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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Inbetriebnahme eines Feldbussystems
mit mindestens einem Busteilnehmer.
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Ferner
betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Inbetriebnahme einer Automatisierungseinrichtung.
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Es
sind Automatisierungseinrichtungen, wie Antriebe, Aktoren, Sensoren
und dergleichen, bekannt, die über
ein Feldbussystem miteinander vernetzt sind. Die Ansteuerung dieser
vernetzten Busteilnehmer erfolgt häufig ortsfern von denselben
von einem gesonderten Schaltschrank aus. Zur Inbetriebnahme der
Busteilnehmer ist es aus der
DE 10 2004 057 005 A1 bekannt, dass busspezifische
Parameter, wie Teilnehmeradressen des Busteilsnehmers, vor Ort manuell
mittels einer Bedieneinheit eingegeben werden. Benutzerfreundlicher
können
die busspezifischen Parameter alternativ auch über Nahbereichskommunikationsmittel
eingegeben werden, wobei als Bedieneinheit ein tragbarer Rechner
(Notebook, PDA) dient.
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Allerdings
kann es bei der Inbetriebnahme vorkommen, dass nach dem Starten
einer Steuerungs- bzw. Regelungssoftware eine Fehlfunktion des Busteilnehmers
eintritt. Eine sequentielle Inbetriebnahme der Busteilnehmer ist
dann nur mit relativ hohem Aufwand möglich, da jeder Teilnehmer über die
Busleitung an einen Rechner angeschlossen und mittels einer Spezialsoftware
angesteuert werden muss. Ist der Busteilnehmer in dem Feldbussystem bereits
eingebunden, so ist die Ausführung
von Sonderbefehlen nicht mehr oder nur sehr eingeschränkt möglich.
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Aus
der
DE 198 36 350
A1 ist eine Vorrichtung zur Inbetriebnahme eines Feldbussystems
bekannt, bei der busspezifische Parameter von einer einer Zentralsteuerung
zugeordneten Benutzerschnittstelle in das Bussystem eingegeben werden.
Es handelt sich hierbei um eine zentrale Eingabe busspezifischer
Parameter, die Angaben über
die Adresse des Empfängers
etc. enthalten.
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Ferner
ist es aus der
DE
199 40 874 B4 bekannt, dass eine Vorrichtung zur Inbetriebnahme
eines Feldbussystems eine Bediensteuereinheit vorsieht, mittels
derer direkt an den Busteilnehmer busspezifische Parameter eingebbar
sind. Die busspezifischen Parameter müssen sich jedoch auf den der Bediensteuereinheit
zugeordneten Busteilnehmer beziehen.
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Aus
der
DE 10 2005
042 599 A1 ist ein Umrichter zur Versorgung eines Elektromotors
bekannt, der über
ein Bussystem mit einem Kommunikationssystem verbunden ist. Der
Um richter ist über
eine Schnittstelle mit einem Datenträger verbunden, in dem busteilnehmerspezifische
Daten gespeichert sind. Dem Datenträger ist eine Lese- und Auswerteeinheit
zugeordnet, so dass die gespeicherten Daten ausgelesen und an das übergeordnete
Kommunikationssystem übertragen
werden können.
Die im Datenträger
gespeicherten Parameter sind vorgegeben und können im Nachhinein nicht mehr
durch eine Bedienperson geändert
werden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Inbetriebnahme
eines Feldbussystems bzw. eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Inbetriebnahme
einer Automatisierungseinrichtung anzugeben, dass auf einfache Weise
auch bei bereits vernetzten Busteilnehmern bzw. Automatisierungseinrichtungen
die Eingabe von inbetriebnahmerelevanten Parametern ermöglicht wird.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe weist die erfindungsgemäße Vorrichtung die Merkmale
des Patentanspruchs 1 auf.
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Nach
der Erfindung ist in einer Schnittstelleneinrichtung eine Bediensteuereinheit
integriert, so dass durch Betätigung
von Bedienelementen einer Bedieneinheit auf einfache Weise eine
Sonder-Betriebsart einstellbar ist, in der busteilnehmerspezifische
Parameter in die Bedieneinheit einstellbar sind. Hierdurch kann
bei Inbetriebnahme eines eine Vielzahl von verteilt angeordneten
Busteilnehmern umfassenden Feldbussystems auf einen Busteilnehmer eingewirkt
werden, obwohl dieser bereits in dem Feldbussystem eingebunden ist.
Vorteilhaft kann hierdurch die Inbetriebnahme der Busteilnehmer
vereinfacht werden, da die Einstellung von Parametern, wie Drehzahl
bzw. Drehzahlsoll werten bei Antriebseinrichtungen, unmittelbar an
den jeweiligen Busteilnehmern erfolgen kann. Insbesondere kann die
erfindungsgemäße Vorrichtung
auch zu Testzwecken des Busteilnehmers genutzt werden. Grundgedanke
der Erfindung ist es, in eine vorhandene Schnittstelleneinrichtung
eine Bediensteuereinheit derart zu integrieren, dass der Busteilnehmer
aus einer vorgegebenen Hauptbetriebsart (Bus-Betriebsart) in eine Sonder-Betriebsart
vor Ort bringbar ist, in der eine Eingabe bzw. Überprüfung von busteilnehmerspezifischen
Parametern erfolgen kann.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung kann der Wechsel zwischen der Bus-Betriebsart und der
Sonder-Betriebsart
einer Schnittstelleneinrichtung mittels Betätigen mindestens eines Bedienelementes
erfolgen. Auf diese Weise kann wahlweise ein Wechsel mit bereits
vorhandenen Bedienelementen bewirkt werden, wobei keine zusätzlichen
Bedienelemente erforderlich sind.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt der Wechsel von der Bus-Betriebsart
in die Sonder-Betriebsart durch gleichzeitiges oder sequentielles
Betätigen
zweier Bedientasten der Bedieneinheit, so dass ein Wechsel der Betriebsart
eindeutig und unter Ausschluss einer Fehlbedienbarkeit erfolgen kann.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Bedienelement als Drehschaltelement
ausgebildet, so dass es zum einen in der Bus-Betriebsart zur Einstellung
der Teilnehmeradresse und zum anderen in der Sonder-Betriebsart
zur Einstellung der busteilnehmerspezifischen Parametern dient.
Vorzugsweise weist das Drehschaltelement somit eine Dop pelfunktion
auf, so dass der Aufwand für
das Bereitstellen von Bedienelementen weiter reduziert ist.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung weist die Bedieneinheit mindestens
zwei Drehschaltelemente auf, wobei das erste Drehschaltelement zur Auswahl
verschiedener Parametertypen und ein zweites Drehschaltelement zur
Eingabe mehrerer Werte oder Wertebereiche des jeweiligen Parametertyps
dienen. Auf diese Weise können
Platz sparend eine Mehrzahl von unterschiedlichen Parametertypen
mit unterschiedlichen Werten und Wertebereichen eingegeben werden.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung weist eine Bediensteuereinheit
ein Bedienelemente-Steuerprogramm auf, mittels dessen Bedienelementefunktionen
vorgegeben werden können.
Vorteilhaft kann hierdurch die Belegung der Bedienelemente auf einfache
Weise den Erfordernissen des jeweiligen Busteilnehmers bzw. der
Automatisierungseinrichtung angepasst werden.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist die Bediensteuereinheit derart
ausgebildet, dass ein Bedienelement zur Eingabe eines Koeffizienten
genutzt werden kann, mittels dessen ein durch ein weiteres Bedienelement
eingegebener Parameter des Busteilnehmers multiplizierbar ist. Auf
diese Weise kann auf einfache Weise ein größerer Wertebereich mit einer
geringen Anzahl von Bedienelementen eingegeben werden.
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Zur
Lösung
der Aufgabe weist die erfindungsgemäße Vorrichtung die Merkmale
des Patentanspruchs 9 auf.
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Zur
Lösung
der Aufgabe weist das erfindungsgemäße Verfahren die Merkmale des
Patentanspruchs 10 auf.
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Vorteilhaft
ermöglicht
die Erfindung das einfache Verbringen der Automatisierungseinrichtung
in eine Sonder-Betriebsart,
in der diese zu Testzwecken in bestimmte Positionen verfahren werden
kann bzw. in der im Fehlerfall mechanischen Komponenten ausgetauscht
werden können
oder beispielsweise die Automatisierungseinrichtung in eine Transportlage
verfahren werden kann.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 ein
Blockschaltbild einer Bedieneinheit für eine Automatisierungseinrichtung
bzw. für
einen Busteilnehmer und
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2 ein
Blockschaltbild eines Teils eines Feldbussystems.
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In 2 ist
schematisch eine Automatisierungseinrichtung 1 dargestellt,
die über
eine Schnittstelleneinrichtung 2 und einer Busleitung 3 mit
einem Bussystem, vorzugsweise einem Feldbussystem, verbunden ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist
die als ein Feldbusteilnehmer ausgeführte Automatisierungseinrichtung 1 durch
eine Antriebseinrichtung gebildet, die einen Elektromotor M und
einen Frequenzumrichter FU umfasst.
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Die
Schnittstelleneinrichtung 2 weist eine elektronische Schaltung
auf, beispielsweise einen Mikroprozessor oder einen Mikrokontroller,
die das Protokoll des Feldbusses in ein internes Protokoll eines
Frequenzumrichters FU des Feldbusteilnehmers 1 „übersetzt”. Soll
der Feldbusteilnehmer 1 an ein anderes Feldbussystem angeschlossen
werden, braucht lediglich die Schnittstelleneinrichtung 2 hardware-
und/oder softwaremäßig angepasst
werden. Hierdurch können
sowohl einfache als auch komplexe Automatisierungseinrichtungen
wie Antriebseinrichtungen, Sensoren oder Aktoren an unterschiedliche,
ebenfalls standardisierte Busschaltungen angeschlossen werden.
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Die
Schnittstelleneinrichtung 2 umfasst eine Bedieneinheit 4,
die eine Bediensteuereinheit 5 und eine Mehrzahl von Bedienelementen 6 aufweist.
Die Bediensteuereinheit 5 kann in der elektronischen Schaltung
der Schnittstelleneinrichtung 2 integriert angeordnet sein.
In der Bediensteuereinheit 5 kann ein nicht dargestelltes
Bedienelemente-Steuerprogamm
implementiert sein, mittels dessen die Funktionen der Bedienelemente 6 vorgegeben
werden können.
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Beispielhaft
sind in den 1 und 2 vier Bedienelemente 6 dargestellt,
von denen zwei als Bedientaste T1 und T2 einerseits und von denen zwei
als Drehschaltelement H1 und H2 andererseits ausgeführt sind.
Die Drehschaltelemente H1 und H2 können als Hexadezimaldrehschalter
ausgebildet sein, die beispielsweise mittels eines Schraubendrehers
in sechzehn Positionen verstellbar sind.
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Bei
der Inbetriebnahme der Antriebseinrichtung 1 in dem Feldbussystem
erhält
die Schnittstelleneinrichtung 2 von einer übergeordneten
nicht dargestellten Steuerungseinrichtung des Bussystems über die
Busleitung 3 Steuerbefehle, die mittels des Mikrokontrollers
der Schnittstelleneinrichtung 2 in ein Format umgewandelt
werden, das von dem nachgeschalteten Frequenzumrichter FU verarbeitbar
ist. Gleichzeitig stellt der Frequenzumrichter FU Istwerte und Informationen über seinen
Zustand bereit, die von dem Mikrokontroller der Schnittstelleneinrichtung 2 aufbereitet
und über
die Busleitung 3 der übergeordneten
Steuerungseinrichtung des Bussystems zur Verfügung gestellt werden.
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Die
Bedientaste T1 dient in dieser Bus-Betriebsart A als Resettaste
für den
Mikrokontroller. Die Drehschaltelemente H1 und H2 dienen in der Bus-Betriebsart
A als Bedienelemente zur Einstellung der Teilnehmeradresse des Busteilnehmers „Antriebseinrichtung 1”.
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Zum
wahlweisen Wechsel der Bus-Betriebsart A der Schnittstelleneinrichtung 2 in
eine Sonder-Betriebsart B und umgekehrt wirken die Bedientasten
T1 und T2 derart mit der Bediensteuereinheit 5 zusammen,
dass mittels gleichzeitigen Drückens der
Tasten T1 und T2 und nachfolgendem früheren Loslassen der Taste T1
und späterem
Loslassen der Taste T2 durch eine Bedienperson die Sonder-Betriebsart
B aktiviert wird. Alternativ kann auch zuerst die Bedientaste T1
gedrückt
und losgelassen werden, so dass ein Neustart (Reset) des Mikrokontrollers
der Schnittstelleneinrichtung 2 ausgelöst wird. Wird in der Neustartphase
die Bedientaste T2 nicht betätigt,
wird die Bus-Betriebsart A aktiviert. Befindet sich die Schnittstelleneinrichtung 2 in
der Sonder-Betriebsart B, werden bei Betätigen der Drehschaltelemente
H1 und H2 an die Bediensteuereinheit 5 erzeugten Signale
nun nicht mehr als Definition von Teilnehmeradressen, sondern als
Definition von busteilnehmerspezifischen Parametern interpretiert.
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Es
versteht sich, dass alternativ auch Kombinationen von Betätigungsabfolgen
der Bedientasten T1 und T2 von der Erfindung erfasst sind, um eine unerwünschte Einstellung
der Sonder-Betriebsart B durch Fehlbedienung zu vermeiden. In Abhängigkeit von
dem Einsatz der Schnittstelleneinrichtung 2 können Betätigungsabfolgen
auch durch Kombination von Bedientasten und Drehschaltelementen
bestimmter Anzahl vorgenommen werden.
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In
der Sonder-Betriebsart B der Schnittstelleneinrichtung 2 können die
Drehschaltelemente H1 und H2 derart konfiguriert sein, dass heißt sie können mittels
der Bediensteuereinheit 5 derart belegt sein, dass mit
dem ersten Dreh schaltelement H1 ein Parametertyp und mit dem zweiten
Drehschaltelement H2 mehrere Werte oder Wertebereiche des jeweiligen Parametertyps
eingestellt werden können.
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Nach
einer ersten Variante kann in einer ersten Stellung des ersten Drehschaltelementes
H1 die Einstellung der Drehzahl der Antriebseinrichtung 1 in Schritten
von 100 U/min vorgegeben werden. Durch nachfolgendes Verdrehen des
zweiten Drehschaltelementes H2 kann die Absolutdrehzahl der Antriebseinrichtung 1 linear
in Schritten von 100 U/min in einem Drehzahlbereich von 0 U/min
bis 1500 U/min eingestellt werden. Es können somit schnell genaue Drehzahlsollwerte
einer Drehrichtung eingestellt werden.
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In
einer zweiten Stellung des ersten Drehschaltelements H1 können Rechts-
und Linksdrehung in Schritten von 10 U/min vorgegeben werden, so
dass in Abhängigkeit
von der Drehstellung des zweiten Drehschaltelements H2 bei Rechtsverdrehung
desselben die Drehzahl um 10 U/min oder 20 U/min oder 30 U/min usw.
im Zeitraster von z. B. 10 s inkrementiert und bei Linksdrehung
desselben die Drehzahl um 10 U/min oder 20 U/min oder 30 U/min usw.
im Zeitraster von z. B. 10 s dekrementiert wird. Somit können mittels
des Drehschaltelements H2 schnell große Drehzahlbereiche mit beiden
Drehrichtungen angefahren werden.
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In
einer dritten Stellung des ersten Drehschaltelements H1 kann ein
kundenspezifischer Parametertyp vorgegeben werden. Bei nachfolgendem Betätigen des
zweiten Drehschaltelements H2 können
voreingestellte parametierbare Drehzahlen eingestellt werden, wobei
die Stellungen des zweiten Drehschaltelements H2 beispielsweise
mit anlagespezifischen Betriebsdrehzahlen belegt werden können. Die
anlage spezifischen Betriebsdrehzahlen können werksseitig nach Kundenvorgabe
voreingestellt sein. Alternativ können sie aber auch nachträglich (z.
B. über
den Feldbus) parametriert werden.
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In
einer vierten Stellung des ersten Drehschaltelements H1 ist eine
Belegung des zweiten Drehschaltelements H2 dahingehend vorgegeben, dass
in einer ersten Drehstellung des zweiten Drehschaltelements H2 nur
positive, in einer zweiten Drehstellung desselben nur negative Drehzahlen
zugelassen werden. Die Sollwertvorgabe erfolgt in dieser Stellung über den
Feldbus. Dabei übernimmt
das zweite Drehschaltelement H2 in der ersten Drehstellung eine
Filterfunktion.
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Nach
einer Variante der Erfindung kann der Bedientaste T2 in der Sonder-Betriebsart
B ein Koeffizient zugewiesen sein, so dass bei oder nach Betätigen der
Taste T2 die Einstellung einer doppelten Drehzahl mittels des Drehschaltelements
H2 erfolgen kann. In diesem Fall ist der Bedientaste T2 der Koeffizient „2” zugewiesen.
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Es
versteht sich, dass in Abhängigkeit
von dem Busteilnehmer gegebenenfalls zusätzliche Bedienelemente zur
Einstellung von Parametertypen bzw. Parametern in der Sonder-Betriebsart B vorgesehen
sein können.
Durch erneutes Betätigen
der Tasten T1, T2 kann die Schnittstelleneinrichtung 2 wieder
aus der Sonder-Betriebsart B in die Bus-Betriebsart A umgeschaltet werden.
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Die
erfindungsgemäße Bedieneinheit
kann auch zur Inbetriebnahme von Automatisierungseinrichtungen eingesetzt werden,
die über
keine Schnittstelleneinrichtung für ein Bussystem verfügen.
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Vorzugsweise
ist die erfindungsgemäße Bediensteuereinheit 5 in
einer herkömmlichen
Schnittstelleneinrichtung 2 mit vorhandenen Bedienelementen 6 integriert,
wobei die Schnittstelleneinrichtung 2 vorzugsweise mit
dem Frequenzumrichter FU eine gemeinsame Baueinheit bildet.
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Wie
oben dargestellt, sind in der Sonder-Betriebsart B mittels des ersten
Drehschaltelementes H1 drehzahlspezifische Parametertypen als busteilnehmerspezifische
Parametertypen und mittels des zweiten Drehschaltelementes H2 drehzahlspezifische
Parameter als busteilnehmerspezifische Parameter einstellbar. Alternativ
können
in der Sonder-Betriebsart
B die Drehschaltelemente H1 und H2 dazu genutzt werden, Fehler zu
quittieren, Zugangsberechtigungen für die Bedienelemente 6 temporär zu erweitern,
Spannungs-/Frequenzkennlinien
zu justieren oder Sonderpositionen bei Verstellantrieben anzufahren
oder beliebige andere Funktionen zu justieren oder zu aktivieren
oder einzustellen.