navigationsstruktur:
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- – Menü
- – Anpassen
- – 0
% bekommen
- – 100
% bekommen
- – 0
% einstellen
- – Editieren
000.0
- – 100
% einstellen
- – Vorrichtung
- – Alarm
- – Alarmtyp
editieren: hoch/niedrig
- – Anzeige
- – Kommunikation
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13 ist
eine Übersicht
der Navigationsstruktur-Schnittstelle, wo die flache Struktur oder
Logik Zugang zu Optionen liefert, so dass Navigation auf eine geringe
Anzahl von Schichten begrenzt ist. Ein Nutzer kann auf eine Option
durch eine minimale Anzahl von Auswahlschritten zugreifen. 13: Übersicht
der Menünavigationsstruktur
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Soft-Tastenknöpfe
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In
dem gegebenen Beispiel, weist die linke Softtaste die folgenden
Funktionen auf:
- – Menü
- – Auswählen
- – Editieren
- – OK
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Die
rechte Soft-Taste weist die folgenden Funktionen in diesem Beispiel
auf:
Zurück
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Eine
Navigationsstruktur für
die Antriebsausführungsform
ist auch eine Logik mit wenigen Niveaus wie die Instrumentierungs-Ausführungsform.
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Die 15 zeigt
ein schematisches Diagramm für
eine Verbindung einer Motorsteuerung mit einem Feldbus-Netzwerk.
Die Figur zeigt ein Datennetzwerk 51 eines Steuerungssystems
und einen Computer oder eine Workstation 53, die mit dem Steuerungssystem
verbunden ist. Das Steuerungssystem umfasst eine Bank von Steuerungen 52 und einen
Feldbus 54, mit welchem drei der Soft-Starter-Steuerungen
für einen
digitalen Austausch von Daten zwischen den Motorsteuerungen und
dem Steuerungssystem verbunden sind. Die Verbindung wird durch Feldbus-Stecker 5511,
5611, 5711 in dem Feldbus-Sockel des Soft-Starters hergestellt. Auf die gleiche
Weise kann ein Instrument mit einer HMI gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung mit einem Datennetzwerk verbunden sein. Somit können Instrumente
mit der HMI auf exakt die gleiche Weise wie die Motorsteuerungen 55, 56, 57 verbunden
sein, welche einen seriellen Standard- und/oder Daten-Anschluss
von irgendeiner anderen Art, so wie eine Feldbus-Verbindung, verwenden.
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Die 16 zeigt
ein Blockdiagramm von Komponenten eines Systems welches in dem Soft-Starter
einer Motorsteuerung enthalten ist. Auf die gleiche Weise kann ein
Instrument mit einer HMI gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung jene Elemente enthalten, die vorhergehend beschrieben worden
sind, und kann auch ein Verarbeitungsmittel 21 enthalten
und kann auch Speichermittel 22 enthalten. Die Funktionen,
die zur Zeit der Auswahl angezeigt werden, werden auch mittels des
Mikroprozessors angezeigt, siehe 16, sodass
die verfügbaren
Auswahloptionen auf Anzeigemitteln 4 durch Programmmittel
angezeigt werden, die durch den Mikroprozessor betrieben werden
und wobei die Auswahloptionen, die im Moment gemacht werden, in
den Speichermitteln 22 gespeichert werden. Die Anzeige ist
vorzugsweise eine LCD (Liquid Crystal Display, Flüssigkristallanzeige)
kann aber irgendein anderes Mittel, Vakuumröhrenanzeige, Plasmaschirm,
Pixelanzeige etc. sein und/oder kann berührungsempfindliche Bildschirmmaterialien
beinhalten.
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Eine
Konfiguration kann auch durch Verwenden schnurloser Mittel, so wie
eines IR- oder Bluetooth-ausgestatteten Computers, Mobiltelefons
oder PDA oder einer anderen mobilen Computervorrichtung ausgeführt werden.
Ein schnurloser Knoten (wireless node) (nicht dargestellt) kann
mit einem Datenanschluss oder dem Feldbus-Netzwerk verbunden sein,
damit das Instrument, Soft-Starter oder eine Vorrichtung mittels
eines Feldbus-Verbindungselements
verbunden ist. Mittels des schnurlosen Knotens, der auf irgendeine
Weise mit dem Soft-Starter verbunden ist, kann der Soft-Starter
schnurlos konfiguriert sein, indem er die gleichen Verfahren, wie
hier beschrieben verwendet. Irgendein schnurloses Protokoll, welches
zuverlässige Übertragungen in
einer industriellen Umgebung bereitstellen kann, welches Standards
oder Protokolle so wie Bluetooth, schnurloses LAN (WLAN) beinhaltet,
kann verwendet werden. Für
die Kommunikation können
weitere Anforderungen durch die Feldbusse oder anderen Teile des
Steuerungssystems eingeführt
werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beruht
die verwendete Kommunikationstechnologie auf dem Bluetooth-System.
Die Tatsache, das der Bereich einer Bluetooth-Vorrichtung auf ungefähr 10 m
beschränkt
ist, kann in Umgebungen mit vielen Funkvorrichtungen vorteilhaft
sein oder Bereichen, wo es sehr wichtig ist, die Funkinterferenz-Niveaus so
niedrig wie möglich
zu halten.
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Die
Kommunikationen von dem Instrument, einem Soft-Starter, einem Antrieb
oder einer Antriebssteuerung mittels eines Datennetzwerks umfassen
auch ein Computer-Datensignal. Das Computer-Datensignal zur Konfiguration
und/oder Steuerung und/oder Betreiben einer Motorsteuerung, ist beispielsweise
angeordnet, um eine Steuerung und ein Soft-Starten bei einem oder
mehreren Elektromotoren bereitzustellen, welches in einer Trägerwelle eingebettet
ist. Das Datensignal erfüllt
eines oder mehrere Formate, die beispielsweise als eine XML-Datei
formatiert sind und beinhaltet Mittel, um den sendenden Soft-Starter
und die Datenart, so wie Anzahl von Starts, gespeicherte Ereignisse,
gespeicherte Alarme, konfigurierter Überlastungsschutz etc. für die Motorsteuerung
zu identifizieren.
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Der
Mikroprozessor (oder Prozessoren) des Soft-Starters, der Vorrichtung
oder des Instruments umfasst mindestens eine zentrale Verarbeitungseinheit
CPU, welche die Schritte des Verfahrens gemäß einem Aspekt der Erfindung
ausführt.
Dies wird mit Hilfe eines oder mehrerer Computerprogramme ausgeführt, die
in mindestens einem Teil in einem Speicher, welcher dem Prozessor
zugänglich
ist, gespeichert sind. Es soll verstanden werden, dass die Computerprogramme
auf einem oder mehreren industriellen Mikroprozessoren oder Computern
anstatt auf speziell angepassten Computern laufen können.
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Das
Computerprogramm umfasst Computerprogramm-Codeelemente oder Software-Codeabschnitte, was
den Computer veranlasst, das Verfahren auszuführen, wobei Gleichungen, Algorithmen, Daten
und Berechnungen, die vorhergehend beschrieben worden sind, verwendet
werden. Ein Teil des Programms kann in einem Prozessor wie vorhergehend
gespeichert werden, aber auch in einem ROM, RAM, PROM EPROM oder
EEPROM-Chip oder ähnlichen
Speichermitteln. Das Programm kann teilweise oder als ganzes auf
oder in einen oder einem anderen passenden Computer-lesbaren Medium,
wie einer Magnetscheibe, CD-ROM oder DVD-Scheibe, Harddisk, magnetooptischen
Speicherspeicherungsmitteln, in einem löschbaren Speicher, in einem
Flash-Speicher, als Firmware oder auf einem Datenserver gespeichert
werden. Entfernbare Speichermedien, so wie entfernbare Festplattenlaufwerke,
Blasenspeicher-Vorrichtungen, Flash-Speichervorrichtungen und kommerziell
erhältliche
geschützte
entfernbare Medien, so wie der Sony-Speicherstick und Speicherkarten
für Digitalkameras,
Videokameras und der gleichen können
auch verwendet werden.
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Die
beschriebenen Computerprogramme können auch teilweise als eine
verteile Anwendung angeordnet sein, welche auf mehreren unterschiedlichen
Computern oder Computersystemen zur mehr oder weniger gleichen Zeiten
laufen kann.
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In
noch einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung kann der HMI als berührungsempfindlicher Bildschirm
(touch-screen) ausgeführt
sein. In diesem Fall, können
Textzeilen oder Bilder, die in der Anzeige 4 der bevorzugten
Ausführungsform
beinhaltet sind, und die Auswahl-, Navigationsknöpfe 5a, b und 6a,
b jeder als Bilder auf einem Touchscreen ausgeführt sein. Eine Konfiguration
kann gemäß dem gleichen Verfahren
ausgeführt
werden aber mittels der Berührungsteile
des Bildschirms anstatt der Druckknöpfe, oder durch Klicken mit
einer Computermaus oder einer anderen Zeige-/Auswahl-Vorrichtung.
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Die
Client-Anwendungen der HMI können als
ein dünner
Client implementiert sein, der ein strukturiertes Textdokument oder
eine Datei verwendet, um irgendeine CIM/XML-Information, -Argumente, -Variablen,
-Adressen, -Verbindungen, abbildbare Objekte, ausführbare Anwendungen
oder kleine Anwendungen (applets), oder beispielsweise ein HTML- oder
anderes WWW-basiertes oder HTML-Ableitungsprotokoll oder XML-Protokoll
darzustellen. Das strukturierte Textdokument oder Dateiformat erledigt eine
Handhabung einer graphischen Nutzeranzeige und von Aktivierungsfunktionen
des HMI-Client. Aktivierungsfunktionen beziehen sich auf Funktionen
in der Web-Seite oder Web-Client-Anzeige,
die durch ausführbare
Anwendungen oder kleine Programme (applets) ausgeführt wird,
die als Java (T M) oder ähnliches
implementiert sind. Mittels einer solchen dünnen Client-Version der HMI
mit einer wie vorhergehend beschriebenen Architektur, kann ein Nutzer oder
ein Techniker Status oder Daten prüfen, einen Parameter konfigurieren,
Einstellungspunkte verändern
und/oder Fernbefehle zu irgendeinem Objekt erteilen, für welches
er/sie die Autorität
mittels der Navigationsschnittstelle hat.