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Die
Erfindung betrifft ein Simulationsmodul zur Simulation eines pneumatischen
Verhaltens einer mindestens zwei Wartungsgeräte enthaltenden Wartungsgeräteanordnung
und ein Simulationsverfahren zur Simulation eines pneumatischen
Verhaltens einer mindestens zwei Wartungsgeräte enthaltenden Wartungsgeräteanordnung.
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Es
ist an sich bekannt, Wartungsgeräte
für eine
Wartungsgeräteanordnung,
z. B. Filter, Trockner, Druckminderer und dergleichen, anhand eines
computerbasierten Konfigurationswerkzeuges zu konfigurieren. Das
Konfigurationswerkzeug, z. B. eine geeignete Konfigurationssoftware,
prüft,
ob die einzelnen Komponenten zu einander passen, beispielsweise
ob ein bestimmter Filter mit einem bestimmten Öler kombinierbar ist und in
welcher Reihenfolge die Komponenten anzuordnen sind. Auf diese Weise
kann ein Bediener eine in sich kompatible, funktionstüchtige Wartungsgeräteanordnung
mit Hilfe eines Konfigurationswerkzeuges ermitteln.
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Die
Wartungsgeräte
werden dann aufgebaut bzw. miteinander zu einer Wartungsgeräteanordnung verbunden.
Die entsprechende Leistung der Wartungsgeräte, beispielsweise ein Luftvolumen,
das die Wartungsgeräteanordnung
in Abhängigkeit
eines vorbestimmten Eingangsdruck durchströmt, ermittelt man dann experimentell.
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Diese
Vorgehensweise ist jedoch umständlich.
Ferner müssen
gegebenenfalls Wartungsgeräte
ausgetauscht werden, die dann nicht mehr im Fabrik neuen Zustand
sind und dementsprechend an den Hersteller nicht mehr zurückgegeben
werden können.
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In
US 2007/0005266 A1 ist
die Möglichkeit
beschrieben, einen Prozess zu simulieren, insbesondere den Materialfluss
zwischen Elementen des Prozesses. Eine Gruppe von Anwendungsprogrammen,
die durch eine Workstation ausführbar
ist, enthält
unter anderem ein graphisches Konfigurationsanwendungsprogramm, mit
dem Steuermodule, Analysemodule und unter anderem auch Prozessmodule,
nämlich
Prozesssimulationsmodule, geschaffen werden können. Das Konfigurationsanwendungsprogramm
greift auf eine Bibliothek von intelligenten Prozessobjekten (”smart process
objects”)
zu, die Vorlagen von Prozessobjekten enthält, die zur Schaffung von Prozessmodulen
kopiert werden können.
Die intelligenten Prozessobjekte sind beispielsweise mit Pumpen,
Ventilen, Leitungen, elektrischen Verbindungen oder dergleichen
assoziiert. Die intelligenten Prozessobjekte werden ganz allgemein
dazu benutzt, einen Materialfluss zwischen anderen Elementen in dem
Prozess zu repräsentieren.
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DE 100 48 360 A1 erwähnt einen
Simulationsblock, der aus einem Prozessmodell entwickelt ist, in
Verbindung mit den Prozessbetrieben und dazu verwendet zu werden,
virtuelle Prozessausgangssignale zu erzeugen, die ihrerseits wiederum
Eingangssignale für
einen ”fortschrittlichen
Steuerblock” bilden.
Die Eingangssignale für
den Steuerblock sind beispielsweise Signale, die Messwerte eines
Sensors ersetzen, wenn dieser versagt. Die simulierten Prozessausgangssignale
können
auch zum Vergleich mit tatsächlichen
Prozessausgangssignalen verwendet werden, um einen Abweichungsgrad
zu ermitteln.
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DE 696 27 297 T2 betrifft
ein Verfahren zum Bestimmen der Leistung bzw. einer Regelgüte eines
Steuer- bzw. Regelventils in einem geschlossenen Regelkreis unter
Verwendung eines Simulationsmodells. Das Simulationsmodell ist mit
dem tatsächlichen
Steuerventil verbunden.
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Mit
einem aus
EP 1 251
444 B1 bekannten Verfahren ist eine Konfiguration von Einzelkomponenten zu
einer Produktkombination erstellbar, wobei das Konfigurationsergebnis
und die dazu benötigten
Einzelkomponenten dargestellt und simuliert werden. Bei Änderung
eines Dimensionierungs- oder Arbeitsparameters erfolgt eine automatische
Simulation, so dass sich daraus ergebende Konsequenzen für das konfigurierte
Produkt erkennbar sind und es darüber hinaus möglich ist
festzustellen, ob die jeweilige Parameterkombination überhaupt
technisch realisierbar ist.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Erstellung
einer Wartungsgeräteanordnung aus
Wartungsgeräten
zu vereinfachen.
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Zur
Lösung
der Aufgabe sind ein Simulationsmodul zur Simulation eines pneumatischen
Verhaltens einer mindestens zwei Wartungsgeräte enthaltenden Wartungsgeräteanordnung
gemäß der technischen
Lehre des Anspruchs 1 und ein Simulationsverfahren gemäß der technischen
Lehre des Anspruchs 14 vorgesehen.
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Das
erfindungsgemäße Simulationsmodul
bzw. das Simulationsverfahren ermöglichen es, die Eigenschaften
der Wartungsgeräteanordnung
im voraus, d. h. ohne realen Test, zu ermitteln. Dies ermöglicht es,
das eine oder andere Wartungsgerät
auszutauschen bzw. die Konfiguration der Wartungsgeräteanordnung
zu verbessern, um die pneumatischen Eigenschaften zu verbessern.
Das Simulationsmodul kann in Hardware und/oder in Software ausgestaltet
sein, wobei eine software-basierte Ausgestaltung bevorzugt ist.
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Ein
Grundgedanke der Erfindung ist es, anhand der Identitätsdaten
und Anordnungsdaten die Wartungsgeräteanordnung im Hinblick auf
einen oder mehrere pneumatische Parameter zu simulieren, um das spätere Verhalten
in der Praxis vorab zu prüfen,
ohne dass die Wartungsgeräteanordnung
experimentell geprüft
werden muss.
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Somit
ist es leicht möglich,
die Anordnung, die Druckverhältnisse
und dergleichen mehr der Wartungsgeräteanordnung zu verbessern.
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Die
Identitätsdaten
eines Wartungsgeräts
können
auch dessen Position innerhalb der Wartungsgeräteanordnung enthalten. Somit
enthalten die Identitätsdaten
partiell Anordnungsdaten, so dass beispielsweise die Identitätsdaten
des zweiten Wartungsgeräts
die zusätzliche
Information enthalten, dass es hinter dem ersten Wartungsgerät angeordnet
ist.
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Das
Simulationsmodul umfasst Optimierungsmittel zur Erzeugung mindestens
eines Optimierungswerts zur Optimierung des mindestens einen pneumatischen
Werts. Die Ausgabemittel sind zur Ausgabe des mindestens einen Optimierungswerts
ausgestaltet. Beispielsweise geben die Ausgabemittel an einer Bedienoberfläche, vorzugsweise
einer grafischen Bedienoberfläche,
aus, wie die Wartungsgeräteanordnung
zu optimieren wäre.
Das Simulationsmodul zeigt dann an, dass beispielsweise durch Austausch
des zweiten Wartungsgeräts
gegen ein drittes Wartungsgeräts
die pneumatischen Eigenschaften der Wartungsgeräteanordnung verbesserbar sind.
Beispielsweise ist es möglich,
dass anhand eines größer bemessenen
Filters der Druckluft-Durchfluss der Wartungsgeräteanordnung deutlich verbessert
wird.
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Ferner
ist auch eine Kommunikationsbeziehung zwischen den Ausgabemitteln
und dem Konfigurationsmodul hinsichtlich des mindestens einen Optimierungswerts
vorhanden. Beispielsweise geben die Ausgabemittel den jeweiligen
Optimierungswert an das Konfigurationsmodul weiter, dass dann die
weitere Bearbeitung übernimmt.
Das Konfigurationsmodul zeigt dann dem Bediener beispielsweise eines
oder mehrere Wartungsgeräte
zur Auswahl an, mit dem oder denen der mindestens eine pneumatische
Wert verbesserbar wäre.
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Unter
Wartungsgerät
werden bei der vorliegenden Erfindung nicht nur typische Wartungsgeräte, z. B. Trockner,
Filter, Druckminderer und dergleichen verstanden, sondern auch weitere
Bauteile der Wartungsgeräteanordnung,
beispielsweise Verbindungsbauteile, Ventile, z. B. Schaltventile,
und dergleichen. Jedenfalls ist es im Rahmen der Erfindung möglich, das
pneumatische Verhalten sämtlicher
Komponenten der Wartungsgeräteanordnung
und der Wartungsgeräteanordnung
als Ganzes zu simulieren.
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Das
pneumatische Modell enthält
zweckmäßigerweise
eine mathematische Abbildung der Wartungsgeräteanordnung. Das pneumatische
Modell kann aber auch einen pneumatischen Schaltplan der Wartungsgeräteanordnung
umfassen.
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Der
pneumatische Wert umfasst beispielsweise einen Druckluft-Durchfluss
an einem Ausgang der Wartungsgeräteanordnung.
Die Ausgabemittel geben beispielsweise den Druckluft-Durchfluss in
Abhängigkeit von
einem Ausgangsdruck am Ausgang der Wartungsgeräteanordnung aus. Es versteht
sich, dass dies auch in Abhängigkeit
von einem Eingangsdruck am Eingang der Wartungsgeräteanordnung
prinzipiell denkbar wäre.
Jedenfalls hat der Bediener dann ein Maß dafür, welcher Druckluft-Durchfluss
am Ausgang der Wartungsgeräteanordnung
zu erwarten ist.
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Das
Simulationsmodul ermittelt beispielsweise einen Volumenstrom Q durch
jeweiliges pneumatisches Wartungsgerät anhand der nachfolgenden
Formel: Q = p1·C·ψ (1)aus einem
Eingangsdruck p1 und einem Leitwert C eines jeweiligen Wartungsgeräts sowie
einer Variable ψ.
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Das
Simulationsmodul kann auch einen Massenstrom m ermitteln: m = Q·ρ (2)d. h. ein
Verhältnis
zwischen einer Ableitung der Luftmasse m und eines Produkts des
Volumenstroms Q und der Dichte ρ.
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Das
Simulationsmodul berechnet die Variable ψ anhand eines kritischen Druckverhältnisses
b bzw. p2/p1 zwischen einem Eingangsdruck p1 und einem Ausgangsdruck
p2. Der Parameter b trennt das Druckverhältnis p2/p1 in einen sogenannten überkritischen
Bereich und einen sogenannten unterkritischen Bereich.
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Bei
dem unterkritischen Druckverhältnis p2p1 > b (3)gilt für die Variable ψ
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Bei
dem überkritischen
Druckverhältnis p2p1 ≤ b (5)gilt für die Variable ψ ψ =
1 (6)
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Die
Werte C und b sind versuchstechnisch nach Vorgabe der Norm ISO 6358
bestimmt.
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Das
Simulationsmodul ermittelt eine Druckänderung zwischen den Wartungsgeräten anhand
der allgemeinen Gasgleichung: p·V = m·R·T (7)wobei p der
absolute Druck, V das Luftvolumen, m die Luftmasse, R die Gaskonstante
und T die Temperatur sind. Die Ableitung der Formel (7) nach p,
V und T lautet: dpdt = R·TV ·ṁ + pT ·dTdt – pV ·dVdt (8)eine weitere
Umformung der Formel (8) ergibt dpdt = κV ·(R·T·ṁ – p·V) (9)und dTdt = κ·Tp·V ·(R·T·ṁ – κ – 1κ p·V) (10)wobei κ der Polytropenexponent
ist.
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Es
versteht sich, dass auf die erfindungsgemäße Weise auch andere pneumatische
Werte modellierbar und simulierbar sind, beispielsweise ein Reinigungsgrad
der Wartungsgeräteanordnung,
einen Trocknungsgrad der Wartungsgeräteanordnung oder dergleichen.
Die Wartungsgeräteanordnung
enthält
dazu beispielsweise einen oder mehrere Filter, einen oder mehrere
Trockner oder dergleichen.
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Ferner
ist es denkbar, dass der mindestens eine pneumatische Wert einen
Additivgehaltswert umfasst, der einen Additivgehalt eines durch
die Wartungsgeräteanordnung
in die Druckluft eingebrachten Additiv in der Ausgangsdruckluft
repräsentiert.
Z. B. enthält
die Wartungsgeräteanordnung
einen oder mehrere Öler.
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Die
Ausgabe des mindestens einen pneumatischen Werts durch die Ausgabemittel
kann beispielsweise in Textform und/oder grafisch sein. Bevorzugt
ist eine grafische Anzeige. Eine Bedienung wird dadurch vereinfacht,
dass die Ausgabemittel beispielsweise dasjenige Wartungsgerät anzeigen,
das den mindestens einen pneumatischen Wert am negativsten beeinflusst.
Beispielsweise können
die Ausgabemittel dasjenige Wartungsgerät initiieren, das den Druckluft-Durchfluss
am meisten verringert. Das Wartungsgerät kann beispielsweise anhand
eines Identitätscodes
ausgegeben werden. Vorzugsweise zeigen die Ausgabemittel jedoch
grafisch an, welches Wartungsgerät
den pneumatischen Wert stark negativ beeinflusst. Beispielsweise wird
dieses Wartungsgerät
mit einer roten Markierung versehen. Es versteht sich, dass auch
weitere Wartungsgeräte,
die negativen Einfluss auf den mindestens einen pneumatischen Wert
haben, hier angezeigt werden können.
So es ist beispielsweise denkbar, dass ein bei den in der Wartungsgeräteanordnung
vorherrschenden Druckverhältnissen
besonders ineffizient arbeitender Filter oder Trockner farbig oder
mit einem Pfeilindex grafisch herausgehoben wird.
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Vorzugsweise
können
die Ausgabemittel eines oder mehrere Diagramme ausgeben, in denen
der pneumatische Wert enthalten ist. Das Diagramm enthält den mindestens
einen pneumatischen Wert in Abhängigkeit
von einem zweiten Wert. Beispielsweise zeigt das Simulationsmodul
in dem Diagramm den Druckluft-Durchfluss am Ausgang der Wartungsgeräteanordnung
in Abhängigkeit
vom Ausgangsdruck und/oder Eingangsdruck an. Es versteht sich, dass
der Bediener das Simulationsmodul beispielsweise an der Eingabe-Schnittstelle
dazu anweisen kann, zwischen den einzelnen Diagrammdarstellungen
umzuschalten. Es versteht sich, dass auch beispielsweise Trocknungsgrade
in Abhängigkeit
vom Durchfluss, Filtergrade in Abhängigkeit vom Durchfluss oder
dergleichen durch die Ausgabemittel als Diagramme dargestellt werden.
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Vorzugsweise
ist die Eingabeschnittstelle zur Eingabe von Benutzereingaben zur
Veränderung
mindestens eines Parameters der Wartungsgeräteanordnung ausgestaltet. Dieser
Parameter ist beispielsweise ein Druck, der an einem Druckregler
innerhalb der Wartungsgeräteanordnung
einstellbar ist. Der Parameter kann aber auch beispielsweise eine
Reihenfolge der Wartungsgeräte
der Wartungsgeräteanordnung
betreffen. So ist es dem Bediener beispielsweise somit möglich, an
der Eingabeschnittstelle zu wählen,
ob ein Druckregler vor oder nach einem Filter positioniert wird
oder dergleichen.
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Die
Eingabeschnittstelle kann textbasiert und/oder grafisch sein. So
ist es beispielsweise möglich, dass
der Bediener mit einer Maus ein Wartungsgerät auswählt und an die von ihm gewünschte Stelle
innerhalb der Wartungsgeräteanordnung
zieht.
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Bevorzugt
ist die Kooperation des Simulationsmoduls mit einem Konfigurationsmodul,
z. B. in der Art des eingangs erläuterten Konfigurationsmoduls.
Beispielsweise ist die Eingabe-Schnittstelle zum Empfang der Identitätsdaten
und der Anordnungsdaten von einem Konfigurationsmodul ausgestaltet,
mit dem eine Konfiguration der Wartungsgeräteanordnung anhand von Bedienereingaben
erstellbar ist. Es versteht sich, dass das Konfigurationsmodul einen
Bestandteil des erfindungsgemäßen Simulationsmoduls
bilden kann. Das Simulationsmodul enthält beispielsweise Konfigurationsmittel,
mit denen eine Konfiguration der Wartungsgeräteanordnung erstellbar ist.
Dies wurde oben bereits angedeutet. Es ist aber auch eine andere
Kons tellation möglich, nach
der das erfindungsgemäße Simulationsmodul
einen Bestandteil des Konfigurationsmoduls bildet. Das Simulationsmodul
ist dann beispielsweise eine Unterfunktion des Konfigurationsmoduls.
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Bei
der Konfiguration ist es zweckmäßig, dass
das jeweilige Konfigurationsmittel oder Konfigurationsmodul eine
Plausibilitätsprüfung durchführt. Im
Rahmen dieser Plausibilitätsprüfung überprüft das jeweilige Konfigurationsmodul/-mittel,
ob ein jeweiliges Wartungsgerät
zum anderen Wartungsgerät
passt. Nur wenn eine Kombination der jeweiligen Wartungsgeräte möglich ist,
erlaubt das Konfigurationsmodul/-mittel eine Kombination mit anderen
Wartungsgeräten
der Wartungsgeräteanordnung.
Eine solche Plausibilitätsprüfung führt das
erfindungsgemäße Simulationsmodul
selbst oder in Kooperation mit einem Konfigurationsmodul durch.
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Der
Optimierungswert kann auch eine Reihenfolge von Wartungsgeräten der
Wartungsgeräteanordnung
umfassen. So kann es beispielsweise vorteilhaft sein, die Reihenfolge
von Filter und Trockner oder die Reihenfolge zweier Filter zu verändern, um
die pneumatischen Eigenschaften der Wartungsgeräteanordnung zu verbessern.
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Bei
der Optimierung ist es vorteilhaft, dass Plausibilitätsdaten
einbezogen werden, beispielsweise eine Überprüfung, ob bestimmte Wartungsgeräte miteinander
kombinierbar sind. Die Optimierungsmittel sind dementsprechend zur
Bildung des Optimierungswerts anhand von Plausibilitätsdaten
ausgestaltet. Dazu hat das Simulationsmodul beispielsweise eine
Schnittstelle zum Empfang der Plausibilitätsdaten. Die Plausibilitätsdaten
können
beispielsweise in einer Plausibilitätsdatenbank gespeichert sein.
Vorzugsweise handelt es sich dabei um dieselbe Plausibilitätsdatenbank,
auf die auch das Konfigura tionsmodul bei der Konfiguration der Wartungsgeräteanordnung
zugreift. Es versteht sich, dass die Optimierungsmittel bei der Überprüfung der
Plausibilität
auch mit dem Konfigurationsmodul kooperieren und bei diesem beispielsweise
jeweilige Plausibilitätsdaten
abfragen können.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
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1 eine
Anordnung mit einem Computer zur Ausführung eines Konfigurationsmoduls
und eines Simulationsmoduls, mit denen eine Wartungsgeräteanordnung
konfigurierbar und simulierbar ist, über die ein Ventilmodul mit
Druckluft versorgbar ist,
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2 ein
pneumatisches Schaltbild der Wartungsgeräteanordnung gemäß 1 und
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3 einen
Ablaufplan sowie eine grafische Anzeige des Simulationsmoduls gemäß 1.
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Eine
pneumatische Systemanordnung 10 enthält ein Konfigurations- und
Simulationswerkzeug 11, beispielsweise einen Personalcomputer,
mit einem Konfigurationsmodul 12 und einem Simulationsmodul 13, mit
denen eine Wartungsgeräteanordnung 14 konfigurierbar
und simulierbar ist. Eine Druckluftquelle 15 versorgt die
Wartungsgeräteanordnung 14 mit
Eingangsdruckluft 16. Die Wartungsgeräteanordnung 14 bereitet die
Eingangsdruckluft 16 auf und erzeugt aus dieser eine erste
Ausgangsdruckluft 17 sowie eine zweite Ausgangsdruckluft 18,
die an Druckluft-Ausgängen 19, 20 bereitstehen
und eine erste und eine zweite Druckluftqualität aufweisen.
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Eine
Ventilbatterie 21 ist mit den Druckluft-Ausgängen 19, 20 verbunden.
Eine Steuerung 22 der Ventilbatterie 21 steuert
Ventile 23 der Ventilbatterie 21 an, an die wiederum
pneumatische Arbeitsgeräte 24,
von denen eines exemplarisch dargestellt ist, angeschlossen sind.
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Die
an einem Eingang 25 der Wartungsgeräteanordnung 14 anstehende
Eingangsdruckluft 16 hat beispielsweise einen Eingangsdruck
p1, die erste und zweite Ausgangsdruckluft 17, 18 haben
Ausgangsdrücke p2
und p3. Der Ausgangsdruck p3 ist beispielsweise höher als
der Ausgangsdruck p2 und dient zum Ansteuern der Arbeitsgeräte 24,
während
der niedrigere Ausgangsdruck p1 zur Ansteuerung der Ventile 23 dient.
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Die
Wartungsgeräteanordnung 14 enthält eine
Vielzahl von aneinander gereihten Wartungsgeräten, die insbesondere in 2 im
Einzelnen dargestellt sind. Bei der teilweise schemati schen Darstellung
gemäß 1 sind
nicht alle Wartungsgeräte
gezeigt.
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Die
Wartungsgeräteanordnung 14 umfasst
an ihrem Eingang 25 zunächst
ein Druckreglerventil 26, mit dem der Eingangsdruck p1
auf einen Zwischendruck pi1 reduziert und geregelt werden kann.
An das Druckreglerventil 26 schließt sich ein Schaltventil 27 an.
Das Druckreglerventil 26 und das Schaltventil 27 sind
in eine einzige Baueinheit 28 integriert.
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An
die Baueinheit 28 schließt sich ein Filter 29 an.
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Am
Ausgang des Filters 29 verzweigt der Druckluftstrom in
einen ersten und einen zweiten Wartungszweig 30, 31,
an denen eingangsseitig, d. h. an den Druckreglerventilen 32, 33 jeweils
ein zweiter Zwischendruck pi2 ansteht. Die Druckreglerventile 32, 33 sind
in einer einzigen Baueinheit 34 integriert.
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An
die beiden Druckreglerventile 32, 33, die den
Zwischendruck pi2 zu Zwischendrücken
pi3 und pi4 reduzieren, schließen
sich ein Grobfilter 36 und ein Feinfilter 35 im
ersten Wartungszweig 30 sowie ein Grobfilter 37 und
ein Feinfilter 38 im zweiten Wartungszweig 31 an.
Dem Feinfilter 36 ist zudem noch ein Trockner 39 nachgeschaltet,
der die von den Filtern 35, 36 gefilterte Ausgangsdruckluft 17 trocknet.
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Zur
Konfiguration der Wartungsgeräteanordnung 14 dient
das Konfigurationsmodul 12. Mit diesem sind beispielsweise
das Druckreglerventil 26 und der Filter 29, der
ein erstes Wartungsgerät 40 bildet,
sowie die weiteren Wartungsgeräte 41 des
Wartungszweigs 30 (Druckreglerventil 32, Filter 35, 36 und
Trockner 39) und ferner die Wartungsgeräte 42 des Wartungszweigs 31,
nämlich
das Druckreglerventil 33 und die beiden Filter 37, 38 auswählbar und
zu der Wartungsgeräteanordnung 14 konfigurierbar.
Das Konfigurationsmodul 12 enthält Programmcode, der von einem
Prozessor 43 ausführbar
ist und in einem Speicher 44 speicherbar ist. Der Speicher 44 enthält beispielsweise
Dauerspeicher (Festplatte, Flash-Speicher) und/oder flüchtigen
Speicher.
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Mit
diesem Prozessor 43 ist auch Programmcode des Simulationsmoduls 13 ausführbar. Beide
Module 12, 13 können Bedienereingaben an Eingabemitteln 45 des
Werkzeugs 11, beispielsweise einer Tastatur, einem außer dergleichen,
empfangen sowie Informationen an Ausgabemitteln 46, beispielsweise
einem Monitor 47 und einem Speicherlaufwerk 48,
ausgeben.
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Die
beiden Module 12, 13 kooperieren, wie in nachfolgend
anhand 3 erläutert
wird, miteinander. Es versteht sich, dass auch eine integrale Lösung, d.
h. ein Modul, das die beiden Module 12, 13 enthält, möglich wäre.
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Anhand
des Konfigurationsmoduls 12 ist die Wartungsgeräteanordnung 14 konfigurierbar.
Das Wartungsgerätemodul
greift auf eine Konfigurationsdatenbank 49 mit Konfigurationsdaten 50 zu,
angedeutet durch einen Pfeil 51. Die Konfigurationsdaten 50 enthalten
beispielsweise grafische Anzeigedaten zur grafischen Anzeige der
Wartungsgeräte 40, 41 und 42,
Plausibilitätsdaten 52 zur
Bestimmung plausibler Kombinationen oder erlaubter Kombinationen
von Wartungsgeräten 40, 41 und 42 und
dergleichen. Mit Hilfe der Plausibilitätsdaten 52 ist es
beispielsweise möglich,
festzustellen, dass nur der Feinfilter 36 hinter den Grobfilter 35 schaltbar
ist, während
der Feinfilter 38 für
größere Drücke ausgelegt
ist und dementsprechend nicht hinter den Grobfilter 35 geschaltet
werden darf.
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Jedenfalls
kann ein Bediener an den Eingabemitteln 45 interaktiv die
einzelnen Wartungsgeräte 40, 41 und 42 zu
der Wartungsgeräteanordnung 14 kombinieren
und konfigurieren.
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Das
Konfigurationsmodul 12 erzeugt entsprechend der Wartungsgeräteanordnung 14 Identitätsdaten 53 zur
Identifizierung der jeweiligen Wartungsgeräte 40, 41 und 42 der
Wartungsgeräteanordnung 14,
z. B. Bestellnummer, Ausführungsform
oder dergleichen, sowie Anordnungsdaten 54, die die Anordnung
der jeweiligen Wartungsgeräte 40, 41, 42 innerhalb
der Wartungsgeräteanordnung 14 betreffen,
beispielsweise dass die Komponenten 32, 35, 36 und 39 hintereinander
in dem Wartungszweig 30 angeordnet sind, und die Wartungsgeräte 33, 37, 38 in
dem zweiten Wartungszweig 31 hintereinander gruppiert sind.
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Das
Simulationsmodul 13 empfängt die Anordnungsdaten 54 und
die Identitätsdaten 53 an
einer Eingabe-Schnittstelle 55, beispielsweise einer Programmschnittstelle.
Es versteht sich, dass auch an einer Bedienoberfläche, beispielsweise
mittels der Eingabemittel 45, die Identätsdaten 53 und/oder
die Anordnungsdaten 54 eingebbar sein können.
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Anhand
der Identitätsdaten 53 sowie
die Anordnungsdaten 54 erzeugen Modelliermittel 56,
beispielsweise eine entsprechende Programmfunktion des Simulationsmoduls 13,
ein pneumatisches Modell 57 der Wartungsgeräteanordnung 14.
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Die
Modelliermittel 56 verwenden zur Erzeugung des Modells 57 zudem
Kennwerte 58 aus einer Kennwert-Datenbank 59.
Die Kennwerte enthalten beispielsweise Durchflusswerte eines jeweiligen
Wartungsgeräts 40–42 in
Abhängigkeit
von einem eingangsseitig anstehenden Druck, einen druckabhängigen Reinigungsgrad
oder dergleichen. Ein jeweiliger Kennwert 58a, 58b oder 58c ist
beispielsweise jeweils einem Identifizierer 53a, 53b oder 53c aus
den Identitätsdaten 53 zugeordnet.
Ein Kennwert 58a, 58b oder 58c enthält beispielsweise
einen jeweiligen Leitwert C und/oder ein jeweiliges kritisches Druckverhältnis b
zur Verwendung mit den eingangs genannten Formeln (1)–(10). Bei
dem mathematischen Modell 57 sind diese Formeln berücksichtigt,
wenn das Modell 57 beispielsweise zur Ermittlung eines
ausgangsseitig an den Ausgängen 19 oder 20 anstehenden
Volumenstroms Q in Abhängigkeit
vom jeweiligen Ausgangsdruck p2 oder p3 darstellen soll.
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Die
Modelliermittel 56 übermitteln
das pneumatische Modell 57 an Simulationsmittel 60 (Pfeil 61),
welche anhand des Modells 57 einen oder mehrere pneumatische
Werte 62 simulieren, beispielsweise den Volumenstrom Q
an einem der Ausgänge 19 oder 20,
einen Trocknungsgrad der Ausgangsdruckluft 17 am Ausgang 19,
einen Filtergrad der Ausgangsdruckluft 18 am Druckluft-Ausgang 20 oder
dergleichen. Die Simulationsmittel 60, die im Prinzip auch
einen Bestandteil der Modelliermittel 56 bilden könnten oder
durch eine gemeinsame Funktion dargestellt sein könnten, übermitteln
den oder die pneumatische Werte 62 an Ausgabemittel 63,
die den pneumatischen Wert 62 beispielsweise am Monitor 47 anzeigen.
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Beispielsweise
erzeugen die Ausgabemittel 63 ein Diagramm 64,
bei dem eine Kurve 65 einen Volumenstrom Q am Druckluft-Ausgang 19 des
ersten Wartungszweigs 30 in Abhängigkeit vom dort anstehenden ersten
Ausgangsdruck p2 darstellt.
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Die
Simulationsmittel 60 können
ferner ermitteln, welches der Wartungsgeräte 40, 41 oder 42 für den beispielsweise
relativ geringen Volumenstrom Q am Ausgang 19 verantwortlich
ist. Die Ausgabemittel 63 geben beispielsweise in einer
grafischen Anzeige 66, die ein Abbild der Wartungsgeräteanordnung 14 enthält, mittels
eines Indikators 67, beispielsweise eines Pfeils, einer
farbigen Markierung oder dergleichen, an, dass der Grobfilter 35 den
Volumenstrom Q bzw. Durchfluss durch den Wartungszweig 30 am
negativsten beeinflusst.
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Nun
kann der Bediener beispielsweise durch eine Umkonfiguration am Konfigurationsmodul 12,
das Wartungsgerät
gegen ein anderes, einen größeren Durchfluss
bereitstellendes Wartungsgerät
austauschen und die vorher beschriebene Prozedur der Simulation
neu anstoßen,
wobei am Ende die Ausgabemittel 63 eine zweite Kurve 68 in
dem Diagramm 64 anzeigen, die einen verbesserten Durchfluss
oder Volumenstrom bei ausgangsseitigem Druck p2 darstellt.
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Weiterhin
kann der Bediener das Verhalten des Simulationsmoduls 13 durch
Bedienereingaben verändern.
Beispielsweise kann ein Bediener Parameter 69 an einer
Bedienoberfläche
eingeben, die mit den Eingabe-Schnittstelle 55 verbunden
ist oder durch diese bereitgestellt wird. Die Parameter 69 enthalten
beispielsweise Angaben zu der Reihenfolge der Wartungsgeräte in nerhalb
der Wartungsgeräteanordnung 14.
So können
beispielsweise die Filter 35, 36 mit Hilfe der
Parameter 69 vertauscht werden und/oder beispielsweise
der Feinfilter 38 gegen einen Öler 70 ausgetauscht
werden. Das Simulationsmodul 13 ermittelt dann beispielsweise
als Ausgangsparameter bzw. pneumatischen Wert 62 einen
Additivgehalt der Ausgangsdruckluft 18.
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Ferner
ist es möglich,
dass der oder die Parameter 69 beispielsweise Einstellwerte
für die
Druckreglerventile 26, 32 und 33 enthalten.
Somit kann der Bediener beispielsweise die Zwischendrücke pi2,
pi3 und pi4 durch entsprechende Veränderung der Reglerwerte der
Druckreglerventile 26, 32, und 33 verändern.
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Weiterhin
ist es möglich,
dass die Ausgabemittel 63 den mindestens einen pneumatischen
Wert 62 dem Konfigurationsmodul 12 übermitteln
(Pfeil 71), so dass das Konfigurationsmodul 12 einem
Bediener beispielsweise eines oder mehrere alternative Wartungsgeräte als Ersatz
für ein
das pneumatische Verhalten der Wartungsgeräteanordnung 14 negativ
beeinflussenden Wartungsgerät
anzeigt.
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Auch
eine Optimierung des pneumatischen Verhaltens der Wartungsgeräteanordnung 14 ist
zweckmäßigerweise
mit dem Simulationsmodul 13 durchführbar. Dazu enthalten die Simulations mittel 60 beispielsweise
Optimierungsmittel 72. Die Optimierungsmittel 72 können eine
Systemfunktion der Simulationsmittel 60 bilden. Ferner
ist es möglich,
die Optimierungsmittel 72 als eigenständige Funktion oder gar als
ein eigenständiges
Modul auszugestalten. Jedenfalls ist es möglich, dass die Optimierungsmittel 72 beispielsweise
das mathematische Modell 57 zu Optimierungszwecken erhalten
(Pfeil 73) und beispielsweise anhand dessen einen Optimierungswert 74 erzeugen.
Der Optimierungswert 74 ist beispielsweise ein Indikator
auf das den Volumenstrom Q besonders negativ beeinflussende Grobfilter 35,
das die Optimierungsmittel 72 angedeutet durch einen Pfeil
an das Konfigurationsmodul 12 übermitteln.
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Ferner
ist es vorteilhaft, wenn die Optimierungsmittel 72 interaktiv
mit dem Konfigurationsmodul 12 die Optimierung durchführen und
von diesem beispielsweise Plausibilitätsdaten 52 erhalten.
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Alternativ
dazu ist es denkbar, dass die Optimierungsmittel 72 unmittelbar
selbst auf die Konfigurationsdatenbank 49 zugreifen, um
Plausibilitätsdaten 52 zu
ermitteln. Anhand der Plausibilitätsdaten 52 können die
Optimierungsmittel 72 beispielsweise ermitteln, gegen welchen
oder welche alternative(n) Filter der Filter 35 austauschbar
wäre. Der
auswählbare
Filter muss nämlich
zwischen den Druckreglerventilen 32 und den Feinfilter 36 z.
B. anschlusstechnisch, im pneumatischen Sinn oder dergleichen passen.
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Ein
Pfeil 76 deutet an, dass die Optimierungsmittel 72 den
Optimierungsprozess iterativ durchführen können.
