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Anwendungsgebiet und Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für eine Maschine. Die Maschine weist eine Mehrzahl von Komponenten auf, welche mittels eines Bus-Systems zur Kommunikation mit der Steuerungsvorrichtung verbunden sind, wobei jede Komponente zumindest ein über das Bus- System auslesbares, eindeutiges Identifikationsmerkmal aufweist. Die Steuerungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, beim Einschalten der Maschine die Identifikationsmerkmale von vorhandenen Komponenten auszulesen, die ausgelesenen Identifikationsmerkmale mit Identifikationsmerkmalen einer Soll-Konfigurationsliste, in der Identifikationsmerkmale von Soll-Komponenten gespeichert sind, abzugleichen und in Abhängigkeit von dem Abgleichen einen Betrieb der Maschine zu erlauben oder zu verhindern.
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Gattungsgemäße Steuerungsvorrichtungen werden beispielsweise dazu verwendet, bei einer Maschine sicherzustellen, dass keine Komponenten verwendet werden, welche zu der Maschine inkompatibel sind und/oder eine spezifische Inbetriebnahme erfordern. Eine solche Inbetriebnahme kann beispielsweise Arbeitsschritte wie Kalibrieren, Abstimmen und/oder Programmieren aufweisen, welche erforderlich sind, um einen bestimmungsgemäßen Betrieb der Maschine mit ausgetauschten oder neu hinzugefügten Komponenten sicherzustellen.
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Typische Maschinen, für welche eine solche Steuerungsvorrichtung verwendet wird, sind beispielsweise Lackieranlagen in Produktionsstraßen für Kraftfahrzeuge. Typische Komponenten können beispielsweise unterschiedliche Arten von Elektromotoren, Sensoren, Kommunikationseinrichtungen oder andere Bauteile typischer Maschinen sein.
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Allgemein kommen gattungsgemäße Steuerungsvorrichtungen insbesondere dann zum Einsatz, wenn die zugehörige Maschine eine Vielzahl von Komponenten aufweist, welche in bestimmter Art zusammenwirken müssen, um die gewünschte Funktionsweise der Maschine zu erreichen und/oder die Sicherheit der Maschine und von Bedienern der Maschine zu gewährleisten.
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Es hat sich jedoch herausgestellt, dass gattungsgemäße Steuerungsvorrichtungen nicht gleichermaßen für einen Test- oder Entwicklungsbetrieb einerseits und für eine im Einsatz befindliche Maschine andererseits geeignet sind. Beispielsweise kann es während der Entwicklung einer Maschine notwendig sein, Komponenten auszutauschen, was durch zuverlässiges und geschultes Personal erfolgt. In diesem Fall führt es zu zusätzlichem Arbeitsaufwand und einer verlängerten Entwicklungszeit, wenn die entsprechende Steuerung beim Erkennen einer anderen Komponente den Betrieb der Maschine verhindert. Wird hingegen bei einer im Einsatz befindlichen Maschine zu großzügig ein Austausch von Komponenten gestattet, ohne dass der Betrieb der Maschine verhindert wird, können schwerwiegende Sicherheits- und Betriebsprobleme die Folge sein.
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Aus den genannten Gründen werden bei gattungsgemäßen Steuerungsvorrichtung meistens Kompromisse in Kauf genommen oder Umgehungslösungen angewendet.
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Aufgabe und Lösung
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Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine Steuerungsvorrichtung vorzusehen, welche flexibler auf unterschiedliche Betriebsszenarien Rücksicht nehmen kann.
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Dies wird erfindungsgemäß durch eine Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind beispielsweise in den Unteransprüchen beansprucht. Der Wortlaut der Ansprüche wird hiermit durch ausdrückliche Inbezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
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Die Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für eine Maschine. Die Maschine weist eine Mehrzahl von Komponenten auf, welche mittels eines Bus-Systems zur Kommunikation mit der Steuerungsvorrichtung verbunden sind. Jede Komponente weist zumindest ein über das Bus- System auslesbares, eindeutiges Identifikationsmerkmal auf.
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Die Steuerungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, beim Einschalten der Maschine die Identifikationsmerkmale von vorhandenen Komponenten auszulesen, die ausgelesenen Identifikationsmerkmale mit Identifikationsmerkmalen einer Soll-Konfigurationsliste, in der Identifikationsmerkmale von Soll-Komponenten gespeichert sind, abzugleichen und in Abhängigkeit von dem Abgleichen und in Abhängigkeit von einem einstellbaren bzw. veränderlichen Betriebsmodus einen Betrieb der Maschine zu erlauben oder zu verhindern.
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Im Unterschied zu Steuerungsvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik ist es somit bei einer erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung möglich, unterschiedliche Betriebsmodi vorzusehen. Damit kann die Steuerungsvorrichtung flexibel an unterschiedliche Betriebssituationen angepasst werden. Man kann – anders ausgedrückt – auch von einer einstellbaren Prüfungstiefe sprechen.
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Beispielsweise kann es unterschiedliche Betriebsmodi für unterschiedliche Stadien der Fertigstellung einer Maschine geben. Es ist somit nicht mehr nötig, komplizierte Umgehungslösungen zu verwenden, um in einer Erprobungs- oder Aufbauphase einer Maschine eine notwendige Anzahl von Komponenten auswechseln zu können.
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Die Steuerungsvorrichtung kann typischerweise eine elektronische Steuerungsvorrichtung sein. Beispielsweise kann sie als anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC), Mikrocontroller, normaler Computer oder Ähnliches ausgeführt sein. Sie kann beispielsweise auch als speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) ausgeführt sein.
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Bei dem Bus-System kann es sich um ein übliches System zur Kommunikation mehrerer, insbesondere unterschiedlicher, Komponenten handeln. Beispielsweise kann es sich um ein Feldbus-System wie ein CAN-Feldbus-System handeln. Es können jedoch auch andere Bus-Systeme verwendet werden, welche eine Kommunikation zwischen der Steuerungsvorrichtung und den Komponenten, idealerweise eine bidirektionale Kommunikation, erlauben. Die Kommunikation kann dabei sowohl drahtgebunden wie auch drahtlos, beispielsweise mithilfe eines Funknetzes, erfolgen.
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Bei den Identifikationsmerkmalen handelt es sich bevorzugt um eine einstellbare Auswahl aus einer Anzahl von Parametern. Dabei können sowohl ein einziger Parameter wie auch mehrere Parameter eingestellt werden. Beispielhafte, vorzugsweise verwendete Parameter sind:
- – eine Auto-Inkrement-Adresse,
- – eine Seriennummer,
- – ein Herstellercode,
- – ein Produktcode,
- – eine Revisionsnummer,
- – eine Alias-Adresse,
- – eine Safety-Adresse.
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Derartige Parameter sind aus typischen Feldbus-Systemen bekannt. Sie erlauben es, einerseits allgemeine Daten wie den Typ, den Hersteller, den Revisionsstand oder Ähnliches einer bestimmten Komponente zu identifizieren, andererseits jedoch auch eine Komponente eindeutig zu identifizieren, wenn es darauf ankommt, eine bestimmte Komponente von anderen Komponenten gleichen Typs und auch ansonsten gleicher technischer Daten zu unterscheiden.
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Die Soll-Konfigurationsliste enthält Identifikationsmerkmale von Soll-Komponenten. Anders ausgedrückt wird durch die Soll-Konfigurationsliste eine Soll-Konfiguration abgebildet. Andererseits wird durch das Auslesen von Identifikationsmerkmalen der vorhandenen Komponenten eine Ist-Konfiguration ermittelt. Damit können dann Ist-Konfiguration und Soll-Konfiguration miteinander abgeglichen werden, um gegebenenfalls fehlende, verschiedene oder überzählige Komponenten zu ermitteln.
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Beispiele für einstellbare Betriebsmodi werden weiter unten gegeben. Die Steuerungsvorrichtung legt je nach eingestelltem Betriebsmodus einerseits und ermittelten Unterschieden zwischen Ist- und Soll-Konfiguration fest, ob ein Betrieb der Maschine erlaubt wird oder verhindert wird. Wird der Betrieb der Maschine erlaubt, so können die einzelnen Komponenten beispielsweise in einen jeweiligen Betriebszustand versetzt werden. Beispielsweise können Motoren in Drehung versetzt werden. Wird der Betrieb der Maschine dagegen von der Steuerungsvorrichtung aufgrund des Abgleichs und des eingestellten Betriebsmodus verhindert, so können die Komponenten nicht in einen Betriebszustand versetzt werden. Die Maschine kann anders ausgedrückt nicht in Betrieb gesetzt werden.
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Bevorzugt sind in der Sollkonfigurationsliste Identifikationsmerkmale einer Menge von Soll-Komponenten gespeichert, die als notwendige Komponenten klassifiziert sind. Damit kann vorgegeben werden, welche Komponenten für den Betrieb der Maschine notwendig sind. Dabei ist es zumindest nicht zwingend erforderlich, dass genau eine bestimmte Komponente eines Typs vorhanden ist. Es kann ausreichend sein, dass überhaupt eine Komponente eines bestimmten Typs vorhanden ist, unabhängig davon, um welches Exemplar es sich tatsächlich handelt. Je nach eingestelltem Betriebsmodus kann der Betrieb der Maschine verhindert werden, wenn die als notwendig klassifizierten Komponenten nicht vorhanden sind, also beispielsweise wenn deren Identifikationsmerkmale beim Einschalten der Maschine nicht ausgelesen wurden.
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Bevorzugt weist die Steuerungsvorrichtung als einen Betriebsmodus einen Prototypmodus auf, in welchem die Soll-Konfigurationsliste auf Basis der ausgelesenen Identifikationsmerkmale der vorhandenen Komponenten erstellt und gespeichert wird, und ein Betrieb der Maschine grundsätzlich erlaubt wird. Ein solcher Prototypmodus ist insbesondere geeignet für die Entwicklung einer Maschine. Im Entwicklungsstadium ist es häufig notwendig, verschiedene Komponenten auszutauschen und auf deren Funktionstüchtigkeit und Tauglichkeit für den Betrieb der Maschine zu überprüfen. Beispielsweise werden unterschiedliche Typen von Komponenten, zum Beispiel unterschiedliche Motoren, für eine bestimmte Aufgabe getestet. Es ist dabei nicht zwingend erforderlich, die gesamte Maschine bereits betriebsbereit zu haben, sondern es können auch Teilbereiche der Maschine unabhängig von anderen aufgebaut, entwickelt und getestet werden. Der Prototypmodus ist für diese Zwecke insbesondere deshalb gut geeignet, weil er den Betrieb der Maschine in jedem Fall erlaubt.
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Bevorzugt weist die Steuerungsvorrichtung als einen Betriebsmodus einen Ersetzmodus auf, in welchem Identifikationsmerkmale, die nicht in der Soll-Konfigurationsliste gespeichert sind, in der Soll-Konfigurationsliste gespeichert werden. Dieser Modus ist insbesondere zum finalen Konfigurieren oder zum Aufbauen einer Maschine geeignet, da die Soll-Konfigurationsliste entsprechend der aktuellen Konfiguration aktualisiert wird. Dies geschieht automatisch, so dass auf Benutzereingaben verzichtet werden kann. Der Betrieb der Maschine wird dabei gemäß einer Ausführung grundsätzlich erlaubt. Der Ersetzmodus kann jedoch in einer anderen Ausführung auch derart ausgebildet sein, dass der Betrieb der Maschine nur dann erlaubt wird, wenn alle Identifikationsmerkmale der Soll-Konfigurationsliste, die Komponenten zugeordnet sind, die als notwendig klassifiziert sind, in der Menge der ausgelesenen Identifikationsmerkmale vorhanden sind. Somit kann vor dem Erlauben des Betriebs der Maschine sichergestellt werden, dass alle notwendigen Komponenten vorhanden sind. Sofern zum Beispiel eine Maschine bestimmte Komponenten zwingend benötigt, um eine Beschädigung zu verhindern oder einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, kann beim Ersetzmodus beispielsweise ein unbeabsichtigtes Inbetriebnehmen der Maschine ohne diese notwendigen Komponenten verhindert werden.
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Bezüglich der Klassifikation von notwendigen Komponenten sei auf die weiter oben bereits beschriebene Ausführung verwiesen, bei welcher beispielsweise Identifikationsmerkmale bestimmter Komponenten als Identifikationsmerkmale notwendiger Komponenten in der Soll-Konfigurationsliste klassifiziert werden können. Alternativ dazu wäre es jedoch beispielsweise auch möglich, eine eigene Liste mit als notwendig klassifizierten Komponenten zu unterhalten.
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Bevorzugt weist die Steuerungsvorrichtung als einen Betriebsmodus einen gesicherten Modus auf, in welchem ein Betrieb der Maschine nach einem Erkennen einer Abweichung zwischen den ausgelesenen Identifikationsmerkmalen und den Identifikationsmerkmalen der Soll-Konfigurationsliste nur dann erlaubt wird, wenn nach dem Erkennen der Abweichung eine Quittierung erfolgt ist. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass ein Betrieb der Maschine erst dann erfolgt, wenn ein Benutzer dies ausdrücklich quittiert, also bestätigt hat. Wenn beispielsweise Komponenten ausgetauscht werden, kann die Maschine zunächst nicht betrieben werden. Erst nach einer Quittierung kann dies erfolgen.
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Die Quittierung kann dabei beispielsweise derart ausgeführt sein, dass eine einfache, von jedermann durchführbare Aktion ausreicht. Sie kann jedoch beispielsweise alternativ auch derart ausgeführt sein, dass zur Quittierung Maßnahmen nötig sind, welche nur entsprechend qualifiziertem Personal möglich sind. Auf mögliche Ausführungen wird weiter unten näher eingegangen werden.
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Auch in dem gesicherten Modus kann es vorteilhaft sein, wenn ein Betrieb der Maschine nur dann erlaubt wird, wenn alle Identifikationsmerkmale der Soll-Konfigurationsliste, die Komponenten zugeordnet sind, die als notwendig klassifiziert sind, in der Menge der ausgelesenen Identifikationsmerkmale vorhanden sind. Damit kann, ähnlich wie bereits weiter oben beschrieben wurde, die Sicherheit beim Betrieb der Maschine erhöht werden, indem überprüft wird, dass vor dem Betrieb der Maschine alle notwendigen Komponenten vorhanden sind.
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Gemäß jeweiligen Ausführungen erfolgt das Quittieren durch eine Bestätigung, durch Eingabe eines Passworts oder durch Eingabe einer bestimmten von mehreren vorgegebenen Transaktionsnummern (TAN). Bei der Quittierung durch eine Bestätigung handelt es sich um eine Art der Quittierung, welche von jedermann durchgeführt werden kann. Beispielsweise ist dazu das Drücken eines Knopfes oder das Anklicken einer Schaltfläche auf einem Bildschirm notwendig. Sofern die Quittierung durch Eingabe eines Passworts erfolgt, können nur diejenigen Benutzer die Maschine in Betrieb nehmen, welche das Passwort kennen. Damit kann beispielsweise sichergestellt werden, dass die Maschine nach einer Änderung der Komponenten nur durch autorisiertes Personal in Betrieb gesetzt werden kann, welches beispielsweise darüber Bescheid weiß, welche Vorsichtsmaßnahmen einzuhalten sind oder welche Justierarbeiten notwendig sind. Erfolgt das Quittieren durch die Eingabe einer bestimmten von mehreren vorgegebenen Transaktionsnummern, so können derartige Transaktionsnummern vorgegeben und zum Quittieren verwendet werden. Damit lässt sich in vorteilhafter Weise der Kreis derjenigen Personen begrenzen, welche zum Quittieren in der Lage sind, wobei in diesem Fall der Kreis dieser Personen auf diejenigen beschränkt ist, welche Zugang zu einer Liste mit Transaktionsnummern haben. Im Unterschied zur Verwendung eines Passworts kann eine solche Transaktionsnummer typischerweise nur einmal verwendet werden. Damit wird verhindert, dass der Kreis derjenigen Personen, welche zum Quittieren in der Lage sind, durch unbefugte Weitergabe des Passworts auf unqualifizierte Personen erweitert wird.
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Gemäß hierzu alternativen Ausführungen erfolgt das Quittieren mittels einer auf einem tragbaren Gerät, insbesondere einem Mobiltelefon, laufenden Anwendung. Mittels der Anwendung werden Identifikationsmerkmale mindestens einer Komponente, deren Identifikationsmerkmale nicht in der Soll-Konfigurationsliste enthalten sind, durch eine oder mehrere der folgenden Aktionen erfasst und weitergegeben: Scannen eines auf der Komponente angebrachten Bilds, vorzugsweise mit einem QR-Code, Scannen eines Bilds, vorzugsweise mit einem QR-Code, das von einem Display der Komponente erzeugt wird, Auslesen eines RFID-Tags der Komponente, Erhalten von Informationen über eine drahtlose oder drahtgebundene Kommunikationsschnittstelle, Erhalten von Informationen per E-Mail, MMS oder SMS.
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Bei derartigen Ausführungen wird eine Identifikation der neu eingefügten Komponente während des Vorgangs des Quittierens ermöglicht. Dabei können die Identifikationsmerkmale durch die auf dem tragbaren Gerät laufende Anwendung, bei welcher es sich beispielsweise um eine normale „App“ eines Mobiltelefons handeln kann, ausgelesen und an die Steuerungsvorrichtung weitergegeben werden.
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Wenn ein Bild gescannt wird, können in diesem die entsprechenden Informationen enthalten sein. Hierzu kann insbesondere ein QR-Code verwendet werden, wie dies im Stand der Technik bekannt ist. Mithilfe eines solchen QR-Codes kann eine Vielzahl von Informationen codiert und mittels einer einfachen Kamera ausgelesen sowie mittels einer einfachen Anwendung decodiert werden. Das entsprechende Bild kann dabei sowohl fest auf der Komponente angebracht sein, beispielsweise auf einer Plakette, es kann jedoch auch dynamisch erzeugt werden, beispielsweise mittels eines Displays der Komponente.
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Die Verwendung eines RFID-Tags birgt insbesondere den Vorteil einer berührungslosen Auslesung bei gleichzeitig hoher Informationsdichte, wobei RFID-Tags typischerweise keine eigene Stromversorgung erfordern.
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Bei drahtlosen oder drahtgebundenen Kommunikationsschnittstellen kann es sich um typische Netzwerkverbindungen wie LAN, WLAN, Bluetooth oder andere Verbindungsarten handeln. Diese sind im Stand der Technik bekannt. Auch ist es möglich, dass die Komponente an die entsprechende Anwendung eine E-Mail, MMS oder SMS schickt. Dies kann beispielsweise dann verwendet werden, wenn die entsprechende Komponente mit einem Mobilfunknetz zur Datenübertragung, beispielsweise zur Fernwartung und Fernsteuerung, verbunden ist.
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Auch bei dem gesicherten Modus kann vorgesehen sein, dass Identifikationsmerkmale, die nicht in der Soll-Konfigurationsliste gespeichert sind, in der Soll-Konfigurationsliste gespeichert werden, wobei dies im Fall des gesicherten Modus nur dann erfolgen wird, wenn eine Quittierung erfolgt ist. Somit kann eine ähnliche Funktionalität mit ähnlichen Vorteilen wie beim Ersetzmodus beschrieben realisiert werden.
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Gemäß einer Weiterbildung ist die Steuerungsvorrichtung dazu ausgebildet, während eines Betriebs der Maschine zyklisch wiederholend die Identifikationsmerkmale vorhandener Komponenten auszulesen, die ausgelesenen Identifikationsmerkmale mit den Identifikationsmerkmalen der Soll-Konfigurationsliste abzugleichen, und in Abhängigkeit von dem Abgleichen und dem eingestellten Betriebsmodus einen Weiterbetrieb der Maschine zu erlauben oder zu verhindern. Damit kann das weiter oben beschriebene Sicherheitskonzept, welches bislang nur für den Fall des Einschaltens der Maschine beschrieben wurde, auch während des Betriebs immer wieder verwendet werden. Alle weiter oben beschriebenen Ausführungsmöglichkeiten und damit verbundenen Vorteile, insbesondere hinsichtlich der Betriebsmodi, sind entsprechend anwendbar, wenn diese Funktionalität zyklisch wiederholt wird. Wird beispielsweise während des Betriebs der Maschine eine Komponente ausgetauscht, so kann dies bei einer zyklischen Wiederholung der erwähnten Schritte erkannt werden und je nach eingestelltem Betriebsmodus kann ein Weiterbetrieb der Maschine verhindert oder von einer Quittierung abhängig gemacht werden. Es ist auch möglich, die Soll-Konfigurationsliste während des Weiterbetriebs der Maschine wie weiter oben mit Bezug auf den Ersetzmodus beschrieben zu aktualisieren.
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Es sei verstanden, dass in einer besonders bevorzugten Ausführung der Steuerungsvorrichtung sowohl der Prototypmodus, wie auch der Ersetzmodus, wie auch der gesicherte Modus zur Auswahl zur Verfügung stehen. Damit kann besonders gut auf jeweilige Anforderungen eingegangen werden.
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Bevorzugt ist die Steuerungsvorrichtung ferner ausgebildet, eine Firmware und/oder Parameter und/oder Initialdaten und/oder eine eindeutige Bus-Adresse an solche Komponenten zu liefern, deren Identifikationsmerkmale neu in die Soll-Konfigurationsliste übernommen wurden. Damit können neu in die Maschine eingefügte Komponenten, welche nun für den Weiterbetrieb der Maschine verwendet werden sollen, mit Informationen versorgt werden, welche diese für ihren Betrieb brauchen. Beispielsweise kann auf diese Weise unmittelbar ein Firmware-Update ausgeführt werden. Es können auch Betriebsparameter, welche die jeweilige Komponente an die Maschine anpassen, geliefert werden. Gleiches gilt für Initialdaten, welche sich beispielsweise auf bestimmte Werte im Speicher einer Komponente beziehen können. Bei einer Bus-Adresse handelt es sich um ein Merkmal, welches der Kommunikation der Komponenten mit der Steuerungsvorrichtung dient. Durch das Liefern einer solchen Bus-Adresse kann die Kommunikation vereinfacht oder sicherer ausgestaltet werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben. Hierbei zeigt schematisch:
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1 eine Maschine mit einer Steuerungsvorrichtung und insgesamt drei Komponenten,
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2 eine Soll-Konfigurationsliste und erkannte Komponenten zur Illustration eines Prototypmodus,
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3 eine Soll-Konfigurationsliste und erkannte Komponenten zur Illustration eines Ersetzmodus,
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4 eine Soll-Konfigurationsliste und erkannte Komponenten zur Illustration eines abgewandelten Ersetzmodus,
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5 eine Soll-Konfigurationsliste und erkannte Komponenten zur Illustration eines gesicherten Modus,
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6 einen Frequenzumrichter und ein zum Auslesen von Informationen verwendetes Mobiltelefon in einer ersten Ausführung,
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7 einen Frequenzumrichter und ein zum Auslesen verwendetes Mobiltelefon in einer zweiten Ausführung,
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8 einen Frequenzumrichter.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt eine Maschine 10. Diese ist dabei lediglich in einer schematischen Darstellung gezeigt, wobei auf alle Elemente verzichtet wurde, welche für das Verständnis des Ausführungsbeispiels im Hinblick auf die vorliegende Erfindung nicht relevant sind.
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Die Maschine 10 weist eine Steuerungsvorrichtung 20 auf, welche als elektronische Steuerungsvorrichtung ausgeführt ist. Sie weist ferner drei Komponenten auf, nämlich einen ersten Elektromotor und zugehörigen Frequenzumrichter 30, einen zweiten Elektromotor und zugehörigen Frequenzumrichter 40 und einen dritten Elektromotor und zugehörigen Frequenzumrichter 50. Die Steuerungsvorrichtung 20 und die drei Frequenzumrichter 30, 40, 50 sind über ein Bus-System 25 miteinander kommunizierend verbunden. Dabei handelt es sich um ein bidirektionales Bus-System, so dass die Steuerungsvorrichtung 20 mit allen drei Frequenzumrichtern 30, 40, 50 bidirektional kommunizieren kann.
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Die Steuerungsvorrichtung 20 weist ferner einen Nummernblock 22 auf, dessen Gebrauch weiter unten näher beschrieben werden wird.
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Die Steuerungsvorrichtung 20 ist ausgebildet zum Erkennen von Identifikationsmerkmalen der Frequenzumrichter 30, 40, 50 und zur Steuerung der Maschine 20 in Abhängigkeit davon. Es wird nun mit Bezug auf die nachfolgenden Figuren näher beschrieben werden, wie die Steuerungsvorrichtung 20 arbeitet.
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2 zeigt eine Soll-Konfigurationsliste 12 sowie erkannte Komponenten. 2 dient insbesondere zur Illustration eines Prototypmodus.
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Die Soll-Konfigurationsliste 12 ist in der Steuerungsvorrichtung 20 gespeichert. Sie weist einen Parameter „AutoExchange“ auf, welcher in der Ausführung von 2 einen Wert von „Prototype“ annimmt. Damit wird insbesondere festgelegt, dass ein Betrieb der Maschine unabhängig von erkannten Komponenten immer erlaubt wird.
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Die Soll-Konfigurationsliste 12 weist drei Blöcke von Identifikationsmerkmalen auf, wobei jeder Block von Identifikationsmerkmalen jeweils einem der drei Frequenzumrichter 30, 40, 50 zugeordnet ist. In jedem Block sind die folgenden Identifikationsmerkmale gespeichert:
- – VendorID: eine Kennung des Herstellers des Frequenzumrichters,
- – Product Code: ein herstellerspezifischer Code zur Identifizierung des Typs des Produkts,
- – Revision: ein Hinweis auf den Revisionsstand der verwendeten Firmware,
- – Serial Number: die Seriennummer der Komponente, welche zur eindeutigen Identifikation einer bestimmten Komponente in Abgrenzung zu anderen Komponenten gleichen Typs dient.
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Des Weiteren ist in jedem Block noch ein Parameter „Mandatory“ gespeichert, welcher angibt, ob eine jeweilige Komponente als notwendig klassifiziert ist. In der Ausführung von 2 sind alle jeweiligen Parameter „Mandatory“ auf „False“, also nicht wahr, einen vorgegebenen Wert oder Default-Wert, gesetzt. Damit wird festgelegt, dass keiner der Frequenzumrichter 30, 40, 50 zwingend vorhanden sein muss, um den Betrieb der Maschine zu erlauben.
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Rechts neben der Soll-Konfigurationsliste 12 sind in 2 Identifikationsmerkmale der tatsächlich vorhandenen Frequenzumrichter 30, 40, 50 dargestellt, wobei es sich hierbei um Identifikationsmerkmale handelt, welche die Steuerungsvorrichtung 20 beim Einschalten der Maschine 10 über das Bus-System 25 aus den Frequenzumrichtern 30, 40, 50 ausgelesen hat.
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Im Prototypmodus werden die ausgelesenen Identifikationsmerkmale grundsätzlich unmittelbar in der Sollkonfigurationsliste 12 abgespeichert. Dies geschieht in drei Ersetzschritten 34, 44, 54. Der Betrieb der Maschine wird immer erlaubt. Weitere Aktionen werden nicht durchgeführt. Somit eignet sich dieser Modus insbesondere für einen Entwicklungszustand der Maschine, in welchem ein Austausch von Komponenten nur durch ausreichend qualifiziertes Personal vorgenommen wird und deshalb keine besonderen Vorsichtsmaßnahmen erforderlich sind.
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3 zeigt ebenfalls eine Soll-Konfigurationsliste 12 sowie erkannte Komponenten. 3 dient insbesondere zur Illustration eines Ersetzmodus.
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In der Ausführung gemäß 3 ist der Parameter „Auto Exchange“ auf den Wert „True“, also wahr, gesetzt. Damit wird festgelegt, dass, erkannte Komponenten automatisch in die Soll-Konfigurationsliste 12 übernommen werden. Außerdem erfolgt ein Abgleich zwischen Parametern wie weiter unten beschrieben. Der Wert „True“ für den Parameter „Auto Exchange“ eignet sich insbesondere für Situationen, in welchen beispielsweise Komponenten gefahrlos auch vom Benutzer der Maschine 10 ausgetauscht werden können, ohne dass qualifiziertes Servicepersonal hinzugezogen werden muss.
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Die ausgelesenen Identifikationsmerkmale der Frequenzumrichter 30, 40, 50 werden in drei Vergleichsschritten 35, 45, 55 mit den in der Soll-Konfigurationsliste 12 gespeicherten Identifikationsmerkmalen verglichen. Vorliegend kann dabei festgestellt werden, dass alle Identifikationsmerkmale der tatsächlich vorhandenen ersten und zweiten Frequenzumrichter 30, 40 mit den jeweils zugehörigen, in der Soll-Konfigurationsliste 12 gespeicherten Identifikationsmerkmalen vollständig identisch sind. Bei dem dritten Frequenzumrichter 50 ist jedoch ein Revisionsstand von 8.0 vorhanden, wohingegen laut Sollkonfigurationsliste 12 ein Revisionsstand von 9.0 vorgesehen ist. In diesem Fall kann der Vergleichsschritt 55 nicht nur das Vergleichen der Identifikationsmerkmale des dritten Frequenzumrichters 50 aufweisen, sondern auch ein Laden einer aktualisierten Firmware in den dritten Frequenzumrichter 50. Somit kann sichergestellt werden, dass sich der dritte Frequenzumrichter 50 auch nach einem Austausch so verhält, wie es von der Steuerung 20 erwartet wird. Es sei jedoch angemerkt, dass diese Funktionalität im Prototypmodus nicht vorhanden ist, da in diesem beispielsweise auch ein Test unterschiedlicher Revisionsstände ermöglicht werden soll.
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In der Ausführung von 3 sind die drei Parameter „Mandatory“ jeweils auf den Wert von „True“ gesetzt. Dies bedeutet, dass alle drei Frequenzumrichter 30, 40, 50 als notwendig klassifiziert sind und somit auch tatsächlich vorhanden sein müssen. Es handelt sich beispielsweise um eine nicht-modulare Maschine. Würde die Steuerungsvorrichtung 20 feststellen, dass zumindest einer der Frequenzumrichter 30, 40, 50 fehlt, so würde sie den Betrieb der Maschine verhindern.
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In dem Ersetzmodus fährt die Maschine 10 grundsätzlich an, wenn sie eingeschaltet wird und alle Komponenten, deren jeweils zugeordneter Parameter „Mandatory“ auf den Wert „True“ gesetzt ist, vorhanden sind. Sofern bei einem der drei Vergleichsschritte 35, 45, 55 eine Abweichung zwischen den Identifikationsmerkmalen in der Soll-Konfigurationsliste 12 und den tatsächlich ausgelesenen Identifikationsmerkmalen festgestellt werden sollte, würden die ausgelesenen Identifikationsmerkmale in die Soll-Konfigurationsliste 12 geschrieben werden. Anders ausgedrückt würden die entsprechenden Einträge, welche einem der drei Frequenzumrichter 30, 40, 50 zugeordnet sind, entsprechend aktualisiert werden.
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4 zeigt ebenfalls eine Soll-Konfigurationsliste 12 und Identifikationsmerkmale, wie sie aus den drei Frequenzumrichtern 30, 40, 50 ausgelesen wurden. 4 dient insbesondere zur Illustration eines Ersetzmodus bei einer modularen Maschine.
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Im Unterschied zu 3 sind in 4 nicht alle der drei Parameter „Mandatory“ auf den Wert „True“ gesetzt. Vielmehr ist dieser Parameter bei den Blöcken, welche dem zweiten Frequenzumrichter 40 und dem dritten Frequenzumrichter 50 zugeordnet sind, auf den Wert „False“, also nicht wahr, gesetzt. Dies bedeutet, dass lediglich der erste Frequenzumrichter 30 zwingend vorhanden sein muss, um zu erreichen, dass die Steuerungsvorrichtung 20 einen Betrieb der Maschine 10 erlaubt. Würde beim Auslesen der Identifikationsmerkmale aus den Komponenten die Steuerungsvorrichtung 20 erkennen, dass an der Position, welche für den ersten Frequenzumrichter 30 vorgesehen ist, keine Komponente angeschlossen ist, so würde sie vorliegend den Betrieb der Maschine 10 nicht erlauben. Dies dient zur Sicherheit, um beispielsweise Bedienfehler auch von Fachpersonal auszuschließen.
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Wie in 4 weiter zu sehen ist, befindet sich an derjenigen Position, welche für den zweiten Frequenzumrichter 40 vorgesehen ist, vorliegend keine Komponente, Da jedoch der Parameter „Mandatory“ für den zweiten Frequenzumrichter 40 auf den Wert „False“ gesetzt ist, wird der Betrieb der Maschine 10 vorliegend trotzdem erlaubt.
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Bezüglich des dritten Frequenzumrichters 50 ergibt sich in der Darstellung von 4 keine Besonderheit. Die ausgelesenen Identifikationsmerkmale entsprechen exakt den in der Soll-Konfigurationsliste gespeicherten Identifikationsmerkmalen.
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5 zeigt ebenfalls eine Soll-Konfigurationsliste 12 und Identifikationsmerkmale, wie sie aus den drei Frequenzumrichtern 30, 40, 50 ausgelesen wurden. 5 dient dabei insbesondere zur Erläuterung eines sicheren Modus.
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In 5 ist der Parameter „Auto Exchange“ auf den Wert „False“ gesetzt. Dies bedeutet, dass neu erkannte Komponenten nicht automatisch mit ihren jeweiligen Identifikationsmerkmalen in der Soll-Konfigurationsliste 12 abgespeichert werden. Vielmehr wird beim Erkennen einer Abweichung der Betrieb der Maschine 10 zunächst verhindert.
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Vorliegend stimmen die ausgelesenen Identifikationsmerkmale des ersten Frequenzumrichters 30 noch mit den zugeordneten, in der Soll-Konfigurationsliste 12 gespeicherten Identifikationsmerkmalen überein. Beim Vergleich der aus dem zweiten Frequenzumrichter 40 ausgelesenen Identifikationsmerkmale mit den in der Soll-Konfigurationsliste gespeicherten, zugeordneten Identifikationsmerkmalen fällt jedoch auf, dass die Seriennummer des Frequenzumrichters 40 nicht mit dem Sollwert übereinstimmt. Hier liegt also eine Abweichung vor. Mit anderen Worten wurde offenbar der zweite Frequenzumrichter 40 durch ein anderes Bauteil ersetzt, welches in der Soll-Konfigurationsliste 12 nicht gespeichert ist.
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Im vorliegenden Fall wird aus diesem Grund der Betrieb der Maschine 10 zunächst verhindert. Die Maschine kann erst dann in Betrieb genommen werden, wenn die Änderung der jeweiligen Komponente, hier des zweiten Frequenzumrichters 40, quittiert wurde.
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Nachfolgend werden einige unterschiedliche Möglichkeiten zum Quittieren beschrieben.
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Eine Möglichkeit zum Quittieren besteht mittels des bereits mit Bezug auf 1 erwähnten Nummernblocks 22, welcher sich außen an der Steuerungsvorrichtung 20 befindet. Ein Benutzer kann in diesem Fall einen PIN-Code durch den Nummernblock 22 in die Steuerungsvorrichtung 20 eingeben. Sofern der eingegebene PIN-Code korrekt ist, wird der Betrieb der Maschine 10 erlaubt. Dies stellt sicher, dass nur autorisiertes Personal die Maschine 10 nach einem solchen Austausch einer der Komponenten in Betrieb nehmen kann.
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Eine weitere Möglichkeit der Quittierung ist mit Bezug auf 6 beschrieben, und zwar beispielhaft am ersten Frequenzumrichter 30. Dabei wird ein Mobiltelefon 60 verwendet, auf welchem eine Anwendung läuft, welche Bilder und insbesondere einen QR-Code erkennen kann. Auf dem ersten Frequenzumrichter 30 ist ein Etikett 32 aufgebracht, welches einen solchen QR-Code 33 trägt. In dem QR-Code 33 sind Informationen über den zweiten Frequenzumrichter 30 gespeichert, welche an die Steuerungsvorrichtung 20 übermittelt werden sollen. Hierzu wird dieser QR-Code 33, welcher auf dem Etikett 32 und somit auf dem zweiten Frequenzumrichter 30 aufgebracht ist, mittels einer in das Mobiltelefon 60 integrierten Kamera ausgelesen und erkannt. Die daraus ermittelten Daten werden anschließend über eine Mobilfunkverbindung an die Steuerungsvorrichtung 20 übermittelt. Hierzu kann beispielsweise die Steuerungsvorrichtung 20 eine eigene Funkschnittstelle zur Ankopplung an ein Mobilfunknetz aufweisen.
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Eine weitere Möglichkeit zum Quittieren ist mit Bezug auf 7 dargestellt, und zwar beispielhaft am zweiten Frequenzumrichter 40. Dabei weist der zweite Frequenzumrichter 40 einen RFID-Tag 42 auf, welcher mittels Funkwellen auslesbar ist. In dem RFID-Tag 42 sind Daten gespeichert, welche bei Verwendung eines entsprechenden Auslesegeräts auslesbar sind, welches hier in das bereits mit Bezug auf 6 beschriebene Mobiltelefon 60 integriert ist. Somit kann auch in diesem Fall das Mobiltelefon 60 mittels einer entsprechenden Anwendung und Verwendung der entsprechenden Hardware Daten aus dem zweiten Frequenzumrichter 40 auslesen und an die Steuerungsvorrichtung 20 übermitteln.
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Sowohl mit Bezug auf 6 wie auch mit Bezug auf 7 wurde also die Verwendung eines Mobiltelefons 60 zum Quittieren beschrieben. Der manuell durchzuführende Vorgang des Auslesens von Daten mittels des Mobiltelefons 60 aus dem jeweiligen Frequenzumrichter 30, 40 dient dabei zum einen dazu, dass sichergestellt ist, dass ein Benutzer der Steuerungsvorrichtung 20 vor Inbetriebnahme der Maschine aktiv mitteilen muss, dass er die Maschine 10 bewusst verändert hat und einen Betrieb mit den neu hinzugefügten Komponenten wünscht. Dies vermeidet ein unbeabsichtigtes Anfahren der Maschine 10 nach dem Austausch von Komponenten und kann auch den hierzu befugten Benutzerkreis einschränken. Andererseits kann damit sogar die zusätzliche Funktionalität erreicht werden, nicht über das Bussystem zugängliche Daten aus der jeweiligen Komponente auszulesen und an die Steuerungsvorrichtung 20 zu übermitteln.
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8 zeigt noch eine andere Ausführung einer Quittierung. Dabei weist der dritte Frequenzumrichter 50 ein Funkmodul 52 auf, welches über normale Mobilfunkkommunikation mit einer Mobilfunk-Basisstation 70 kommunizieren kann. Auf diese Weise kann direkt eine Verbindung zwischen dem dritten Frequenzumrichter 50 und einem normalen Mobilfunknetz hergestellt werden. Vorliegend sendet der dritte Frequenzumrichter 50 eine SMS an die Steuerungsvorrichtung 20, um dieser zu signalisieren, dass die Maschine 10 mit der neuen Konfiguration in Betrieb genommen werden soll.
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Um sicherzugehen, dass auch in diesem Fall ein Benutzer eine Quittierung durchführen muss, weist der dritte Frequenzumrichter 50 ferner einen Drucktaster 53 auf. Erst nach Drücken dieses Drucktasters 53 wird die SMS gesendet.
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Es sei verstanden, dass die Darstellung des ersten, zweiten und dritten Frequenzumrichters 30, 40, 50 in den 6 bis 8 lediglich beispielhaft erfolgt. Es können alle Komponenten der Maschine 10 mit entsprechenden oder auch anderen Mitteln zur Auslösung einer Quittierung und zum Übermitteln von Daten an die Steuerung 20 ausgerüstet sein.
